Công nghệ nano được xem như là một thành quả to lớn của công cuộc cách mạng khoa học đầu thế kỷ XXI. Tuy nhiên không phải ai cũng biết công nghệ nano là gì, dù đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống và đang cải thiện đời sống con người theo cách hiện đại, tích cực hơn mỗi ngày. Vậy công nghệ nano là gì và giúp ích như thế nào với con người, cũng như các ứng dụng phổ biến nhất là gì?

Công nghệ nano là gì?  

Để hiểu được công nghệ nano là gì, chúng ta cần hiểu về nano là gì. Đây là một loại vật liệu có cấu trúc dạng hạt, dạng sợi, dạng ống hoặc những tấm mỏng với kích thước rất nhỏ, chỉ từ 1 – 100 nanomet. 

1 nanomet bằng 1/1.000.000.000m, tức là bằng 1/80.000 đường kính sợi tóc. Với kích thước như vậy, những quy tắc thông thường của vật lý và hóa học không còn giá trị.

Công nghệ Nano là ngành công nghệ chuyên về nghiên cứu, thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị vật chất ở quy mô nguyên tử, phân tử và siêu phân tử, được quy ước là nanomet. Đây là ngành công nghệ được phát triển và ứng dụng phổ biến từ sau cuộc cách mạng 4.0 ở những năm đầu thế kỷ XXI. 

Ngày nay công nghệ nano được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống. Có nhiều thiết bị máy móc phục vụ nghiên cứu khoa học, công nghiệp sản xuất sử dụng công nghệ nano như ứng dụng kính hiển vi đầu dò quét, để quan sát rõ kích thước của từng nguyên tử hay phân tử. 

Ngành công nghệ nano được xem là một thành quả nghiên cứu tuyệt vời để tăng hiệu quả tiêu thụ năng lượng, giúp làm sạch môi trường và giải quyết các vấn đề liên quan đến sức khỏe. Sử dụng công nghệ nano giúp gia tăng hiệu quả sản xuất hàng loạt và giảm thiểu đáng kể chi phí sản xuất. Theo đánh giá thì công nghệ nano giúp tạo ra những sản phẩm nhỏ hơn, nhẹ hơn và rẻ hơn, cần ít năng lượng hơn nhưng đáp ứng được nhiều chức năng và yêu cầu.

Vật liệu nano là gì? 

Các hạt nano đã tồn tại được hàng triệu năm và được con người sử dụng từ rất lâu về trước, trong đời sống sản xuất và sinh hoạt, để tạo ra những vật liệu nano. Tuy nhiên con người lại chưa hề biết về chúng vì kích thước quá bé nhỏ, vượt quá khả năng nhìn thấy của đôi mắt. 

Các vật liệu nano có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau: Rắn, lỏng và cả ở thể khí. Tùy theo hình dạng mà tên gọi của vật liệu nano có sự thay đổi. 

Những vật liệu nano ở dạng đám, hạt nano được gọi là vật liệu nano không chiều. Vật liệu nano một chiều là loại vật liệu có dạng dây nano và ống nano. Còn loại vật liệu nano màng mỏng được gọi là vật liệu nano hai chiều. Ngoài cách gọi tên theo hình dạng, con người còn đặt tên các vật liệu nano theo vật liệu mang cấu trúc nano và Nanocomposite.

Các phương pháp chế tạo vật liệu nano

Hiện nay có nhiều phương pháp chế tạo nên vật liệu nano. Tuy nhiên có 5 phương pháp sau là phổ biến nhất:

