Cộng đồng Hóa học H2VN

..::: NHÓM HÓA HỌC ỨNG DỤNG - CÁC CHUYÊN NGÀNH ::. => Công nghệ Hóa Nano - Hóa Hạt Nhân => Chuyên ngành khác => Hóa Nano => Tác giả chủ đề:: nguyentannhat trong Tháng Năm 28, 2006, 06:43:49 PM

Tiêu đề: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: nguyentannhat trong Tháng Năm 28, 2006, 06:43:49 PM
Công nghệ nano-Nguy cơ độc hại mớiHiệp hội Hoàng gia Anh (RSUK) cảnh báo ngành công nghiệp các nước cần cho biết họ kiểm tra các sản phẩm chứa cá hạt nano như thế nào.
Thông tin cho công chúng là cần thiết vì có những bằng chứng về sự không chắc chắn về mặt an toàn của của một số sản phẩm chứa các hạt được gia công ở kích cỡ nhỏ, RSUK nói.

Một thống kê mới về các sản phẩm tiêu dùng liệt kê trên 200 mặt hàng đang bày bán trên thị trường có sử dụng công nghệ nano.

Liên minh Thương mại Công nghệ Nano Châu Âu (ENTA) đáp lại rằng đã có cơ chế đảm bảo an toàn. “Có các quy định ngặt nghèo để đảm bảo rằng các sản phẩm là an toàn và phù hợp để công chúng sử dụng và các thành viên của chúng tôi đều tuân thủ các quy định này”, Del Stark, Giám đốc Điều hành ENTA nói
“Các thành viên của ENTA phải cam kết phát triển các công nghệ nano mới một cách an toàn và có trách nhiệm và chúng tôi đang làm việc chặt chẽ với các chính phủ để đảm bảo quy định này được thực thi”.

Những câu hỏi chưa được trả lời

Năm 2004, RSUK và Viện Hàn lâm Công nghệ Hoàng gia Anh Quốc (RAEUK) công bố báo cáo trong đố đề nghị có những kiểm soát chặt chẽ hơn ở châu Âu và Anh về một số khía cạnh của nghành công nghiệp nano.

Báo cáo đặc biệt lưu ý đến nguy cơ tiềm tàng của các hạt nano tự do có thể bay vào không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe người.

Các hạt kích thước nano thực ra đã tồn tại trong không khí và được tạo ra bởi quá trình đốt các nhiên liệu địa khai vả bởi các vụ phun trào núi lửa, v.v...

Tuy nhiên các nhà khoa học giờ đây có thể chế tạo sản phẩm từ các loại vật liệu có kích thước vô cùng nhỏ như thế để tạo cho sản phẩm có những tính năng đặc biệt.

Một số nghiên cứu cho thấy các hạt nano carbon là độc hại. Hạt nono tự do đang được sử dụng trong ngành mỹ phẩm và phụ gia thực phẩm

“Đây là lĩnh vực có thể này sinh những bất ổn về vấn đề an toàn”, Giáo sư Ann Dowling, trưởng nhóm báo cáo, nói.

Tuyên bố của RSUK cũng được soạn thảo cùng thời gian và một nhà nghiên cứu hàng đầu ở Anh cũng nói rằng chẳng có phản ứng gì từ các khuyến cáo của RSUK.

Giáo sư Anthony Seaton, Đại học Aberdeen, Anh Quốc, nói tại một hội nghị rằng các câu hỏi cụ thể nêu trong báo cáo về sự độc hại của các hạt nano và về việc kiểm soát tại nơi làm việc vẫn chưa được trả lời thỏa đáng.

“Có rất ít dấu hiệu cho thấy ai đó bớt chút thời gian suy nghĩ hoặc bỏ tiền ra để trả lời các câu hỏi này”, ông phàn nàn tại hội nghị hạt nano công nghiệp tổ chức ở Anh.
Hạt nano dùng trong công nghiệp là các mảnh vật liệu có đường kính nhỏ hơn 100 nanometre (phần tỷ của metre), tương đương một phần nghìn độ rộng của sợi tóc người

Vật liệu nano được tạo từ các loại kim loại, hợp kim, và gốm và ứng dụng rất nhiều trong sản xuất các loại kem dưỡng da, sơn, và các loại băng dính

Một thống kê trên internet liệt kê 231 sản phẩm được cho là sử dụng công nghệ nano đồng thời cho thấy khoa học vi mô ngày càng trở thành một phần cấu thành của cuộc sống hàng ngày.

Nguy cơ của các hạt nano, nhất là tác hại trường diễn, là ở chỗ chúng cõ thể xâm nhập vào các bộ phận cơ thể mà các hạt với kích cỡ lớn hơn không thể xâm nhập, nhất là qua đường thở

Chia sẻ quan điểm của RSUK, Giáo sư Seaton nhắc lại lịch sử kinh hoàng của amiăng (asbesto) vốn có hàng nghìn ứng dụng trong đời sống song cũng khiến hàng nghìn người chết vì nó.

Frederic Luizi, nghiên cứu viên và là giám đốc phát triển của nhà sản xuất ống nanocarbon NANACYL lại bác bỏ sự so sánh giữa vật liệu nano với amiăng.

Nhìều nhà sản xuất vật liệu nano đều tìm cách bao vây các hạt nano trong các vật liệu polimer hoặc dung dịch nhằm giảm nguy cơ hít phát trong quá trình gia công. Ngoài ra hầu hết sản phẩm tiêu dùng áp dụng công nghệ nano đều được chế tạo trong vật liệu composit giúp ngăn cản quá trình thóat ra ngoài môi trường của các hạt nano.

Tuy nhiên Tiến sỹ Luzi vẫn cảnh báo không thể xem thường nếu biết chỉ riêng với mỹ phẩm, nhân loại sẽ sử dụng chúng vào năm 2015 với tổng trị giá một nghìn tỷ USD.

