Home List News Công nghệ Nano – tầm cao Công nghệ trong thế giới siêu nhỏ

Công nghệ Nano – tầm cao Công nghệ trong thế giới siêu nhỏ

17-07-2017

 

Công nghệ Nano đã thay đổi cuộc sống của xã hội Việt Nam như thế nào? Những lĩnh vực ứng dụng nào của công nghệ Nano sẽ là quan trọng trong tương lai của đất nước và có thể thu hút sự dấn thân của những người Việt trẻ?


 

 

 

Chúng tôi đã có cơ hội trao đổi về vấn đề này với GS.Yoji Shibutani – Giáo sư Khoa Công học, Đại học Osaka, Giám đốc Trung tâm Công nghệ Nguyên tử và Phân tử tại Đại học Osaka và đồng thời là Giám đốc Chương trình Thạc sĩ Công nghệ Nano, Trường ĐH Việt Nhật.

 



GS.Yoji Shibutani

Khoa Công học[1], Đại học Osaka

Giám đốc Trung tâm Công nghệ Nguyên tử và Phân tử thuộc Đại học Osaka,

Đồng Giám đốc Chương trình Thạc sĩ Công nghệ Nano, Trường ĐH Việt Nhật


[1] Công học là một khoa lớn của ĐH Osaka có nhiệm vụ đào tạo và nghiên cứu các lĩnh vực khoa học và công nghệ phục vụ cho các ngành công nghiệp. Khoa có 10 chuyên ngành lớn, 6 Trung tâm nghiên cứu và khoảng gần 6000 sinh viên đại học và sau đại học.


 

 

Những xu hướng nghiên cứu thành công trong lĩnh vực Công nghệ Nano

 

Trước hết, tôi muốn nói về kích thước (size) và kích cỡ (scale): "Kích thước" của một vật là tuyệt đối, chính xác trong khi "kích cỡ" là tương đối. "Nano mét" là thuật ngữ chỉ chiều dài 10-9 m. Khi nói đến kích thước Nano, chúng ta nói đến vật chất có kích thước chính xác là bao nhiêu Nano mét. Khi nói đến kích cỡ Nano, chúng ta nói đến vật chất có kích cỡ nằm trong một vùng từ một vài nano mét đến hàng trăm nano mét. Con người hoàn toàn không có khả năng nhìn trực tiếp bằng mắt thường bất kì thứ gì có kích thước Nano. Tuy nhiên, chúng ta biết đến sự tồn tại của các nguyên tử, phân tử với kích thước Nano mét trong mọi chất rắn, chất lỏng và chất khí. Có thể dễ dàng dự đoán rằng hình dạng của vật thể Nano ở từng kích cỡ khác nhau cũng sẽ rất khác nhau.

Bạn có bao giờ nghĩ đến những cỗ máy có kích thước Nano và Micro (10-6 m), tương đương với kích thước của một con vi-rút lại có thể giúp cải thiện cuộc sống của chúng ta? Điều này hoàn toàn có thể xảy ra. Hãy tưởng tượng có những cỗ máy này di chuyển được bên trong mạch máu của cơ thể con người. Khi đó những khối u ác tính bám trên thành mạch máu sẽ có thể được loại bỏ thành công mà không gây đau đớn cho bệnh nhân.

Hãy tìm hiểu một ví dụ khác với một chiếc ghim giấy được mô tả như trong hình 1. Kích cỡ của nó ở vùng millimet và chúng ta thường sử dụng nó khi cần kẹp một số giấy tờ. Tại sao sợi dây kim loại hình thành kẹp giấy luôn giữ nguyên hình dạng sau khi bị uốn cong? Phần lớn mọi người không biết lý do dẫn đến hiện tượng này là do sự dịch chuyển của các nguyên tử trong kim loại dẫn đến sự sai lệch mạng giống như các khuyết tật quan sát được trong các vật liệu có cấu trúc tinh thể. Khi sợi kim loại được uốn cong, khoảng cách nguyên tử giãn ra nhưng lực hút giữa các nguyên tử kéo các nguyên tử lại, tạo ra lực định hình ghim và giúp ghim giữ giấy. Rất nhiều khuyết tật như vậy có thể tìm thấy trong sợi dây kim loại bị uốn cong với số lượng gần một tỷ (109) trên mỗi mét vuông. Như vậy có thể nói rằng, kích cỡ điển hình của khuyết tật cũng ở cỡ Nano.

Những chiếc kẹp giấy mà bạn có thể dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường hóa ra lại được hình thành bởi các khuyết tật kích thước Nano. Đây là một minh chứng đơn giản cho việc công nghệ Nano hoàn toàn có thể làm thay đổi các hiện tượng, sự vật ở kích cỡ Macro, kích cỡ con người có thể dễ dàng tương tác. Những tính chất đặc thù, lý thú của vật chất ở kích cỡ Nano đang thực sự làm thay đổi cuộc sống hàng ngày của nhân loại nói chung và xã hội Việt Nam nói riêng.