• Phương pháp hóa ướt: gồm các cách thủy nhiệt, sol-gel và đồng kết tủa. Những dung dịch có chứa ion khác nhau sẽ được trộn cùng theo tỷ lệ thích hợp. Sau đó, vật liệu nano được kết tủa từ dung dịch trên dưới tác động nhiệt độ, độ pH và áp suất. Và sau đó nhờ lọc, sấy khô sẽ tạo được vật liệu nano. 
• Phương pháp cơ khí Nano dùng cách tán, nghiền và hợp kim cơ học. Vật liệu dạng bột được máy nghiền xử lý để tạo ra vật liệu có kích thước nhỏ hơn. Đó là máy nghiền bi hành tinh hoặc máy nghiền quay. 
• Phương pháp bay hơi nhiệt bao gồm các phương pháp quang khắc (lithography), lắng đọng trong chân không (vacuum deposition) và bay hơi nhiệt vật lý hay hóa học. Phương pháp này được áp dụng trong chế tạo màng mỏng và chế tạo lớp bao phủ bề mặt. Ngoài ra còn một cách để chế tạo nên hạt Nano, đấy là tiến hành cạo vật liệu Nano từ các tấm chắn.
• Phương pháp pha khí bao gồm các phương pháp nhiệt phân, nổ điện (electro-explosion), đốt laser, bốc hơi ở nhiệt độ cao, plasma. Các phương pháp này hình thành vật liệu Nano từ nguyên tắc pha khí. 
• Phương pháp hóa học sử dụng phản ứng oxi hóa khử của dung dịch muối kim loại chuyển hóa ion sang dạng kim loại và ở kích thước Nano. Bởi các hạt Nano có năng lượng lớn nên sẽ liên kết với nhau tạo nên kích thước lớn bền chặt hơn (micro). Do đó, sau khi phản ứng hóa học, hạt Nano kim loại được bọc bằng các chất bảo vệ. Trong đó, chủ yếu là chất bạc keo hay còn được gọi là Nano bạc (Colloidal Silver).

>>> Tìm hiểu thêm: Than hoạt tính là gì? Những điều thú vị về than hoạt tính

Ứng dụng của công nghệ, vật liệu nano trong đời sống

Hiện nay công nghệ nano và những ứng dụng trong thực tiễn rất đa dạng, đi sâu vào hỗ trợ cho công nghệ sản xuất và đời sống con người. Trong đó có những ứng dụng phổ biến nhất là: 

Trong lĩnh vực y học

Giới y học đánh giá rất cao về vật liệu nano và quan tâm tới công nghệ này. Đồng thời áp dụng ngày càng nhiều vào trong những hoạt động y học, chăm sóc sức khỏe con người. 

Những nghiên cứu vài năm gần đây cho thấy, các hạt nano có thể can thiệp vào những phân tử và tế bào cơ thể con người. Chúng được xem như những robot nano, dễ dàng thập nhập vào cơ thể con người.

Công nghệ nano được xem như một bước đột phá lớn trong ngành y, vì các hạt nano có đặc tính sinh học, có thể được sử dụng để hỗ trợ chẩn đoán bệnh, dẫn truyền thuốc. Chúng còn được đánh giá cao nhờ khả năng giúp tiêu diệt các tế bào ung thư hiệu quả hơn.

Năng lượng 

Ứng dụng công nghệ Nano trong lĩnh vực năng lượng đang ngày càng nhiều hơn. Công nghệ Nano có thể cung cấp các nguồn năng lượng sạch, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nguồn năng lượng tái tạo và bền vững (như pin mặt trời và pin nhiên liệu).

Chúng làm tăng hiệu quả và khả năng dự trữ của pin mặt trời cùng siêu tụ điện. Từ đó tạo nên chất siêu dẫn thành dây dẫn điện có thể vận chuyển điện đường dài tốt hơn. Nguồn năng lượng được tạo ra nhờ công nghệ nano có giá thành rẻ hơn, sạch hơn nên thân thiện với sức khỏe con người và môi trường.

Lĩnh vực may mặc và thực phẩm

Nhờ sử dụng công nghệ nano mà ngành may mặc và thực phẩm đã có những bước tiến mới đầy mạnh mẽ. Đặc biệt là ngành may mặc đã tạo nên những chất liệu sạch, được loại bỏ vi khuẩn tạo ra mùi hôi khó chịu trong quần áo nhờ sử dụng các hạt nano bạc trong sản xuất.

Ứng dụng hữu ích này rất cần thiết cho việc sản xuất quần áo thể thao. Vì công nghệ này tạo ra những bộ trang phục có tính co giãn tốt, mặc thoải mái khi cần vận động mạnh, cùng với khả năng thấm hút mồ hôi hiệu quả, loại bỏ mùi khó chịu, tránh gây ảnh hưởng sức khỏe. 