(ST)
Tiêu đề: Hồi âm: Công nghệ nano-Nguy cơ độc hại mới
Gửi bởi: Yugi trong Tháng Tám 12, 2006, 08:01:21 AM
Bài sưu tầm này hay,

Ừ cái gì cũng có cái giá cũa nó cả phải không, đi đôi với cái lợi có cái hại,
Nếu cách đây hơn 20 năm thì PVC đã làm mưa làm gió trong cong nghệ polymer thì bây giờ nó hầu như dần dần duoc thay thế bằng nhựa khác do nó có nguy cơ phân hũy tạo Dioxin, tác hại cũa Dioxin thì khỏi nói rồi .
Tiêu đề: Hồi âm: Công nghệ nano-Nguy cơ độc hại mới
Gửi bởi: bigboy_2010 trong Tháng Tám 14, 2006, 03:50:52 PM
mình nghĩ là cái gì nó cũng có mặt lợi lẫn mặt hại, nếu biệt sử dung đúng thì lợi nhiều hơn hại, chứ cứ làm ko có phương pháp thì "lợi bất cập hại " , đó là điều đương nhiên.
Tiêu đề: Hồi âm: Công nghệ nano-Nguy cơ độc hại mới
Gửi bởi: nguyentannhat trong Tháng Tám 14, 2006, 05:14:55 PM
uh ! Mình đồng ý với ý kiến của bigboy  ! Không có cái gì là hoàn toàn hoàn hảo , cũng chẳng có cái gì hoàn toàn nguy hại cả ! Căn bản là phải làm thế nào để hạn chế tối đa những khuyết điểm của nó cũng như phát huy tối đa ưu điểm của nó ! Công nghệ nano cũng như PVC , mình không nên thấy nó độc hại mà kô dùng , cũng như thấy nó có nhiều ưu điểm quá thì dùng tràn lan , cuối cũng là ảnh hưởng xấu đến môi trường...
Mà thật sự vấn đề có nên đưa hay không đưa công nghệ nano vào cuộc sống đang là chủ đề tranh cãi giữa các tổ chức và các nhà môi trường ở nhiều quốc gia ! Nói chung còn chưa có kết luận chính xác là công nghệ nano ảnh hưởng như thế nào , mức độ ra sao đối với môi trường cả ! Nhưng mình tin rằng vật liệu nano sẽ được đưa vào cuộc sống trong một tương lai rất gần ! Khó có thể ngăn chặn được khả năng phát triển của công nghệ nano bởi những tính năng cực kì ưu việt của nó ... Chúng ta hãy chờ xem! :D
Tiêu đề: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: vochongtre trong Tháng Mười Một 18, 2006, 02:33:37 PM
Phương pháp sử dụng phân tử mang gen di truyền ADN. Một nhóm các nhà nghiên cứu ở Mỹ, thuộc Phòng Thí Nghiệm Năng Lượng Quốc Gia Brookhaven – “U.S. Department of Energy's Brookhaven National Laboratory”, đã khám pha ra rằng có thể gia tăng tốc độ kết nối của các hạt phân tử nano dưới sự trợ giúp của phân tử mang các gen di truyền nòi giống là DNA.

Giống như các phương pháp chẩn đoán và điều trị bệnh tiến bộ, có thể đạt hiệu suất cao hơn khi sử dụng các hạt phân tử kích thước nhỏ nano vào việc tạo năng lượng và lưu trữ các thông tin dữ liệu. Cách thức kiểm soát và kết nối các hạt phân tử rất nhỏ vào một hệ thống phân tử lớn hơn vẫn là một thử thách lớn đối với các nhà khoa học. Các kết quả của Phòng thí nghiệm Brookhaven, gồm các bước nghiên cứu theo hướng này, đã được xuất bản trong tạp chí của Hội Hóa Học Mỹ – “American Chemical Society”.

Người dẫn đầu cuộc nghiên cứu, tác giả Mathew Maye, một nhà hóa học ở Phòng Thí Nghiệm Brookhaven nói:“Hiểu được cách tự liên kết của các loại vật liệu có cấu tạo là các hạt phân tử kích thước nhỏ nano thì mới có thể ứng dụng trong tất cả các lĩnh vực công nghệ nano, từ lĩnh vực quang học đến điện tử, cho đến các vật liệu từ trường”. Maye là một thành viên của nhóm gồm các nhà khoa học ở nhiều ban ngành khác nhau thuộc Khoa Sinh học của Phòng Thí Nghiệm Brookhaven và một trung tâm mới về Vật liệu Nano – “Center for Functional Nanomaterials” (CFN). Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách dùng DNA kép, rắn chắc để kiểm soát sự liên kết của các hạt phân tử vàng có kích thước nhỏ nano. Phương pháp kỹ thuật của nhóm nghiên cứu là lợi dụng khuynh hướng tự nhiên của các hạt phân tử để tạo nên các thành phần gọi là thành phần cơ bản, được biết đến dưới các ký tự mã hóa A, T, G và C.

Oleg Gang, nhà vật lý học ở Phòng Thí Nghiệm Brookhaven, dẫn đầu nhóm nghiên cứu nói: “Trong sinh học, DNA là một chất lưu trữ thông tin chính; trong khoa học nano, DNA là một vật liệu có cấu trúc tuyệt vời do khả năng tự lắp ráp một cách tự nhiên theo các nguyên tắc đã được lập trình sẵn khá cụ thể. Chúng ta đang phát triển những bước tiến đến việc kiểm soát sự lắp ráp của các vật thể nano vô cơ bằng việc sử dụng các vật liệu sinh học như DNA. Tuy nhiên, để thực sự biến điều lý thú này thành công nghệ kỹ thuật nano, chúng ta phải hiểu được sự tác động ảnh hưởng qua lại lẫn nhau cực kỳ phức tạp trong một hệ thống phân tử lai tạo như vậy”.

Gắn DNA tổng hợp thường dùng trong phòng thí nghiệm lên trên các hạt phân tử vàng kích thuớc nhỏ nano; điều chỉnh DNA cho phù hợp để có thể chấp nhận và liên kết với DNA bổ sung đang định vị trên các hạt phân tử khác. Quá trình này hình thành nên các tập hợp gồm những bó sợi phân tử, hay các khối hạt vàng.

