- Dược học, thuốc chữa bệnh: Có khả năng chế tạo các phân tử sinh học mà chuyển dƣợc phẩm trong tế bào. Điều này có thể giải phóng các hạt nano hoặc hóa chất chống ung thƣ đáp lại tín hiệu nguy hiểm từ tế bào bệnh.
- Gắn DNA và chip DNA: Xét nghiệm kim loại xác định DNA có thể thực hiện bằng lớp phủ hạt nano vàng với chuỗi sợi DNA. Khi các hạt này đƣợc ghép vào DNA sẽ xảy ra liên kết (sự lai tạo). Quá trình này sẽ làm cho keo vàng kết tụ, và kết quả là diễn ra sự thay đổi màu trên thân chip.
- Lưu trữ thông tin: Các hạt màu siêu mịn thƣờng tạo ra chất lƣợng cao hơn về màu sắc, độ bao phủ và chất bền màu. Trên thực tế, các hạt nano thƣờng đƣợc ứng dụng trong audio, băng video và đĩa hiện đại, chúng phụ thuộc vào tính chất quang và tính chất từ của hạt mịn. Với các tiến bộ kĩ thuật, càng ngày con ngƣời càng chế tạo các loại vật liệu lƣu trữ thông tin có dung lƣợng lớn nhƣng kích thƣớc ngày càng nhỏ gọn.
- Máy tính hóa học/quang học: Các mạng hai hay ba chiều có trật tự của kim loại hoặc nano bán dẫn có tính chất từ và quang riêng biệt. Các vật liệu này hứa hẹn có nhiều ứng dụng trong công nghiệp điện tử, bao gồm cả máy tính quang học.
17
- Gốm và các chất cách điện cải tính: Việc nén các hạt gốm kích thƣớc nano tạo ra các vật rắn mềm dẻo, dƣờng nhƣ là do vô số ranh giới hạt tồn tại. Sau khi phát triển thêm các phƣơng pháp nén, các vật không xốp, độ đặc cao sẽ đƣợc điều chế. Những vật liệu mới này có thể đƣợc sử dụng nhƣ chất thay thế cho kim loại trong rất nhiều ứng dụng.
- Kim loại cứng hơn: Kim loại nano khi nén vào trong vật rắn sẽ có bề mặt đáng chú ý, có độ cứng của kim loại vi tinh thể thông thƣờng.
- Pin mặt trời: Hạt nano bán dẫn, có kích thƣớc điều chỉnh đƣợc, có tiềm năng đối với pin mặt trời với hiệu suất cao hơn.
- Chất xúc tác: Tầm quan trọng của vật liệu cấu trúc nano là sự xúc tác không đồng nhất phụ thuộc vào các hạt nano của kim loại và nghiên cứu về tác động của kích thƣớc hạt. Đây là lĩnh vực đã và đang thu hút nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học.
- Công nghệ sản xuất sơn: Ngƣời ta đã chứng minh đƣợc rằng sơn đƣợc thêm chất phụ gia bằng các hạt nano hấp phụ ánh sáng, ví dụ nhƣ TiO2 thì sơn sẽ tự lau sạch. Cơ chế khiến điều này xảy ra liên quan đến oxi hóa quang chất gây bẩn bằng TiO2 trong nƣớc. Vật liệu hữu cơ béo mà bám chặt vào bề mặt sơn có thể bị oxi hóa bằng cặp lỗ điện tử tạo thành khi nano TiO2 hấp thụ ánh sáng mặt trời. Vì vậy, vật liệu hữu cơ bị loại khỏi lớp màng sơn.
- Các chất xúc tác bảo vệ môi trường: Việc sử dụng vật liệu nano với thành
phần là các kim loại đất hiếm cho phép điều chế các lớp xúc tác hoạt tính mỏng hơn, nhờ đó tiết kiệm đƣợc kim loại quý. Các vật liệu nano này cũng giúp ích trong việc điều chế các huyền phù có độ đặc cao, rất bền, nhờ đó giảm số bƣớc phủ và giảm mất mát nguyên liệu do sự phân tán kết bông khi sản xuất các lớp xúc tác.
- Nâng cao an ninh quốc phòng: Công nghệ nano đóng vai trò quan trọng trong việc chế tạo trang thiết bị quân sự cho quốc phòng. Các loại vật liệu hấp phụ, phá hủy các tác nhân sinh học và hóa học đã đƣợc chứng minh là khá hiệu quả và cho phép đối phó nhanh với một số vấn đề hậu cần [19].