 

 
 

 

Hình 1: Sơ đồ kích thước và kích cỡ


 

 

 

Các sản phẩm sử dụng công nghệ Nano đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường Việt Nam và dần quen thuộc với người tiêu dùng. Tiêu biểu là các sản phẩm dược mỹ phẩm, thực phẩm chức năng như tinh nghệ Nano hay kem chống nắng công nghệ Nano,... Ngoài ra, công nghệ Nano cũng được sử dụng để tạo ra vật liệu xây dựng như sơn Nano với những ưu điểm vượt trội như có độ mịn cao, độ chống ẩm cao. Các sản phẩm công nghệ cao ngày nay như máy tính, điện thoại, các thiết bị khoa học công nghệ, công nghiệp cũng cần đến công nghệ Nano để tăng hiệu năng sử dụng.

 

Tầm quan trọng của việc đầu tư phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cần thiết cho lĩnh vực Công nghệ Nano ở Việt Nam

Thật ấn tượng khi một công nghệ ở kích cỡ nhỏ như vậy có thể thay đổi hoàn toàn chất lượng và hiệu năng của các sản phẩm công nghiệp và dân dụng. Tôi muốn giới thiệu một vài sản phẩm quy mô công nghiệp sử dụng công nghệ Nano tại Nhật Bản được mô tả trong hình 2. Các tập đoàn lớn như Shimadzu, FujiFilm, Horiba,… đã rất thành công trong việc sử dụng công nghệ Nano để mang lại các đột phá có tính cách mạng cho các sản phẩm của mình. Chúng giúp đo đạc tình trạng ô nhiễm không khí một cách chính xác, đảm bảo an toàn thực phẩm, giám sát công tác chăm sóc sức khoẻ,... Những lĩnh vực này là rất quan trọng với xã hội Việt Nam hiện tại và các thiết bị tương tự với sức mạnh của công nghệ Nano có thể được ứng dụng ngay trong công nghiệp, nông nghiệp và dân dụng ở Việt Nam.

Vậy ai là những người đi tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ Nano vào các lĩnh vực này? Đó chính là các nhà nghiên cứu và các kỹ sư tham gia vào quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm. Vì vậy, nguồn nhân lực chất lượng cao, những người biết và nắm bắt công nghệ Nano, là yêu cầu tiên quyết làm nên sự thành công trong ngành khoa học công nghệ mới mẻ này.

 


 

 

Hình 2. Các sản phẩm tiên tiến sử dụng công nghệ Nano của Nhật Bản


 

 

Các sản phẩm sử dụng công nghệ Nano đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường Việt Nam và dần quen thuộc với người tiêu dùng. Tiêu biểu là các sản phẩm dược mỹ phẩm, thực phẩm chức năng như tinh nghệ Nano hay kem chống nắng công nghệ Nano,... Ngoài ra, công nghệ Nano cũng được sử dụng để tạo ra vật liệu xây dựng như sơn Nano với những ưu điểm vượt trội như có độ mịn cao, độ chống ẩm cao. Các sản phẩm công nghệ cao ngày nay như máy tính, điện thoại, các thiết bị khoa học công nghệ, công nghiệp cũng cần đến công nghệ Nano để tăng hiệu năng sử dụng.

 

Tầm quan trọng của việc đầu tư phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cần thiết cho lĩnh vực Công nghệ Nano ở Việt Nam

Thật ấn tượng khi một công nghệ ở kích cỡ nhỏ như vậy có thể thay đổi hoàn toàn chất lượng và hiệu năng của các sản phẩm công nghiệp và dân dụng. Tôi muốn giới thiệu một vài sản phẩm quy mô công nghiệp sử dụng công nghệ Nano tại Nhật Bản được mô tả trong hình 2. Các tập đoàn lớn như Shimadzu, FujiFilm, Horiba,… đã rất thành công trong việc sử dụng công nghệ Nano để mang lại các đột phá có tính cách mạng cho các sản phẩm của mình. Chúng giúp đo đạc tình trạng ô nhiễm không khí một cách chính xác, đảm bảo an toàn thực phẩm, giám sát công tác chăm sóc sức khoẻ,... Những lĩnh vực này là rất quan trọng với xã hội Việt Nam hiện tại và các thiết bị tương tự với sức mạnh của công nghệ Nano có thể được ứng dụng ngay trong công nghiệp, nông nghiệp và dân dụng ở Việt Nam.

Vậy ai là những người đi tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ Nano vào các lĩnh vực này? Đó chính là các nhà nghiên cứu và các kỹ sư tham gia vào quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm. Vì vậy, nguồn nhân lực chất lượng cao, những người biết và nắm bắt công nghệ Nano, là yêu cầu tiên quyết làm nên sự thành công trong ngành khoa học công nghệ mới mẻ này.