nano.PDF

Tiểu luận: Công nghệ Nano 2.1: Công nghệ nano, ý tưởng Chương 2: Công nghệ Nano 2.2: Công nghệ nano, sở khoa học chủ yếu 2.3: Đột phá kỉ 2.4: Máy nano công nghệ nano phân tử 2.1: Công nghệ nano, ý tưởng 2.1.1: Công nghệ nano  Vật liệu Nano: Là loại vật liệu mà cấu trúc thành phần cấu tạo nên phải có chiều kích thước nanomet  Công nghệ nano: Công nghệ nano công nghệ xử lý vật chất mức nanomet Bao gồm việc thiết kế, chế tạo ứng dụng cấu trúc, thiết bị hay hệ thống kích thước nanomet (1nm = 10-9m) 2.1.2: Ý tưởng công nghệ nano Ý tưởng công nghệ nano đưa nhà vật lý học người Mỹ Richard Feynman vào năm 1959 Nhưng thuật ngữ “công nghệ nano” bắt đầu sử dụng vào năm 1974 Nario Taniguchi nhà nghiên cứu trường đại học Tokyo sử dụng để đề cập khả chế tạo cấu trúc vi hình mạch vi điện tử Nhà vật lý học người Mỹ Richard Feynman (1918-1988)  Vật liệu thang đo nano, bao gồm nano, sợi ống nano, hạt nano điều chế nhiều cách khác Ở cấp độ nano, vật liệu có tính đặc biệt mà vật liệu truyền thống thu nhỏ kích thước việc tăng diện tích mặt loại vật liệu  Vật liệu nano vật liệu chiều có kích thước nano mét Về trạng thái vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng khí Vật liệu nano kim loại Vật liệu nano tập trung nghiên cứu nay, chủ yếu vật liệu rắn, sau đến chất lỏng khí Về hình dáng vật liệu, người ta phân thành loại sau:  Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều có kích thước nano, không chiều tự cho điện tử), ví dụ: đám nano, hạt nano  Vật liệu nano chiều vật liệu hai chiều có kích thước nano, điện tử tự chiều (hai chiều cầm tù), ví dụ, dây nano, ống nano,  Vật liệu nano hai chiều vật liệu chiều có kích thước nano, hai chiều tự do, ví dụ, màng mỏng,  Ngoài có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite có phần vật liệu có kích thước nm, cấu trúc có nano không chiều, chiều, hai chiều đan xen lẫn 2.2 Công nghệ nano, sở khoa học chủ yếu 2.2.1: Sự chuyển tiếp cổ điển _ lượng tử Đối với vật liệu vĩ mô gồm nhiều nguyên tử, hiệu ứng lượng tử trung bình hóa với nhiều nguyên tử (1µm3 có khoảng 1012 nguyên tử) bỏ qua thăng giáng ngẫu nhiên Nhưng cấu trúc nano có nguyên tử tính chất lượng tử thể rõ ràng Ví dụ chấm lượng tử coi đại nguyên tử, có mức lượng giống nguyên tử 2.2.2: Hiệu ứng bề mặt Khi vật liệu có kích thước nm, số nguyên tử nằm bề mặt chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử Chính hiệu ứng có liên quan đến bề mặt, gọi tắt hiệu ứng bề mặt trở nên quan trọng làm cho tính chất vật liệu có kích thước nanomet khác biệt so với vật liệu dạng khối Vật liệu có kích thước nhỏ tỷ số số nguyên tử bề mặt tổng số nguyên tử vật liệu gia tăng (f):  Khi kích thước vật liệu giảm đến nanomet f tăng lên đáng kể  Hiệu ứng bề mặt có tác dụng với tất gia tăng kích thước, hạt bé kích thước lớn Những pin mặt trời làm từ tinh thể nano Sử dụng hạt nano giúp tăng hiệu lượng mặt trời  Ứng dụng làm môi trường Một ứng dụng công nghệ nano dùng để chế tạo thiết bị, chẳng hạn lưới lọc nước nano với cấu tạo đủ rộng phân tử nước qua, song đủ hẹp để ngăn chặn phân tử chất bẩn gây ô nhiễm  Điện  tử khí Nhiều phòng thí nghiệm bắt tay vào nghiên cứu hệ máy tính nano  Các ống nano làm sợi tóc thắp sáng bóng đèn để thay bóng điện, bảng hiển thị thông tin, hình máy tính, điện thoại di động  Các ống nano vững chắc, có sức mạnh gấp mười lần thép đặc biệt kháng nhiệt, giúp người sản xuất hàng loạt thiết bị cho ngành