18
Ngoài ra, các nhà khoa học đã tìm cách đƣa công nghệ nano vào việc giải quyết các vấn đề mang tính toàn cầu nhƣ thực trạng ô nhiễm môi trƣờng ngày càng gia tăng.
Hình 1.6. Ứng dụng của sắt nano trong môi trường [41]
So với hạt có kích thƣớc micro, hạt nano có tốc độ phản ứng lớn hơn do diện tích bề mặt riêng và diện tích bề mặt hoạt động lớn hơn. Hơn thế nữa, do có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng, sắt nano có thể đi vào trong đất bị ô nhiễm, trầm tích và tầng ngậm nƣớc. Tuy nhiên, do sự kết đám của các hạt nano, chúng rất khó tồn tại lâu dài ở dạng lơ lửng. Schrick và các cộng sự đã chứng minh rằng nguồn cacbon hạn chế đáng kể sự kết tụ và tăng sự vận chuyển hạt nano [2].
Ngƣời ta thấy rằng công nghệ nano có thể phản ứng một cách hiệu quả với nhiều loại đất ô nhiễm khác nhau trong môi trƣờng, bao gồm các hợp chất hữu cơ chứa Clo, kim loại nặng và các chất vô cơ khác.
Theo Wei-xian Zhang [2003], sắtnano đƣợc thử nghiệm để xử lý các hợp chất TCEs trong nƣớc ngầm tại một căn cứ hải quân của Mỹ. Sau sáu tuần phun hạt Fe0
19
nano xuống các giếng thử nghiệm, mẫu nƣớc ngầm sau khi xử lý có nồng độ TCEs đạt tiêu chuẩn nƣớc sạch [41]. Theo Wei-xian Zhang, sắt nano có khả năng xử lý các hợp chất hữu cơ và các chất vô cơ có tên ở bảng 1.2.
Bảng 1.2. Các hợp chất gây ô nhiễm có khả năng bị xử lý bởi nano Fe0
[40] TT Tên nhóm các chất và hợp chất Tên các chất và hợp chất 1 Các hợp chất Clometan 1.1. Cacbontetraclorua (CCl4) 1.2. Chloroform (CHCl3) 1.3. Diclorometan (CH2Cl2) 1.4. Clorometan (CH3Cl) 2 Các hợp chất Trihalometan 2.1. Bromoform (CHBr3) 2.2. Dibromoclorometan (CHBr2Cl) 2.3. Diclorobromometan (CHBrCl2) 3 Các hợp chất clobenzen 3.1. Hexanclorobenzen (C6Cl6) 3.2. Pentaclorobenzen (C6HCl5) 3.3. Tetraclorobenzen (C6H2Cl4) 3.4. Triclorobenzen (C6H3Cl3) 3.5. Diclorobenzen (C6H4Cl2) 3.6. Clorobenzen (C6H5Cl) 4 Các hợp chất cloeten 4.1. Tetracloroeten (C2Cl4) 4.2. Tricloroeten (C2HCl3) 4.3. Cis-Dicloroeten (C2H2Cl2) 4.4. Trans-Dicloroeten (C2H2Cl2) 4.5. 1,1- Dicloroeten (C2H2Cl2) 4.6. Vinylclorua (C2H3Cl) 5 Thuốc bảo vệ thực vật 5.1. DDT (C4H9Cl5) 5.2. Lindan (C6H6Cl6)
20 6 Các hợp chất polycloro khác 6.1. Các hợp chất hydrocacbon 6.2. PCBs 6.3. Pentaclorophenol
7 Thuốc nhuộm hữu cơ
7.1. Màu vàng cam (C16HnN2NaO4S) 7.2. Chrysoidin (C12H13ClN4)
7.3. Tropaeolin (C12H9N2NaO5S)
8 Các hợp chất hữu cơ khác 8.1. N-Nitrosodiummetylamin(NDMA) 8.2. TNT (C7H5N3O6) 9 Các kim loại nặng 9.1. Thuỷ ngân (Hg2+) 9.2. Niken (Ni2+) 9.3. Cadimi (Cd2+) 9.4. Chì (Pb2+) 9.5. Crôm (Cr6+)
10 Các anion vô cơ 10.1. Perclorat (ClO4
-) 10.2.Nitrat (NO3-)
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});