Nội dung bài viết
Khái niệm nano bạc?
Công nghệ nano
Công nghệ nano được xem là công nghệ cực kỳ tiên tiến trong thế kỷ 21, liên quan đến việc phân tích, thao tác và chế tạo ra các cấu trúc vật chất có kích thước siêu vi, thuộc tầm nanomet (1 nm bằng 10-9m). Trước đây, công nghệ nano hầu như chưa được biết đến và ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, sau cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, công nghệ nano đã được nghiên cứu sâu rộng và phát triển với tốc độ chóng mặt. Ngày nay, công nghệ nano đã có những đóng góp to lớn cho xã hội loài người thông qua việc chế tạo ra vô số các sản phẩm với đa dạng kích thước siêu nhỏ và đa sắc màu. Công nghệ nano được coi là lĩnh vực hàng đầu về khoa học kỹ thuật hiện đại, và hứa hẹn những tiềm năng vô cùng lớn lao cho tương lai phát triển của nhân loại.
Vật liệu có kích thước siêu nhỏ được gọi là gì?
Vật liệu nano có kích thước siêu nhỏ
Vật liệu nano được xem là loại vật liệu cực kỳ tiên tiến, có kích thước siêu nhỏ chỉ từ 1 – 100 nm. Các loại vật liệu nano bao gồm các hạt nano, ống nano, dây nano, tấm mỏng nano. Vật liệu nano có tiềm năng ứng dụng cực lớn trong lĩnh vực sinh học và y học, bởi kích thước của chúng tương đương với kích thước tế bào sống. Một số dạng phổ biến của vật liệu nano gồm các loại nano không chiều, nano một chiều, nano hai chiều.
1. Các hình thức hiện hữu của vật liệu:
+ Rắn
+ Lỏng
+ Khí
2. Tồn tại 3 dạng vật liệu phổ biến:
+ Vật liệu nano không chiều (đám nano, hạt nano)
+ Vật liệu nano một chiều (dây nano, ống nano)
+ Vật liệu nano hai chiều (màng mỏng)
Ngoài ra còn có vật liệu mang cấu trúc nano hay nanocomposite.
3. Các kỹ thuật sản xuất vật liệu nano:
Các kỹ thuật sản xuất vật liệu nano
Tồn tại vô vàn kỹ thuật để sản xuất vật liệu nano. Trong số đó, 5 phương pháp thông dụng nhất là:
Phương pháp ướt: Bao gồm thủy nhiệt, sol-gel, đồng kết tủa. Theo đó, các dung dịch ion khác nhau được trộn với nhau với tỷ lệ thích hợp. Dưới tác động nhiệt độ, áp suất, độ pH, vật liệu nano kết tủa từ dung dịch. Sau lọc, sấy khô, thu được sản phẩm nano.
Cơ khí nano: Tán, nghiền, hợp kim. Vật liệu dạng bột được nghiền nhỏ hơn bằng máy nghiền bi, nghiền quay.
Bay hơi nhiệt: Quang khắc, lắng đọng chân không, vật lý, hóa học. Áp dụng tạo màng mỏng, lớp phủ bề mặt -> Cạo vật liệu từ tấm chắn để tạo hạt nano.
Pha khí: Nhiệt phân, nổ điện, đốt laser, bốc hơi nhiệt cao, plasma -> Hình thành vật liệu từ pha khí.
Hóa học: Dung dịch muối kim loại qua phản ứng oxi hóa khử tạo ion -> kim loại nano. Các hạt nano liên kết lại với nhau nên sau phản ứng được bọc bảo vệ.
Các lĩnh vực ứng dụng của vật liệu và công nghệ nano là gì?
Ứng dụng của vật liệu và công nghệ nano
1. Vật liệu nano được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
Lĩnh vực ngăn cách như cửa kính, cửa sổ: cải thiện các tính chất cơ học như độ bền, độ dẻo.
Sản xuất màn hình: kính có khả năng chống va đập, chịu nhiệt, chống tia cực tím và bức xạ tốt hơn.
Sản xuất gốm sứ: tăng cường độ và tính chịu nhiệt, chịu mài mòn.
Vật liệu xây dựng như nhôm, chất dẻo: tăng gấp đôi cường độ và độ bền tương đương với thép. Tuy nhiên, chúng dễ gia công hơn thép. Vì vậy ngày nay chất dẻo phức hợp nano đang được ứng dụng rộng rãi khắp thế giới.
Xây dựng công trình: tự điều chỉnh nhiệt độ, tự làm sạch bề mặt, kháng khuẩn.
2. Công nghệ nano được ứng dụng đa dạng:
Nano bạc được biết đến rộng rãi nhờ khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ, do đó được ứng dụng rộng rãi và hiệu quả trong nhiều lĩnh vực. Để duy trì được hoạt tính kháng khuẩn, các hạt nano bạc thường được bọc bằng một lớp vỏ polymer bảo vệ, tránh bị oxy hóa khi tiếp xúc với môi trường. Một số ứng dụng quan trọng của nano bạc gồm:
Y tế: nanorobot có thể đưa thuốc điều trị đến các đến tế bào cần thiết để tăng khả năng và hiệu quả điều trị.
Điện tử: pin nano có diện tích bề mặt lớn, tăng dung lượng chứa điện.
May mặc: vải áo khăn có khả năng kháng khuẩn nhờ xử lý bằng nano bạc.
Xử lý nước sạch uống
Sơn và vật liệu xây dựng
Quần áo bảo hộ y tế kháng khuẩn.
Bảo quản và kéo dài thời hạn thực phẩm tươi sống
Nuôi trồng thủy sản: nano bạc diệt khuẩn phổ rộng, hiệu quả kéo dài mà không độc hại.
THẾ GIỚI NANO BẠC