sản xuất xe hơi, máy bay tàu vũ trụ  Robot nano vào thể chữa bệnh: rôbốt siêu nhỏ sâu vào thể, đến tế bào để hàn gắn, chữa bệnh cho mô xương bị gãy chí tiêu diệt virut gây bệnh thể Các rôbốt có tên gọi nanobot có kích thước nhỏ phân tử thâm nhập dễ dàng vào mô cơ, tiếp cận tế bào bị bệnh thể người bệnh Nhờ đó, nanobot giúp hàn gắn thương tổn siêu nhỏ bên thể bệnh nhân  Thiết bị gia dụng: khử khuẩn đồ dùng gia dụng  Màng lọc anno nước thải: Màng lọc nano ứng dụng phổ biến để xử lý muối hòa tan chất ô nhiễm có kích thước nhỏ, làm mềm nước xử lý nước thải Màng lọc nano đóng vai trò rào cản vật lý, ngăn chặn hạt vi sinh vật lớn lỗ màng lọc loại bỏ có chọn lọc chất ô nhiễm Trong công nghiệp quốc phòng hàng không vũ trụ:  Polymer nano sử dụng thiết bị cảm biến có khả phát dấu vết nhỏ chất nổ chôn lòng đất Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, vật liệu cấu trúc nano giúp tạo hệ máy bay bền hơn, nhẹ hơn, có khả chống sét chống cháy tốt Hiện nay, người ta sản xuất loại vật liệu cán nano có độ bền cao, nhẹ hấp thụ lượng tốt thép, dùng để chế tạo máy bay Các loại polymer chứa hạt nano bạc giúp làm vi khuẩn máy bay Một công ty chế tạo loại vải sợi chứa ống nano cácbon có tính dẫn điện cao dùng thay đồng để sản xuất dây dẫn cáp nhẹ cho máy bay vệ tinh  Ứng dụng điện tử:   Giảm kích thước, tăng dung lượng thiết bị điện tử Điện tử dân dụng máy tính lĩnh vực sớm biết tận dụng ưu điểm vật liệu nano vào sản phẩm, bật kể đến nâng cao chất lượng hình khả dẫn điện Màn hình ứng dụng lớp polymer siêu mỏng không cần đèn kính lọc hình LCD truyền thống, cho hình ảnh tươi sáng rõ nét Công nghệ ứng dụng để chế tạo loại hình chất dẻo uốn cong hoàn toàn  Công nghệ Nano triển vọng ứng dụng công nghiệp dầu khí  Sử dụng công nghệ nano công nghiệp dầu khí gia tăng sản lượng lên 1,3 – 1,5 lần Triển vọng ứng dụng công nghệ nano ngành công nghiệp dầu mỏ: • Giảm xung động hệ thống vận chuyển dầu tuyến đường ống; • Phòng ngừa cố khoan giếng; • Chống lắng đọng parafin muối giếng; • Xử lý tồn trữ dầu mỏ 2.4 Máy nano công nghệ nano phân tử Nhờ phát triển công nghệ nano người ta chế tạo nhiều linh kiện, máy móc hoạt động với chức động cơ, chuyển mạch, tranzito, Nhưng với kích thước thuộc thang nanomet gọi chúng linh kiện nano máy nano Người ta chế tạo chúng chủ yếu dùng phân tử tổng hợp trình tổng hợp hóa học, chúng có tên gọi máy nano phân tử Lời kết Nhu cầu phát triển công nghệ nói chung công nghệ NANO nói riêng đặt cho nhà khoa học nhiều vấn đề mới, mang tính tổng hợp, liên ngành Một sản phẩm công nghệ coi thành công hay có nhiều hứa hẹn phát triển tảng phát triển nó: sử dụng rộng rãi, đem lại hiệu kinh tế để "lấy ngắn nuôi dài", đưa trình độ công nghệ lên tầm cao Việc mở rộng khái niệm cỗ máy đến mức xoá ranh giới phân chia giới sống giới sống, vấn đề thường gặp lĩnh vực công nghệ NANO, chuyện viễn tưởng Tài liệu tham khảo:  Vũ Đình Cự, Nguyễn Xuân Chánh Công nghệ nano điều khiển đến phân tử, nguyên tử NXB – Khoa học kỹ thuật, 2004  http://suckhoedoisong.vn/20111201030819169p1c19/cong-nghe-nano-va-nhung-ung-dung-trongtuong-lai.htm http://vietbao.vn/The-gioi/Cong-nghe-nano-se-lamthay-doi-the-gioi-trong-the-ky-21/40117477/159/ http://www.baomoi.com/Vat-lieu-Nano-trong-congnghiep-dien-tu-nang-luong-va-moitruong/53/6063645.epi http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/cong-nghe-nano-lagi.792497.html    Cảm ơn thầy cô bạn ý lắng nghe!