4. Kết cấu của bài tiểu luận
3.2.4. .Ứng dụng nano vào “pin cây xanh”
Phương pháp nghiên cứu khoa học Chương 3.Ứng dụng và hướng phát triển
21
Cây xanh có chất diệp lục (chloroplast) có khả năng chuyển ánh sáng mặt trời thành năng lượng và sinh khối với hiệu suất cao. Chloroplast chứa hàng trăm cấu trúc kích thước nanomet gọi là thylakoid. Bên trong thylakoid có những anten có cấu trúc nano có thể bắt được ánh sáng một cách hiệu quả và chuyển chúng thành hoá năng. “Pin mặt trời” là dụng cụ quang điện do con người tạo ra cũng có thể chuyển năng lượng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Tuy nhiên “pin mặt trời” thì đắt hơn và hiệu suất chuyển hoá kém hơn rất nhiều so với “pin cây xanh” (chloroplast).
Hình 3.4. Pin cây xanh
3.3. Ƣu nhƣợc điểm khi sử dụng CNNN trong thực phẩm 3.3.1. Ƣu điểm
Phương pháp nghiên cứu khoa học Chương 3.Ứng dụng và hướng phát triển
22
Ngược lại, về những gì liên quan đến thực phẩm, sự hứng khởi ban đầu từ những ứng dụng công nghệ nano trong xây dựng, y khoa đã giảm nhiệt bởi những mối lo lắng về vệ sinh, an toàn và môi trường ở ba cấp độ của dây chuyền : sản xuất, chế biến và đóng gói. Những “nhà nano học tương lai” tin rằng một ngày nào đó, thực phẩm nano sẽ xuất hiện khắp nơi. Họ thông báo trong tương lai các thiết bị thu cực nhỏ, các bụi thông minh (smart dust) sẽ truyền đến nông dân qua đài radio những thông tin về mọi chuyện diễn ra trên cánh đồng, trong cây trồng và cơ thể gia súc để nhà nông có thể tối ưu hóa năng suất của chúng. Dù một nền “nông nghiệp chính xác” như thế chưa phải là chuyện xảy ra ngay vào ngày mai, nhưng công nghệ nano đã có trên thực địa dưới dạng thuốc trừ sâu thông minh, hoặc nanocide. Một số công ty như Syngenta, Monsanto và BASF đã điều chế hoặc nghiên cứu thuốc trừ sâu ở tầm mức nanomét mà theo họ là chúng sẽ ổn định hơn, có hiệu quả lâu dài hơn và lợi hại hơn đối với mục tiêu nhắm đến. Tại Anh và Mỹ, nhiều chất đã được thử nghiệm thành công về độ an toàn và đã được cấp giấy phép.
3.3.2. Nhƣợc điểm
Tuy nhiên, về thực phẩm, vẫn còn có vấn đề. Một số dấu hiệu cho thấy người tiêu dùng sẽ tẩy chay thực phẩm ra đời từ những công nghệ này. Cách đây vài năm, các tập đoàn thực phẩm lớn không ngần ngại nói về những sản phẩm mới mà họ đang chế biến. Kraft Foods từng thông báo một loại nước uống không mùi, không vị có chứa hàng chục màu sắc, hương liệu và chất dinh dưỡng trong hàng tỷ các viên nang cực nhỏ mà người mua chỉ việc kích hoạt bằng cách cho vào lò vi ba để có được thứ nước uống đúng mùi vị dâu hoặc chanh ưa thích. Nhưng rồi có phản ứng của người tiêu dùng đối với thực phẩm có chứa OGM. Vì vậy ngày nay, thật khó buộc các công ty này thừa nhận họ đang quan tâm đến công nghệ nano.
Việc sử dụng bao giờ cũng phải ở một mức độ nhất định và theo chỉ dẫn của bác sỹ. Mặt không có lợi là do nhiều loại hạt nano do kích thước rất nhỏ nên khi đã vào cơ thể dễ len lỏi khắp nơi, tụ tập vào những bộ phận không cần thiết, vừa gây hại, vừa không thải loại ra được. Cũng có nhiều chất, khi ở kích thước bình thường thì không
Phương pháp nghiên cứu khoa học Chương 3.Ứng dụng và hướng phát triển
23
độc hại nhưng ở kích cỡ nano lại rất độc, có thể gây chết người. Vì vậy, đối với công nghệ nano, đặc biệt là thực phẩm nano, chỉ nên đưa vào ứng dụng khi đã có sự nghiên cứu cẩn thận và đảm bảo phải được kiểm nghiệm trong thực tế.
Lynn Frewer, giáo sư về vệ sinh thực phẩm và hành vi tiêu dùng tại Đại học Wageningen, Hà Lan, không bác bỏ những lợi ích mà công nghệ nano mang đến, nhưng cho rằng công nghệ này cũng chứa đựng những rủi ro. Bà giải thích : “Vấn đề là
với các hạt nano, chúng ta không biết chúng sẽ bám vào đâu trong cơ thể. Nếu chúng quá nhỏ để xuyên qua được thành ruột đúng như thiết kế thì chúng có thể dừng lại ở đâu đó. Và chúng sẽ tích tụ như thế nào và di chuyển ra sao trong dây chuyền thực phẩm ? Chúng ta không có một ý tưởng nào về chuyện này.”