Maye nói:”Thật sự là giống một bản thiết kế. Chúng ta có thể ngồi xuống với một mảnh giấy, viết ra một trật tự DNA, và kiểm soát các hạt phân tử kích thước nhỏ nano kết nối với nhau”.

Một nhược điểm của quá trình liên kết này là việc dùng DNA chuỗi đơn, mà chuỗi này có thể bẻ về phía sau và bám trên bề mặt của các hạt vàng thay vì cố kết  xung quanh hạt nano. Cùng với nhiều dạng DNA chuỗi đơn hiện nay, tính linh động này có thể làm chậm quá trình liên kết rất nhiều. Trong cuộc nghiên cứu của Phòng Thí Nghiệm Brookhaven, các nhà nghiên cứu đã giới thiệu DNA chuỗi kép, có các phân đoạn cứng rắn chắc; DNA này buộc phải tác động vào các đoạn nối với chúng để dàn trải trên bề mặt các phân tử vàng, cho phép hiệu quả lắp ráp cao hơn.

Maye nói:“Với các tính chất của DNA, chúng ta có thể tăng động lực học liên kết, hoặc tốc độ kết nối phân tử, bằng các phương pháp tương đối đơn giản không bao gồm nhiều bước tổng hợp”.

Tại Nguồn năng lượng Synchrotron quốc gia Brookhaven – “Brookhaven's National Synchrotron Light Source”, nhóm nghiên cứu đã điều nghiên việc tổng hợp và lắp ráp các hệ phân tử kích thước nhỏ nano với nhiều phương pháp kỹ thuật, như sử dụng các tia sáng và eletron, cũng như dùng các tia X cường độ cao. Các nhà khoa học đang hướng đến việc cải thiện khả năng kiểm soát hệ thống phân tử hơn nữa, và bước kế tiếp là tập trung vào kích cỡ của khối hạt nano.

Quỳnh Thi dịch
hoahocvietnam.com
Tiêu đề: Re: Công nghệ nano-Nguy cơ độc hại mới
Gửi bởi: satlong1993 trong Tháng Năm 04, 2007, 09:26:28 AM
Chung ta phai chiu thoi dc cai nay thi mat cai kia ma .
Tiêu đề: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Bảy 23, 2007, 10:41:01 AM
1. Khoa học ứng dụng đi về đâu ?

 Xu hướng của khoa học ứng dụng ( bài này không đề cập đến khoa học cơ bản ) hiện nay là tích hợp lại để cùng nghiên cứu các đối tượng nhỏ bé có kích thước tiến đến kích thước của nguyên tử. Hàng ngàn năm trước đây, kể từ khi các nhà bác học cổ Hy Lạp xác lập các nguyên tắc đầu tiên về khoa học ( đúng hơn là siêu hình học ), thì các ngành khoa học đều được tập trung thành một môn duy nhất đó là triết học, chính vì thế người ta gọi họ là nhà bác học vì họ biết hầu hết các vấn đề của khoa học. Đối tượng của khoa học lúc bất giờ là các vật thể vĩ mô. Cùng với thời gian, hiểu biết của con người càng tăng lên, và do đó, độ phức tạp cũng gia tăng, khoa học được phân ra theo các ngành khác nhau như toán học, vật lí, hóa học, sinh học,... để nghiên cứu các vật thể ở cấp độ lớn hơn micro mét. Sự phân chia đó đang kết thúc và khoa học một lần nữa lại tích hợp với nhau khi nghiên cứu các vật thể ở cấp độ nano mét. Nếu ta gọi sự phân chia theo các ngành toán, lí, hóa, sinh là phân chia theo chiều dọc, thì việc phân chia thành các ngành khoa học nano, công nghệ nano, khoa học vật liệu mới,... là phân chia theo chiều ngang. Điều này có thể được thấy thông qua các tạp chí khoa học có liên quan. Ví dụ các tạp chí nổi tiếng về vật lí như Physical Review có số đầu tiên từ năm 1901, hoặc tạp chí hóa học Journal of the American Chemical Society có số đầu tiên từ năm 1879, đó là các tạp chí có mặt rất lâu truyền tải các nghiên cứu khoa học sôi nổi nhất trong thế kỷ trước. Trong thời gian gần đây, người ta thấy xuất hiện một loạt các tạp chí không theo một ngành cụ thể nào mà tích hợp của rất nhiều ngành khác nhau như tạp chí uy tín Nano Letters có số đầu tiên từ năm 2001, tạp chí Nanotoday có số đầu tiên từ năm 2003. Chúng thể hiện xu hướng mới của khoa học đang phân chia lại theo chiều ngang tương tự như khoa học hàng ngàn năm về trước. Bài này xin giới thiệu sơ lược về đối tượng của khoa học và công nghệ nano, đó là vật liệu nano.

2. Vật liệu nano là gì ?

 Vật liệu nano ( nano materials ) là một trong những lĩnh vực nghiên cứu đỉnh cao sôi động nhất trong thời gian gần đây. Điều đó được thể hiện bằng số các công trình khoa học, số các bằng phát minh sáng chế , số các công ty có liên quan đến khoa học, công nghệ nano gia tăng theo cấp số mũ. Con số ước tính về số tiền đầu tư vào lĩnh vực này lên đến 8,6 tỷ đô la vào năm 2004 . Vậy thì tại sao vật liệu nano lại thu hút được nhiều đầu tư về tài chính và nhân lực đến vậy? Bài này sẽ điểm sơ qua về vật liệu nano, các phương pháp chế tạo, tính chất lí hóa, và các ứng dụng của chúng.