Đó là lý do có nhiều hãng thời trang thể thao lớn trên thế giới đang ứng dụng công nghệ nano như là Adidas hay Nike, … Đặc biệt là còn có nhiều hãng chuyên về quần áo lót sử dụng công nghệ nano để khử mùi.

Công nghệ nano được ứng dụng nhiều trong ngành thực phẩm vì có thể tác động đến hương vị và thành phần dinh dưỡng của thức ăn. Nhờ công nghệ nano hiện đại mà các loại thực phẩm được tạo ra có thêm nhiều hương vị mới lạ, đồng thời được đảm bảo về giá trị dinh dưỡng cao, có lợi cho sức khỏe. 

Ngoài ra nhờ công nghệ nano mà thực phẩm được bảo quản lâu hơn. Công nghệ này tạo ra những vật liệu đựng thực phẩm có khả năng diệt khuẩn hiệu quả. Ví dụ điển hình nhất là các loại tủ lạnh với ngăn chứa thực phẩm được tích hợp công nghệ nano hiện đại.

Lĩnh vực điện tử – Cơ khí

Công nghệ Nano được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử – cơ khí. Nhờ công nghệ này mà quá trình chế tạo linh kiện nano, thế hệ máy tính nano hiệu quả hơn, nhanh hơn. Bên cạnh đó, sử dụng vật liệu nano còn giúp tạo ra các thiết bị ghi thông tin có kích thước cực kỳ nhỏ.

Hiện nay công nghệ nano được ứng dụng trong lĩnh vực điện tử, cơ khí đã tạo nên các sản phẩm như: các vật liệu nano siêu bền và nhẹ, màn hình điện thoại di động, máy tính xách tay, thiết bị ô tô, máy bay, phi thuyền, tàu vũ trụ; các thiết bị ghi nhớ thông tin có kích thước nhỏ gọn, thế hệ máy tính nano, ….

>>> Bạn có biết: Uống nước nóng có tốt không? Lợi ích mà nó mang đến cho bạn?

Thiết bị nhà bếp

Chắc hẳn các bạn đã từng nghe đến máy lọc nước công nghệ nano. Và đây chính là thành quả của việc ứng dụng công nghệ nano trong lĩnh vực thiết bị nhà bếp. 

Đây là một trong những ứng dụng rộng rãi nhất của công nghệ nano trong đời sống và đang được nhiều người tiêu dùng ưa chuộng. Công nghệ nano được dùng rất nhiều trong việc sản xuất các thiết bị nhà bếp như vòi nước rửa chén, chậu rửa bát, máy lọc nước, ….

Những loại chậu, vòi nước, máy móc sử dụng vật liệu nano có độ bền cao hơn, khả năng chống gỉ, chống oxy hóa được tăng cường. Bên cạnh đó vật liệu nano còn gia tăng tính thẩm mỹ, sự sang trọng, hiện đại cho những thiết bị này, góp phần nâng cao tính thẩm mỹ cho các căn bếp. 

Công nghệ lọc nước nano là gì?

Một ứng dụng của công nghệ nano trong lĩnh vực thiết bị nhà bếp chính là công nghệ lọc nước nano. Công nghệ lọc nước nano được áp dụng trong những chiếc máy lọc nano, đang sử dụng trong nhiều căn bếp gia đình. 

Đây là một loại máy lọc nước sử dụng công nghệ có màng lọc kích thước siêu nhỏ, nhằm loại bỏ những tạp chất, vi khuẩn và bụi bẩn li ti ở trong nguồn nước đầu vào. Công nghệ lọc nước nano trong loại máy này còn có tác dụng giữ lại những khoáng chất tự nhiên có trong nước và có lợi cho sức khỏe con người. 

Trên đây là những giải đáp của Hometech cho câu hỏi công nghệ nano là gì và các ứng dụng của công nghệ này trong đời sống hiện nay. Có thể thấy rằng công nghệ nano cùng vật liệu nano đã và đang đem lại nhiều lợi ích lớn cho đời sống con người, phục vụ những nhu cầu đa dạng hơn của người tiêu dùng. Vì thế, các bạn có thể tìm hiểu kỹ lưỡng hơn trong bài viết để có sự chọn lọc và sử dụng vật dụng được ứng dụng từ công nghệ nano, giúp nâng cao chất lượng cuộc sống.