3.4. Hƣớng phát triển mới cho công nghiệp nano thực phẩm ở nƣớc ta
Thực phẩm nano là hướng phát triển mới của ngành công nghệ thực phẩm. Tại Việt Nam, cho đến thời điểm này vẫn chưa có quy chuẩn riêng về kinh doanh và lưu hành thực phẩm nano. Theo luật hiện nay, thì những điều gì Việt Nam chưa có quy chuẩn, thì thực hiện theo quy chuẩn quốc tế, theo các quốc gia đã có hiệp định thoả thuận với Việt Nam. Do vậy, thực phẩm nano cũng như các sản phẩm mới khác, nếu phù hợp với Codex (tiêu chuẩn quốc tế trong thực phẩm) thì đều được lưu hành.
Thực phẩm nano, cũng như các loại thực phẩm chức năng, thực phẩm nói chung khi đưa ra thị trường, không những phải tuân theo các quy định an toàn vệ sinh thực phẩm của pháp luật Việt Nam, mà còn phải tuân theo các luật cạnh tranh, luật thương mại, quy định về quảng cáo, đạo đức kinh doanh… Chính vì vậy, nếu một sản phẩm vi phạm vào bất cứ luật lệ, quy định cũng sẽ bị xử phạt theo đúng pháp luật.
Các chuyên gia cho rằng dùng sản phẩm nano sẽ có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng, hạn chế các bệnh do thực phẩm hay truyền qua thực phẩm. Kỳ vọng hơn, tại hội thảo quốc tế về công nghệ thực phẩm Châu Âu 2006, nhiều nhận định cho rằng trong tương lai công nghệ nano sẽ được ứng dụng trong tất cả các khâu của quá trình chế biến.
Phương pháp nghiên cứu khoa học Chương 3.Ứng dụng và hướng phát triển
24 Tám mục tiêu Phát triển Thiên niên kỷ là:
1. Xoá đói và giảm nghèo; 2. Phổ cập giáo dục;
3. Đẩy mạnh bình đẳng giới và trao quyền cho phụ nữ; 4. Giảm tỉ lệ tử vong ở trẻ em;
5. Tăng cường sức khoẻ cho bà mẹ;
6. Chống lại HIV/AIDS, sốt rét và các bệnh khác; 7. Đảm bảo môi trường bền vững;
8. Xây dựng quan hệ đối tác toàn cầu để phát triển.
Bảng 3.1. Các ứng dụng công nghệ Nano phục vụ tám mục tiêu Phát triển Thiên niên
kỷ
Các ứng dụng của công nghệ Nano
Ví dụ
Tàng trữ, sản xuất và chuyển hoá năng
lượng
- Các hệ thống tích trữ hyđrô mới dựa trên các ống nano cácbon và các vật liệu nano có trọng lượng nhẹ.
- Các pin quang điện và các thiết bị phát sáng vô cơ dựa trên các chấm lượng tử. Các ống nano cácbon ở các lớp vỏ màng composit dùng cho pin mặt trời.
- Các chất xúc tác nano để sản xuất hyđrô.
Phương pháp nghiên cứu khoa học Chương 3.Ứng dụng và hướng phát triển
25
Những kết luận của công trình nghiên cứu này là một định hướng rất bổ ích đối với những nước nghèo để hoạch định phát triển công nghệ nano theo những hướng thiết thực nhất phù hợp với hiện trạng của đất nước. Hiện nay, trên thế giới chỉ mới có các chất có cấu trúc nano được sử dụng để xây dựng nên thế hệ tiếp theo của tế bào năng lượng mặt trời và tế bào nhiên liệu hyđrô. các nhà khoa học cũng phát triển ứng dụng công nghệ nano để cải thiện độ phì nhiêu của đất và sản lượng cây trồng, các bộ cảm biến nano có thể giám sát tình hình cây trồng vật nuôi và các chất từ nano có thể loại bỏ những chất gây ô nhiễm cho đất. Như vậy, với khả năng tạo ra những ứng dụng thiết thực nhất đối với đời sống của con người, công nghệ nano sẽ có vai trò rất lớn để cải thiện cuộc sống của người dân, giải quyết những vấn đề nan giải nhất mà nhân loại đang phải đối mặt.
Nâng cao sản lượng nông nghiệp
- Các zeolit xốp nano dùng để cung cấp chậm, hiệu quả nước và phân bón cho cây trồng, chất dinh dưỡng, thuốc cho vật nuôi. - Các viên nang nano để cung cấp thuốc diệt cỏ.
- Các cảm biến nano để giám sát chất lượng đất và cây trồng. - Nam châm nano để loại trừ chất gây ô nhiễm đất.
Tích trữ và chế biến Thực phẩm
- Các nano composit dùng cho các lớp màng phủ dẻo được sử dụng để bao gói thực phẩm.
- Các nhũ tương nano chống vi trùng sử dụng cho các ứng dụng khử độc ở các dụng cụ thực phẩm, đóng gói thực phẩm hoặc ở thực phẩm.