 Khi ta nói đến nano là nói đến một phần tỷ của cái gì đó, ví dụ, một nano giây là một khoảng thời gian bằng một phần tỷ của một giây. Còn nano mà chúng ta dùng ở đây có nghĩa là nano mét, một phần tỷ của một mét. Nói một cách rõ hơn là vật liệu chất rắn có kích thước nm vì yếu tố quan trọng nhất mà chúng ta sẽ làm việc là vật liệu ở trạng thái rắn. Vật liệu nano là một thuật ngữ rất phổ biến, tuy vậy không phải ai cũng có một khái niệm rõ ràng về thuật ngữ đó. Để hiểu rõ khái niệm vật liệu nano, chúng ta cần biết hai khái niệm có liên quan là khoa học nano ( nanoscience ) và công nghệ nano ( nanotechnology ). Theo Viện hàn lâm hoàng gia Anh quốc thì :

 Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng và sự can thiệp (manipulation) vào vật liệu tại các quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử. Tại các quy mô đó, tính chất của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các quy mô lớn hơn.

 Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích đặc trưng, 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 nano mét.

 Vật liệu nano là đối tượng của hai lĩnh vực là khoa học nano và công nghệ nano, nó liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Kích thước của vật liệu nano trải một khoảng khá rộng, từ vài nm đến vài trăm nm. Để có một con số dễ hình dung, nếu ta có một quả cầu có bán kính bằng quả bóng bàn thì thể tích đó đủ để làm ra rất nhiều hạt nano có kích thước 10 nm, nếu ta xếp các hạt đó thành một hàng dài kế tiếp nhau thì độ dài của chúng bằng một ngàn lần chu vi của trái đất.

 3. Tại sao vật liệu nano lại có các tính chất thú vị ?

 Tính chất thú vị của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của chúng rất nhỏ bé có thể so sánh với các kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa lí của vật liệu. Chỉ là vấn đề kích thước thôi thì không có gì đáng nói, điều đáng nói là kích thước của vật liệu nano đủ nhỏ để có thể so sánh với các kích thước tới hạn của một số tính chất. Vật liệu nano nằm giữa tính chất lượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật liệu. Đối với vật liệu khối, độ dài tới hạn của các tính chất rất nhỏ so với độ lớn của vật liệu, nhưng đối với vật liệu nano thì điều đó không đúng nên các tính chất khác lạ bắt đầu từ nguyên nhân này.

 Chúng ta hãy lấy một ví dụ : Vật liệu sắt từ được hình thành từ những đô men, trong lòng một đô men, các nguyên tử có từ tính sắp xếp song song với nhau nhưng lại không nhất thiết phải song song với mô men từ của nguyên tử ở một đô men khác. Giữa hai đô men có một vùng chuyển tiếp được gọi là vách đô men. Độ dày của vách đô men phụ thuộc vào bản chất của vật liệu mà có thể dày từ 10-100 nm. Nếu vật liệu tạo thành từ các hạt chỉ có kích thước bằng độ dày vách đô men thì sẽ có các tính chất khác hẳn với tính chất của vật liệu khối vì ảnh hưởng của các nguyên tử ở đô men này tác động lên nguyên tử ở đô men khác.

 4. Chế tạo vật liệu nano như thế nào?

 Các vật liệu nano có thể thu được bằng bốn phương pháp phổ biến, mỗi phương pháp đều có những điểm mạnh và điểm yếu, một số phương pháp chỉ có thể được áp dụng với một số vật liệu nhất định mà thôi.

 - Phương pháp hóa ướt ( wet chemical )

 Bao gồm các phương pháp chế tạo vật liệu dùng trong hóa keo ( colloidal chemistry ), phương pháp thủy nhiệt, sol-gel, và kết tủa. Theo phương pháp này, các dung dịch chứa ion khác nhau được trộn với nhau theo một tỷ phần thích hợp, dưới tác động của nhiệt độ, áp suất mà các vật liệu nano được kết tủa từ dung dịch. Sau các quá trình lọc, sấy khô, ta thu được các vật liệu nano.

 Ưu điểm của phương pháp hóa ướt là các vật liệu có thể chế tạo được rất đa dạng, chúng có thể là vật liệu vô cơ, hữu cơ, kim loại. Đặc điểm của phương pháp này là rẻ tiền và có thể chế tạo được một khối lượng lớn vật liệu. Nhưng nó cũng có nhược điểm là các hợp chất có liên kết với phân tử nước có thể là một khó khăn, phương pháp sol-gel thì không có hiệu suất cao.

 - Phương pháp cơ học ( mechanical )

 Bao gồm các phương pháp tán, nghiền, hợp kim cơ học. Theo phương pháp này, vật liệu ở dạng bột được nghiền đến kích thước nhỏ hơn. Ngày nay, các máy nghiền thường dùng là máy nghiền kiểu hành tinh hay máy nghiền quay. Phương pháp cơ học có ưu điểm là đơn giản, dụng cụ chế tạo không đắt tiền và có thể chế tạo với một lượng lớn vật liệu. Tuy nhiên nó lại có nhược điểm là các hạt bị kết tụ với nhau, phân bố kích thước hạt không đồng nhất, dễ bị nhiễm bẩn từ các dụng cụ chế tạo và thường khó có thể đạt được hạt có kích thước nhỏ. Phương pháp này thường được dùng để tạo vật liệu không phải là hữu cơ như là kim loại.

 - Phương pháp bốc bay

 Gồm các phương pháp quang khắc ( lithography ), bốc bay trong chân không ( vacuum deposition ) vật lí, hóa học. Các phương pháp này áp dụng hiệu quả để chế tạo màng mỏng hoặc lớp bao phủ bề mặt tuy vậy người ta cũng có thể dùng nó để chế tạo hạt nano bằng cách cạo vật liệu từ đế. Tuy nhiên phương pháp này không hiệu quả lắm để có thể chế tạo ở quy mô thương mại.

