Hãy nêu bản chất và ứng dụng của công nghệ vật liệu nano?

Câu hỏi: Hãy nêu bản chất và ứng dụng của công nghệ vật liệu nano?

Lời giải:

Bản chất của công nghệ vật liệu nano là:

- Nghiên cứu chế tạo ra vật liệu từ các hạt có kích thước rất nhỏ (cỡ nanomét) và có cơ tính đặc biệt (siêu bền, siêu nhẹ) hoặc có các tính chất vật lí đặc biệt nhằm thay thế các vật liệu chế tạo truyền thống.

- Ứng dụng của công nghệ vật liệu nano trong một số lĩnh vực như: dệt may, y học, công nghiệp điện tử, công nghệ thông tin, quân sự, năng lượng, nuôi trồng hải sản,…

Tìm hiểu kiến thức về khái niệm, nguồn gốc và các phương pháp chế tạo của công nghệ Nano

Khái niệm Công nghệ nano

- Công nghệ nano là những thao tác của vật chất tại cấp độ nguyên tử cùng phân tử. Hay nói một cách dễ hiểu hơn, nó là các công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích hay chế tạo ứng dụng các cấu trúc cùng thiết bị và hệ thống bằng việc đưa về hình dạng, kích thước ở quy mô nanomet (nm).

Nguồn gốc của công nghệ nano

- Khái niệm về công nghệ nano được nhà vật lý người Mỹ là Richard Feynman nhắc đến vào năm 1959 khi ông đề cập tới khả năng chế tạo vật chất ở kích thước siêu nhỏ thông qua quá trình tập hợp các nguyên tử, phân tử.

- Thuật ngữ “công nghệ nano” được sử dụng lần đầu tiên bởi Norio Taniguchi vào năm 1974.

- Vào những năm 1980, với sự ra đời của hàng loạt các thiết bị phân tích, tiêu biểu là kính hiển vi đầu dò quét có khả năng quan sát được kích thước vài nguyên tử hay phân tử, giúp con người có thể quan sát, tìm hiểu rõ hơn trong lĩnh vực nano.

Các phương pháp chế tạo vật liệu nano

Có rất nhiều phương pháp để có thể chế tạo nên vật liệu nano. Trong đó, có thể kể đến 5 phương pháp phổ biến sau:

* Phương pháp hóa ướt

- Gồm các phương pháp thủy nhiệt, sol-gel cùng đồng kết tủa.

- Ở phương pháp này, các dung dịch chứa ion khác nhau sẽ được trộn lại với nhau theo một tỷ lệ thích hợp, dưới tác động của nhiệt độ cùng áp suất và độ pH,…mà các vật liệu nano được kết tủa ra từ dung dịch. Sau quá trình lọc và sấy khô, thu được các vật liệu với kích thước nano

* Phương pháp cơ khí nano

- Gồm có các phương pháp tán, nghiền và hợp kim cơ học

- Ở phương pháp này, vật liệu ở dạng bột sẽ được nghiền đến kích thước nhỏ hơn

- Hiện nay, máy nghiền thường sử dụng là máy nghiền bị hoặc máy nghiền quay

* Phương pháp bay hơi nhiệt

- Bao gồm các phương pháp: quang khắc, lắng đọng trong chân không, vật lý, hóa học

- Áp dụng hệu quả trong việc chế tạo màng mỏng hay lớp bao phủ bề mặt. Có thể sử dụng nó để tạo ra các hạt nano bằng cách cạo vật liệu nano từ những tấm chắn.

* Phương pháp hơi nhiệt

- Bao gồm phương pháp nhiệt phân, nổ điện, đốt laser và bốc hơi ở nhiệt độ cao, plasma.

- Nguyên tắc của các phương pháp là hình thành nên vật liệu nano từ pha khí.

* Phương pháp hóa học

- Từ dung dịch muối kim loại thông qua quá trình phản ứng oxy hóa khử, sẽ chuyển ion thành kim loại có kích thước nano.