- Các cảm biến sinh học phát hiện kháng nguyên dựa trên Công nghệ Nano để xác định được các chất nhiễm bệnh.
Phương pháp nghiên cứu khoa học Chương 3.Ứng dụng và hướng phát triển
26
Hạn chế các mặt tiêu cực và rủi ro mà công nghệ nano thực phẩm mang lại
Nhìn chung, trước khi đưa một sinh phẩm vào tiêu thụ, người ta cần phải xây dựng văn bản quy phạm về tiêu chuẩn đánh giá độc tính, bao gồm độc tính cấp (acute toxicity) và độc tính mãn (chronic toxicity) của sản phẩm đó đối với sức khỏe con người. Với các sinh phẩm có chứa hạt nano sử dụng trong y sinh hoặc dinh dưỡng thì bộ quy tắc đánh giá càng phải nghiêm ngặt hơn.
Ngay từ những năm 2000, Ủy ban châu Âu (EC) đã tiến hành xây dựng văn bản quy phạm hướng dẫn đánh giá rủi ro của các sản phẩm nano đối với sức khỏe con người và môi trường, văn bản này được ban hành năm 2005 và tiếp tục được bổ sung sửa đổi vào năm 2009, trong phần liên quan đến sức khỏe con người, người ta tập trung vào các hướng chính:
(I) Tƣơng tác giữa hạt nano và protein
(II) Xác định động học độc tố (toxicokinetics), cụ thể là phải xem xét về sự dịch chuyển và sự phân tán của các hạt nano sau khi phơi nhiễm qua đƣờng hô hấp, đƣờng tiêu hóa, hay qua tiếp xúc.
(III) Đánh giá khả năng bài tiết của các hạt nano ra khỏi cơ thể (IV) Nghiên cứu độc tố tế bào của hạt nano
(V) Nghiên cứu độc tố gen của hạt nano.
Thiết nghĩ các cơ quản chủ quản cần sớm xây dựng và ban hành những văn bản pháp quy để quản lý các sản phẩm có chứa vật liệu nano. Đồng thời cần sớm xây dựng và ban hành bộ tiêu chuẩn đánh giá độc tính của các sản phẩm nano, đặc biệt các sản phẩm liên quan đến chăm sóc y tế và thực phẩm. Người tiêu dùng cũng nên cảnh giác trước những quảng cáo phóng đại quá mức về tính năng và hiệu quả của các sản phẩm nano để tránh bị ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và môi trường.
27
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận:
Những kết quả đạt được:
1. Xây dựng được lý thuyết hoàn chỉnh về công nghệ nano.
2. Các ứng dụng cụ thể của công nghệ nano trong sản xuất công nghiệp thực phẩm. 3. Chứng minh được thực phẩm nano cần thiết trong cuộc sống của mỗi người tiêu
dùng.
4. Khả năng áp dụng rộng rãi công nghệ này trong sản xuất công nghiệp thực phẩm tại nước ta.
Khuyến nghị:
1. Nhà nước ta cần đầu tư mạnh mẽ hơn vào công nghệ sản xuất mới này.
2. Mọi người trong xã hội nên chọn thực phẩm nano cho nhu cầu trong cuộc sống vì vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm hiện nay rất phức tạp và trong tương lai thực phẩm nano sẽ có một vị trí quan trọng trong sản xuất công nghiệp thực phẩm tại nước ta.
3. Nhà nước ta cần chú trọng việc nâng cao trình độ cho tất cả mọi người nói chung và các cán bộ kỹ thuật nói riêng nhắm đáp ứng được các nhu cầu khi chuyển giao công nghệ mới này để áp dụng vào sản xuất công nghiệp tại nước ta.
28
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài Liệu Tiếng Việt
[1]. Vũ Cao Đàm (2007), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB
Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
[2]. Hoàng Văn Huệ (2012), Phương pháp tiếp cận nghiên cứu khoa học, Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM (lưu hành nội bộ).
Tài liệu Internet
[3]. Khái niệm về công nghệ nano,
http://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%B4ng_ngh%E1%BB%87_nano
[4]. Các hạt nano vàng giúp phát hiện ra thuốc kích thích tăng trưởng,
http://www.hoahocngaynay.com/vi/hoa-hoc-hien-dai/vat-lieu-nano/1429- 01092011.html
[5]. Ứng dụng công nghệ nano trong sản xuất thực phẩm,
http://www.hoahocngaynay.com/vi/hoa-hoc-va-doi-song/hoa-thuc- pham/414-ung-dung-cong-nghe-nano-trong-thuc-pham.html
[6]. Ứng dụng công nghệ nano mới tại Việt Nam,
http://doanhnhansaigon.vn/online/cntt/tieu-diem/2012/01/1061013/5- ung-dung-cong-nghe-moi-tai-vn-nam-2011/ [7]. Thực phẩm nano là gì?, http://www.angi.com.vn/Desktop.aspx/Content/45/1891/?SearchTerms=c %C3%B4ng+ngh%E1%BB%87+nano+trong+th%E1%BB%B1c+ph%E 1%BA%A9m