 - Phương pháp hình thành từ pha khí ( gas-phase )

 Gồm các phương pháp nhiệt phân ( flame pyrolysis ), nổ điện ( electro-explosion ), đốt laser (laser ablation), bốc bay nhiệt độ cao, plasma. Nguyên tắc của các phương pháp này là hình thành vật liệu nano từ pha khí. Nhiệt phân là phương pháp có từ rất lâu, được dùng để tạo các vật liệu đơn giản như carbon, silicon. Phương pháp đốt laser thì có thể tạo được nhiều loại vật liệu nhưng lại chỉ giới hạn trong phòng thí nghiệm vì hiệu suất của chúng thấp. Phương pháp plasma một chiều và xoay chiều có thể dùng để tạo rất nhiều vật liệu khác nhau nhưng lại không thích hợp để tạo vật liệu hữu cơ vì nhiệt độ của nó có thể đến 9000 C.

 Phương pháp hình thành từ pha khí dùng chủ yếu để tạo lồng carbon (fullerene ) hoặc ống carbon, rất nhiều các công ty dùng phương pháp này để chế tạo mang tính thương mại.

 5. Trên thị trường vật liệu nano phân bố thế nào ?

 Y dược là thị trường lớn nhất tiêu thụ vật liệu nano, các ứng dụng hạt nano để dẫn truyền thuốc ( drug delivery ) đến một vị trí nào đó trên cơ thể là một trong những ví dụ về ứng dụng của hạt nano. Trong ứng dụng này, thuốc được liên kết với hạt nano có tính chất từ, bằng cách điều khiển từ trường để hạt nano cố định ở một vị trí trong một thời gian đủ dài để thuốc có thể khuyếch tán vào các cơ quan mong muốn.

 - Y dược : Hạt nano .

 - Hóa chất và vật liệu cao cấp : Ống nano .

 - Công nghệ thông tin, viễn thông : Vật liệu xốp nano .

 - Năng lượng : Lồng nano .

 - Tự động hóa : Chấm lượng tử .

 - Hàng không vũ trụ : Vật liệu cấu trúc nano .

 - Dệt : Sợi nano .

 - Nông nghiệp : Hạt chứa hạt nano (capsule)

 6. Vật liệu từ nano ứng dụng trong sinh học như thế nào ?

 Như trên đã nói, vật liệu nano chỉ có tính chất thú vị khi kích thước của nó so sánh được với các độ dài tới hạn của tính chất và đối tượng ta nghiên cứu. Vật liệu nano có khả năng ứng dụng trong sinh học vì kích thước của nano so sánh được với kích thước của tế bào ( 10-100 nm ), virus ( 20-450 nm ), protein ( 5-50 nm ), gen ( 2 nm rộng và 10-100 nm chiều dài ). Với kích thước nhỏ bé, cộng với việc “ngụy trang” giống như các thực thể sinh học khác và có thể thâm nhập vào các tế bào hoặc virus. Ứng dụng của vật liệu từ nano trong sinh học thì có rất nhiều [5], bài này chỉ đề cập đến những ứng dụng đang được nghiên cứu sôi nổi và có triển vọng phát triển đó là phân tách tế bào ( magnetic cell separation ), dẫn truyền thuốc (drug delivery), thân nhiệt cao cục bộ (hyperthermia), tăng độ sắc nét hình ảnh trong cộng hưởng từ hạt nhân (MRI contrast enhancement). Vật liệu nano dùng trong các trường hợp này là các hạt nano.

 7. Phân tách tế bào

 Trong sinh dược học, đôi khi người ta cần phải phân tách một loại tế bào đặc biệt nào đó ra khỏi các tế bào khác. Hạt từ nano có tính tương hợp sinh học (biocompatible) [6] được dùng để làm điều đó. Quá trình này gồm hai giai đoạn: dán nhãn cho tế bào (labelling) bằng các hạt nano từ; và phân tách các tế bào được dán nhãn bằng các dụng cụ phân tách. Các hạt nano từ được phủ bởi một loại hóa chất, thường được dùng là chất hoạt hóa bề mặt ( surfactant ) để làm tăng độ tương hợp sinh học và làm tăng khả năng ổn định trong dung dịch của hạt nano. Cơ chế dán nhãn tế bào giống như cơ chế mà các kháng thể nhận ra các kháng nguyên trong cơ thể. Ví dụ nếu ta phủ một lớp hóa chất miễn dịch đặc hiệu bên ngoài hạt nano thì chúng có thể bám vào các tế bào máu, các tế bào ung thư, vi khuẩn hoặc các thể golgi. Để phân tách các tế bào được đánh dấu, người ta dùng một dụng cụ tạo ra gradient từ trường bằng cách đặt một thanh nam châm chẳng hạn để hút các hạt nano từ đang liên kết với các tế bào và bằng cách đó, các tế bào được tách khỏi các tế bào khác không được đánh dấu.

Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: kagaku trong Tháng Tám 13, 2007, 12:54:53 AM
Một bài viết rất bổ ích, huy vọng sẽ được đọc nhiều bài nữa của bạn về vấn đề này.
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: satlong1993 trong Tháng Tám 20, 2007, 03:33:21 PM
Bai viet cua ban rat hay va bo ich thanks nha.
Tiêu đề: Re: Liên kết bền chặt với các hạt phân tử kích thước nhỏ nano
Gửi bởi: satlong1993 trong Tháng Chín 07, 2007, 08:07:25 PM
Thanks nha
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Chín 19, 2007, 09:12:04 AM
Tính chất mới của ống Nano cacbon     
 
Magnesium diboride (MgB2), lần đầu tiên được phát hiện có tính siêu dẫn vào năm 2001, mở ra khả năng ứng dụng lớn cho công nghệ do có nhiệt độ tới hạn cao (39 K - cao nhất trong các hợp kim), có giá rẻ và thành phần hóa học đơn giản.
Tuy nhiên, từ trường tới hạn trên (từ trường triệt tiêu tính siêu dẫn) chỉ là từ 14 đến 16 T và dòng tới hạn cũng chỉ đạt 2.104 A/cm2 ở 5 T. Hãy nhớ, MgB2 là vật liệu siêu dẫn loại 2, vì thế nó có 2 từ trường tới hạn và trường tới hạn trên là giá trị tới hạn triệt tiêu tính siêu dẫn, còn giá trị tới hạn dưới (thấp hơn) là giá trị tới hạn mà trường ngoài có thể xuyên vào vật liệu siêu dẫn. Ta biết rằng, để sử dụng các chất siêu dẫn trong các cuộn tạo từ trường, các gốm siêu dẫn có nhiệt độ tới hạn cao rất khó sử dụng nên hợp kim này là sự lựa chọn tuyệt vời.

