Công nghệ nano là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng và kích thước trên quy mô nanomet. Công nghệ nano đang mang lại lợi ích nhiều hơn thế cho một số lĩnh vực.
Những ngành công nghiệp có nhu cầu cao về công nghệ nano
Chăm sóc sức khoẻ
Trong lĩnh vực y tế, công nghệ nano được sử dụng cho các kỹ thuật trị liệu, chẩn đoán và hệ thống phân phối thuốc phức tạp. Các chất mang kích thước nano có thể hỗ trợ liệu pháp gen bằng cách đóng gói và giải phóng chúng trong cơ thể người theo thời gian. Liệu pháp gen là một kỹ thuật thử nghiệm sử dụng gen để điều trị hoặc ngăn ngừa bệnh tật. Trong tương lai, kỹ thuật này có thể cho phép các bác sĩ điều trị bệnh bằng cách chèn gen vào tế bào của bệnh nhân thay vì sử dụng thuốc hoặc phẫu thuật.
Ngoài ra, công nghệ này cũng được ứng dụng trong phát triển các công cụ chẩn đoán, giúp nâng cấp chất lượng hình ảnh nội soi hoặc phát hiện các tế bào bị bệnh. Đại học Rhode Island đã tạo ra loại băng thông minh để theo dõi vết thương và phát hiện nhiễm trùng bằng cách sử dụng ống nano và cảm biến nano. Nhờ một thiết bị đeo thu nhỏ, họ có thể quan sát nồng độ hydrogen peroxide.
Công nghệ nano là động lực thúc đẩy lĩnh vực y tế phát triển
Sản xuất năng lượng
Vật liệu nano có thể được sử dụng để tăng hiệu suất của pin mặt trời và các thiết bị quang điện. Ví dụ, vật liệu nano titan dioxide có thể được sử dụng để cải thiện đặc tính hấp thụ ánh sáng của pin mặt trời và quang điện, dẫn đến việc chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn từ năng lượng mặt trời sang điện năng.
Gần đây, các nhà nghiên cứu đang khám phá việc sử dụng vật liệu nano dựa trên graphene để lưu trữ và chuyển đổi năng lượng. Graphene là một vật liệu hai chiều có các đặc tính cơ và điện tuyệt vời, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng để lưu trữ và chuyển đổi năng lượng. Vật liệu nano dựa trên graphene có thể được sử dụng để tạo ra các siêu tụ điện có mật độ năng lượng cao hơn và thời gian sạc nhanh hơn, giúp chúng hoạt động hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí hơn.
Ngoài việc tăng mật độ năng lượng, vật liệu nano còn có thể cải thiện độ an toàn của pin. Việc sử dụng vật liệu nano có thể nâng cao độ ổn định của pin, giảm nguy cơ quá nhiệt và cháy nổ. Vật liệu nano cũng có thể làm giảm tốc độ tự xả, dẫn đến thời gian lưu trữ lâu hơn và cải thiện tuổi thọ pin.
Việc sử dụng vật liệu nano cũng đã được chứng minh là giúp giảm chi phí sản xuất pin. Vật liệu nano rẻ hơn vật liệu truyền thống, cho phép các công ty giảm chi phí pin mà vẫn duy trì hiệu suất cao.
Công nghệ thông tin (IT)
Ứng dụng của công nghệ nano trong lĩnh vực CNTT giúp giảm kích thước đồng thời tăng hiệu quả phần cứng, từ đó giảm giá thành các sản phẩm công nghệ. Ngoài ra, công nghệ này còn tạo ra những tiến bộ trong cách nhiệt, lưu trữ dữ liệu, màn hình độ phân giải cực cao (UHD) và màn hình có thể gập lại hoặc uốn cong được.
Bất cứ ai theo dõi lĩnh vực công nghệ chắc chắn đều quen thuộc với tốc độ tiến bộ được dự đoán bởi Định luật Moore, dự đoán mật độ bóng bán dẫn sẽ tăng gấp đôi mỗi năm. Mạch điện ngày càng trở nên nhỏ hơn và chính công nghệ nano đã tạo ra những tiến bộ như vậy.
Ví dụ, vào năm 2015, IBM thông báo họ đang nghiên cứu một con chip máy tính sử dụng bóng bán dẫn 7 nanomet; rồi chỉ hai năm sau, họ đã tạo ra được con chip 5 nanomet . Vào giữa năm 2021, gã khổng lồ công nghệ đã công bố phát triển chip 2 nanomet dự kiến đạt hiệu suất cao hơn 45% hoặc mức sử dụng năng lượng thấp hơn 75% so với chip 7 nanomet tiên tiến. Gần đây hơn, IBM đã báo cáo rằng chip 1 nanomet có thể sắp xuất hiện.
Sản xuất nước sạch
Một trong những Mục tiêu Toàn cầu là cải thiện chất lượng nước và cung cấp nước uống an toàn với giá cả phải chăng vào năm 2030. Mục tiêu này liên quan đến việc giảm ô nhiễm, đảm bảo vệ sinh và giải quyết tình trạng khan hiếm bằng cách cung cấp nước sạch.
Công ty H2GO Global của Malaysia sử dụng công nghệ nano để tạo ra các hộp lọc cực nhỏ đến mức ngăn chặn vi khuẩn và vi rút xâm nhập. Do đó, quá trình lọc sẽ để lại nước uống sạch. Giải pháp này có thể hiệu quả ở những vùng sâu vùng xa và có thể có giá trị đối với các quốc gia khác có khả năng tiếp cận nguồn nước an toàn hạn chế.
các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ tại Viện Công nghệ nano Quốc tế của Đại học Northwestern đã phát triển một loại màng nhẹ được phủ các cấu trúc nano liên kết với phốt phát và hoạt động giống như một miếng bọt biển để cô lập có chọn lọc tới 99% ion phốt phát từ nước bị ô nhiễm.
Tuy nhiên, công nghệ này cũng đang gây ra một số lo ngại bao gồm chi phí để tiếp cận, các vấn đề y tế tiềm ẩn và tác hại môi trường có thể xảy ra. Các hạt nano tổng hợp có thể dễ dàng xâm nhập vào cơ thể con người và gây ra những mầm bệnh hay đột biến. Ngoài ra, công nghệ này cũng đang được sử dụng để xâm phạm quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu. Chẳng hạn như các thiết bị ghi âm hay chụp ảnh dần nhỏ theo thời gian giúp việc quay lén hay ghi âm người khác trở nên dễ dàng...
Nguồn: vneconomy.vn
