2. Trọng lượng lớn nhất của actat, trong một quá trình nghiên cứu vào khoảng 0,002 microgram Những phương pháp nào được ứng dụng để nghiên cứu
7.2.4. Công nghệ nano
Kích thước tối thiểu của các đối tượng mà các nhà hóa học có thể ứng dụng?
Thuật ngữ “công nghệ nano” (theo Hy Lạp “nanoc”– người lùn) đã được đưa vào năm 1974 để mô tả các quá trình xảy ra trong không gian với kích thước từ 0,1 đến 100 nm (1 nm = 10-9 m). Công nghệ nano có thể được quy cho các phương pháp sản xuất hệ thống keo và cao phân tử, luyện kim bột, phủ lớp mỏng.
Tầm quan trọng cơ bản của lớp phủ mỏng lần đầu tiên được ghi nhận vào năm 1959 trong bài giảng của nhà vật lý người Mỹ R. Feynman “Phía dưới còn nhiều khoảng trống: lời mời tham gia vào một thế giới mới của vật lý”, ở đây nhấn mạnh tầm quan trọng của lĩnh vực nén dữ liệu, tạo ra các máy tính thu nhỏ, quản lý kiến trúc phân tử. Ông đã chỉ ra rằng các định luật vật lý không cản trở việc xây dựng các cấp độ nguyên tử, phân tử.
Trong đầu những năm 1970, gần như đồng thời ở Liên Xô, Nhật Bản và Hoa Kỳ bắt đầu công việc chế tạo các cấu trúc nano bán dẫn. Tuy nhiên, sự “bùng nổ” công nghệ nano mới bắt đầu 10 năm sau đó, khi chúng được tạo ra bằng cách quét kính hiển vi lực nguyên tử, đường hầm và đã trở thành "mắt" và "ngón tay" của các nhà nghiên cứu. Xuất hiện khái niệm máy robot phân tử dựa trên các mô hình sinh học. Đồng thời phát triển một loại vật liệu duy nhất có cấu trúc được làm từ các
tinh thể có kích thước nanomet. Như kích thước thu được trong sự bùng nổ của tinh thể kim cương nằm trong phạm vi rất hẹp 4-5 nm; những tinh thể kết hợp các tính năng hữu ích của một số loại carbon: kim cương thông thường và than chì, cacbon đen và than hoạt tính.
Các đối tượng nano được phát hiện vào cuối thế kỷ XX, dạng mới của carbon – fullerene và ống nano. Trong năm 1996 nhà khoa học Anh Harold Kroto và các nhà hóa học Mỹ Richard Smalley và Robert Curl đã được trao giải Nobel cho việc phát minh ra fullerene. Tên gọi “fullerene” cho phân tử C60 duy nhất đã được đề xuất vào năm 1985 đặt theo tên của kiến trúc sư R. Vakminster Fuller, người đã thiết kế mái vòm hình ngũ giác và lục giác. Những hình tương tự cũng có trong một phân tử hình cầu C60. Sau đó C70 và nhiều đối tượng khác đã được phát hiện ra. Các ống nano là một đối tượng thú vị để nghiên cứu. Được biết, độ bền của ống nano carbon cao hơn nhiều lần so với thép, trong khi mật độ của chúng gấp sáu lần nhỏ hơn. Màng cấu trúc nano dựa trên nitrua và borua có tính chất tương tự.
Không giống như các phương pháp tiếp cận truyền thống để tạo ra các đối tượng thu nhỏ “từ trên xuống”, tức là bằng cách làm nhỏ các hệ thống lớn hơn, trong công nghệ nano chủ yếu sử dụng chiến lược “từ dưới lên”, bao gồm lắp ráp từng nguyên từ và phân tử. Đồng thời công nghệ nano không giới hạn trong phạm vi điện tử nano và máy tính nano, mặc dù đó là các lĩnh vực này đã được phát triển một cách tối đa.
Năm 2000 nhà khoa học Nga Zhores Ivanovich Alferov đã được trao giải thưởng Nobel Vật lý về công trình nghiên cứu trong lĩnh vực bán dẫn heterostructure ghi nhận sự thành công của nền khoa học Nga trong việc nghiên cứu các đối tượng nhỏ.
Mặc dù đã có nhiều thành tựu trong công nghệ nano vào những năm gần đây, nhưng đây vẫn chỉ là giai đoạn khởi đầu. Cấu trúc nano và thiết bị nano chủ
yếu vẫn là đơn giản và còn chặng đường rất xa đề khai thác hết khả năng của khoa học nano.
Câu hỏi
1. Ước tính kích thước của móng tay mà Leskov Lefty đóng móng cho con bọ chét “aglits”. Chúng ta có thể coi các đối tượng đó thuộc công nghệ nano?