Và mới đây, Serquis cùng các cộng sự đã lần đầu tiên thành công khi đồng thời tối ưu hóa 2 thông số trên bằng cách pha tạp vào vật liệu này các ống nano cácbon có tường đôi (Double-walled carbon nanotubes - DWNTs). Các mẫu khối MgB2 có chất lượng cao được chế tạo bằng phương pháp xâm nhập hơi Mg ở Centro Atómico Bariloche (Áchentina) và sau đó pha tạp các ống DWNTs, sau đó tiến hành đo các tính chất điện và từ bằng các thiết bị phổ thông như từ kế ... trong từ trường xung ở Phòng thí nghiệm từ trường cao (Los Alamos). Họ phát hiện ra rằng, khoảng 3,5% nguyên tử các DWNTs pha tạp vào có thể tạo ra tính chất tối ưu cho MgB2 với giá trị mật độ dòng tới hạn lên tới 5.104 A/cm2 (khi trường ngoài là 5 T) và từ trường tới hạn trên lên tới 44 K (ở nhiệt độ 5 K). Một giá trị khác cũng được ghi lại là từ trường tới hạn trên 41,9 T ở 4 K khi hàm lượng pha tạp là 10% nguyên tử. Điều này có nghĩa là từ trường tới hạn được cải thiện tới 3 lần trong khi mật độ dòng tới hạn cũng được nâng lên tới 2,5 lần. Các hàm lượng DWNTs được xác định chính xác bằng cách phân tích cấu trúc tinh thể bằng phương pháp nhiễu xạ tia X.

Theo công trình của nhóm vừa công bố trên tạp chí Superconductor Science and Technology, số 20, trang L12, các kết quả này có thể lý giải bằng 2 vai trò của DWNTs trong cấu trúc của MgB2. Đầu tiên, đó là các ống nanocarbon hòa tan một phần vào các ma trận MgB2, tác động như một nguồn cácbon làm tăng giá trị từ trường tới hạn lên giá trị cao nhất từng được quan sát. Thứ hai, đó là tỉ phần của ống nanocarbon giữ nguyên cấu trúc của nó, sẽ tác động như một tâm hãm các lốc xoáy (vortex pinning centres) trong MgB2, do đó làm tăng đáng kể giá trị mật độ dòng tới hạn. Điều này hoàn toàn có thể bởi đường kính ống cũng tương tự như chiều dài kết hợp của siêu dẫn MgB2

Các nhà vật lý cũng cho rằng sự tăng cường này có thể mô tả bằng một trong các mô hình lý thuyết đang được sử dụng như lý thuyết siêu dẫn 2 khe, như là MgB2. Và một phần khác là sử dụng vật liệu này trong các ứng dụng thực tế như nam châm siêu dẫn. Công trình này có thể là một hướng mở ra việc tạo ra các cuộn dây siêu dẫn có từ trường lớn nhờ việc cải thiện giá trị từ trường tới hạn.

Kế hoạch sắp tới của nhóm (hợp tác giữa Áchentina và Mỹ) là pha tạp MgB2 với các vật liệu nano khác nhằm cải thiện tính chất của vật liệu: "Bên cạnh đó, chúng tôi sẽ sản xuất các dây MgB2 đầu tiên cho ứng dụng mà sử dụng hợp phần pha tạp DWNTs " - Serquis phát biểu trên Nanotechweb.org.

 Vũ Công Phong biên soạn
(Theo Belle Dumé - NanotechWeb.org)
hoahocvietnam.com
 
Tiêu đề: Hiệu ứng lá sen
Gửi bởi: satlong1993 trong Tháng Chín 23, 2007, 08:15:02 PM
Trong khoa học vật liệu, hiệu ứng lá sen chỉ sự không thấm nước của bề mặt một số lá cây, điển hình là lá sen. Nước bị đẩy lùi khỏi bề mặt của lá nhờ các sợi lông nhỏ mịn trên bề mặt.

Sen là loài nổi tiếng về sự sạch sẽ, dù mọc trong môi trường bùn lầy. Ca dao Việt Nam có câu:
Trong đầm gì đẹp bằng sen
Lá xanh bông trắng lại chen nhị vàng
Nhị vàng bông trắng lá xanh
Gần bùn mà chẳng hôi tanh mùi bùn

Barthlott đã nghiên cứu và chứng minh sự liên quan giữa cấu trúc micro và các hợp chất hóa học trên bề mặt lá sen với khả năng chống bị ướt và tự làm sạch khỏi chất làm ô nhiễm. Nước rơi lên bề mặt lá sẽ lăn như những giọt hình cầu, cuốn đi bùn bẩn và vi trùng.
 
