Vật liệu nano là loại vật liệu siêu nhỏ, có kích thước từ 1-100nm, vật liệu nano có thểđược phân ra thành 2 loại: (1)Vi hạt Nano, tức là chỉ những loại hạt siêu nhỏ có kích thước ở cấp độ nano mét, kích thước của chúng lớn hơn kích thước của nguyên tử và nhỏhơn kích thước của các vi hạt thông thường, kích thước nằm trong khoảng 1-100nm, những hạt này bằng mắt thường và bằng kính hiển vi thông thường không thể quan sát được các hạt đơn lẻ, mà chỉ có
thể quan sát được bằng kính hiển vi siêu điện tử có độ phóng đại rất cao; (2) Nano dạng rắn, chúng còn có tên gọi là vật liệu nano kết cấu, chúng do các hạt nano có kích thước 1-100 nm tụ hợp lại với nhau hình thành nên dạng màng siêu mỏng hoặc dạng sợi Nano.
Công nghệ nano là công nghệ nghiên cứu thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo thông qua khống chế hình dạng và kích thước ở cấp độ nano mét.
Năm 1959, giáo sư Richard Feyman (Viện Công nghệ Masstchusets- MIT) đề xuất ý tưởng mới, theo đó ông cho rằng khoa học đã đi vào chiều sâu của cấu trúc vật chất đến từng phân tử, nguyên tử và hơn nữa. Đây là ý tưởng mà sau này trở thành một trong hai cách tạo ra vật liệu nano bằng phương pháp từ dưới lên (bottom-up). Thuật ngữ “công nghệ nano” thực sự được sử dụng vào năm 1974 khi Nario Taniguchi, nhà nghiên cứu tại trường đại học Tokyo, đã sử dụng thuật ngữnày đểđề cập khảnăng chế tạo cấu trúc vi hình của mạch vi điện tử.
Vật liệu nano (bao gồm các màng nano, sợi và ống nano, hạt nano, que nano) được chế tạo bằng nhiều cách. Vật liệu nano có những tính năng đặc biệt mà vật liệu truyền thống không có được. Đó là do sự thu nhỏkích thước và việc tăng diện tích bề mặt của vật liệu này. Trên thi trường hiện nay vật liệu nano được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực (Bảng 3.1).
Bảng 3.1. Một số loại vật liệu nano và các lĩnh vực sử dụng
Loại sản phẩm Sốlượng Lĩnh vực sử dụng Tỷ lệ (%)
Hạt Nano 160 Y/dược 30
Ống Nano 55 Hóa chất và vật liệu cao cấp 29 Vật liệu xốp Nano 22 CN Thông tin, viễn thông 21
Lồng Nano 21 Năng lượng 10
Châm lượng tử 19 Tựđộng hóa 5
Vật liệu cấu trúc Nano 16 Hàng không vũ trụ 2
Trên thế giới, các nước như Mỹ, Nhật Bản… đang dẫn đầu trong lĩnh vực công nghệ mũi nhọn này. Các nước chậm phát triển cũng đang kỳ vọng sẽ thoát khỏi đói nghèo nhờ công nghệ Nano.