Hai giọt nước trên bề mặt lá sen

Người ta đã mô phỏng hiệu ứng này để tạo ra các vật liệu tự làm sạch, siêu kị nước dựa trên hiệu ứng này của tự nhiên. Chúng được ứng dụng để chế tạo sơn, ngói lợp mái nhà, vải hay các bề mặt khác cần tự làm sạch.
Tiêu đề: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Mười Hai 12, 2007, 10:03:45 AM
Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-rays)
1. Ứng dụng
Phương pháp nhiễu xạ tia X được dùng để nghiên cứu cấu trúc tinh thể vật liệu. Ngoài ra phương pháp này còn có thể ứng dụng để xác định động học của quá trình chuyển pha, kích thước hạt và xác định trạng thái đơn lớp bề mặt của xúc tác oxit kim loại trên chất mang.
2. Nguyên tắc
Theo lý thuyết cấu tạo tinh thể, mạng tinh thể được xây dựng từ các nguyên tử hay ion phân bố đều đặn trong không gian theo một quy luật xác định. Khi chùm tia Rơnghen (tia X) tới bề mặt tinh thể và đi vào bên trong mạng tinh thể thì mạng lưới này đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt. Các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm tia X sẽ trở thành các tâm phát ra các tia phản xạ.
(http://i272.photobucket.com/albums/jj198/paladin128269/1.jpg)
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp nhiễu xạ tia X là dựa vào phương trình Vulf-bragg.
Với mối nguồn tia X ta có bước sóng lam-da xác định, khi thay đổi góc tới têta (ngại pott lại ảnh!), mỗi vật liệu có giá trị d đặc trưng. So sánh d với giá trị d chuẩn xẽ xác định được cấu trúc mạng tinh thể của chất nghiên cứu.
Khi các xúc tác oxit kim loại ở trạng thái đơn lớp bề mặt, các oxit kim loại tồn tại ở trạng thái vô định hình. Vì vậy trạng thái đơn lớp bề mặt của xúc tác oxit kim loại trê chất mang được xác định trên phổ XRD không có các pic đặc trưng cho sự có mặt của tinh thể oxit kim loại hoạt động.
Khi chuyển sang trạng thái đa lớp bề mặt, trên bề mặt xúc tác sẽ xuất hiện các tinh thể của kim loại, khi đó trên phổ XRD sẽ xuất hiện các pic đặc trưng cho sự có mặt của tinh thể oxit kim loại.
3. Ứng dụng để tính kích thước hạt nano
Để tính kích thước hạt nano ta dùng phương trình Debye - Scherrer:
(http://i272.photobucket.com/albums/jj198/paladin128269/2.jpg)
K là thừa số hình dạng bằng 0,9
Do đó việc xác định các thông số từ phổ là việc rất cần thiết để tính kích thước hạt D
4. Phương pháp đọc phổ X-rays
- Khi nhận được một ảnh phổ X-rays việc đầu tiên mà ta phải để ý là: có pic đặc trưng không?
pic đặc trưng là pic cao nhất, thường nằm ở góc bên trái. Nếu không có pic này thì... bạn phải làm lại mẫu khác thôi vì các thông số trong trong phổ Xray là cho tinh thể. Khong có pic này thì mẫu bạn đem chụp không có tinh thể hoàn chỉnh  ???
- Xem trong mẫu đem chụp có những chất nào?
Bạn có thể nhìn xuỗng những dòng chữ phia cuối của phổ (từ ô vuông thứ 3 trở đi là ghi những chất trong mẫu. Ví dụ có 2 chất trong mẫu là Ce và CeO2 thì có thêm ô vuông thứ 3 và thứ 4 nữa. Mỗi chất xẽ được kí hiệu bằng một màu tương ứng trên phổ). Nếu chỉ có thêm 1 ô vuông thứ 3 thui thì mẫu đem chụp là tinh khiết.
- Quay lại với phương trình Debye - Scherrer, chúng ta sẽ xác định các thông số để tính D trong phương trình này:
+ Ở ô vuông đầu tiên:
ở đây ghi tên người chụp
ngày chụp...
sau đó là đến góc bắt đầu quét ảnh đến góc kết thúc quét ảnh
tốc độ quét ảnh. Ví dụ: 0,03 độ trên 0,3 giây chẳng hạn
anot của máy chụp xrays. Ví dụ Cu
Bước sóng chup (lam-da ý)  thường đo bằng đơn vị Ao(angtron)
+ Ở ô vuông thứ 2 là các thông số cho pic cực đại:
Lề phải của píc cực đại (left Angle)
Lề trái của píc cực đại (right Angle)
...
Kí tự gần cuối cùng là:
Chiều rộng ở nửa chiều cao pic cực đại (kí hiệu d(obs.Max))(beta)
Góc nhiễu xạ teta (kí hiệu là FWHM) được đo bằng đơn vị độ
Thay các thông số vào phương trình ta sẽ tính được kích thước hạt D.


Hết
Chúc các bạn thành công (nhất là trong lĩnh vực nano)  8)


Tiêu đề: Re: Cách đọc phổ X_ray
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Mười Hai 12, 2007, 04:24:55 PM
Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-rays)
1. Ứng dụng
Phương pháp nhiễu xạ tia X được dùng để nghiên cứu cấu trúc tinh thể vật liệu. Ngoài ra phương pháp này còn có thể ứng dụng để xác định động học của quá trình chuyển pha, kích thước hạt và xác định trạng thái đơn lớp bề mặt của xúc tác oxit kim loại trên chất mang.
2. Nguyên tắc
Theo lý thuyết cấu tạo tinh thể, mạng tinh thể được xây dựng từ các nguyên tử hay ion phân bố đều đặn trong không gian theo một quy luật xác định. Khi chùm tia Rơnghen (tia X) tới bề mặt tinh thể và đi vào bên trong mạng tinh thể thì mạng lưới này đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt. Các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm tia X sẽ trở thành các tâm phát ra các tia phản xạ.
(http://i272.photobucket.com/albums/jj198/paladin128269/1.jpg)
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp nhiễu xạ tia X là dựa vào phương trình Vulf-bragg.
Với mối nguồn tia X ta có bước sóng lam-da xác định, khi thay đổi góc tới têta (ngại pott lại ảnh!), mỗi vật liệu có giá trị d đặc trưng. So sánh d với giá trị d chuẩn xẽ xác định được cấu trúc mạng tinh thể của chất nghiên cứu.
Khi các xúc tác oxit kim loại ở trạng thái đơn lớp bề mặt, các oxit kim loại tồn tại ở trạng thái vô định hình. Vì vậy trạng thái đơn lớp bề mặt của xúc tác oxit kim loại trê chất mang được xác định trên phổ XRD không có các pic đặc trưng cho sự có mặt của tinh thể oxit kim loại hoạt động.
Khi chuyển sang trạng thái đa lớp bề mặt, trên bề mặt xúc tác sẽ xuất hiện các tinh thể của kim loại, khi đó trên phổ XRD sẽ xuất hiện các pic đặc trưng cho sự có mặt của tinh thể oxit kim loại.
3. Ứng dụng để tính kích thước hạt nano
Để tính kích thước hạt nano ta dùng phương trình Debye - Scherrer:
(http://i272.photobucket.com/albums/jj198/paladin128269/2.jpg)
K là thừa số hình dạng bằng 0,9
Do đó việc xác định các thông số từ phổ là việc rất cần thiết để tính kích thước hạt D
4. Phương pháp đọc phổ X-rays
(http://i272.photobucket.com/albums/jj198/paladin128269/scan0001.jpg)
- Khi nhận được một ảnh phổ X-rays việc đầu tiên mà ta phải để ý là: có pic đặc trưng không?
pic đặc trưng là pic cao nhất, thường nằm ở góc bên trái. Nếu không có pic này thì... bạn phải làm lại mẫu khác thôi vì các thông số trong trong phổ Xray là cho tinh thể. Khong có pic này thì mẫu bạn đem chụp không có tinh thể hoàn chỉnh  ???
- Xem trong mẫu đem chụp có những chất nào?
Bạn có thể nhìn xuỗng những dòng chữ phia cuối của phổ (từ ô vuông thứ 3 trở đi là ghi những chất trong mẫu. Ví dụ có 2 chất trong mẫu là Ce và CeO2 thì có thêm ô vuông thứ 3 và thứ 4 nữa. Mỗi chất xẽ được kí hiệu bằng một màu tương ứng trên phổ). Nếu chỉ có thêm 1 ô vuông thứ 3 thui thì mẫu đem chụp là tinh khiết.
- Quay lại với phương trình Debye - Scherrer, chúng ta sẽ xác định các thông số để tính D trong phương trình này:
+ Ở ô vuông đầu tiên:
ở đây ghi tên người chụp
ngày chụp...
sau đó là đến góc bắt đầu quét ảnh đến góc kết thúc quét ảnh
tốc độ quét ảnh. Ví dụ: 0,03 độ trên 0,3 giây chẳng hạn
anot của máy chụp xrays. Ví dụ Cu
Bước sóng chup (lam-da ý)  thường đo bằng đơn vị Ao(angtron)
+ Ở ô vuông thứ 2 là các thông số cho pic cực đại:
Lề phải của píc cực đại (left Angle)
Lề trái của píc cực đại (right Angle)
...
Kí tự gần cuối cùng là:
Chiều rộng ở nửa chiều cao pic cực đại (kí hiệu d(obs.Max))(beta)
Góc nhiễu xạ teta (kí hiệu là FWHM) được đo bằng đơn vị độ
Thay các thông số vào phương trình ta sẽ tính được kích thước hạt D.


Hết
Chúc các bạn thành công (nhất là trong lĩnh vực nano)  8)



Tiêu đề: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: catwoman trong Tháng Mười Hai 19, 2007, 08:54:12 PM
giup minh voi ! cac ban co' the? giai thich cho minh bik cong nghe nano la gi dc hem? minh nghi~ nat oc ma van ko ra ! giup minh nhe'!
Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: Forza Milan trong Tháng Mười Hai 19, 2007, 09:03:54 PM
giup minh voi ! cac ban co' the? giai thich cho minh bik cong nghe nano la gi dc hem? minh nghi~ nat oc ma van ko ra ! giup minh nhe'!

Cái này vào google search có nhiều mà bạn :
http://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%B4ng_ngh%E1%BB%87_nano
 ;) ;)
Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Mười Hai 20, 2007, 05:22:09 PM
công nghệ nano nói đơn gian là ngành khoa học nghien cứu các tính chất và ứng dụng của các hạt siên nhò có kích thước tính bằng đơn vị nanomet
Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: silver trong Tháng Mười Hai 20, 2007, 05:50:13 PM
 :)  Cho mình hỏi hiện nay ở VN công nghệ đang phát triển mạnh phải ko ? Mà hình như ở VN chỉ có duy nhất 1 cty sx vật liệu nano phải ko ?
Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: tungmc trong Tháng Mười Hai 20, 2007, 05:58:41 PM
ồ để tui xem nào. Công nghệ nano là công nghệ áp dụng cho những thứ vô cùng nhỏ.
VD:chíp vi tính.v.v... ;D
Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: Xuan_Y_177 trong Tháng Mười Hai 20, 2007, 07:39:36 PM
ồ để tui xem nào. Công nghệ nano là công nghệ áp dụng cho những thứ vô cùng nhỏ.
VD:chíp vi tính.v.v... ;D
  ừa thì đúng rùi nano tiếng Anh có nghĩa là nhỏ rùi!Như Ipop nano dzậy!! ;D
Tiêu đề: Re: Hiệu ứng lá sen
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Mười Hai 26, 2007, 05:03:39 PM
- Hay quá ha! Mình cũng đã biết về hiện tượng tự làm sạch của các vật liệu nano nhưng mình chưa hiểu cơ chế như thế  nào! Bi h mới biết là có liên quan đến hiệu ứng lá sen. Cảm ơn bạn!
Tiêu đề: Nano vàng và ứng dụng thực tiễn
Gửi bởi: Jick trong Tháng Mười Hai 28, 2007, 12:24:45 PM
(http://www.hoahocvietnam.com/Home/images/stories/cnghenano-hatnhan/gold-nano.jpg)
Vàng (Au) là nguyên tố kim loại đứng ở vị trí thứ 79 trong bảng tuần hoàn hoá học, có giá trị vô cùng to lớn trong cuộc sống của con người từ xưa tới nay, được coi là “Vua của  các kim loại”. Ngày nay, khi khoa học công nghệ phát triển thì vàng có thêm ứng dụng mới trong thực tiễn đó là: Nano vàng.

Các phân tử Nano vàng hiện được coi là thiên đường nghiên cứu mới cho các nhà khoa học. Điều đó được thể hiện rất rõ qua việc hơn 130 nhà khoa học vừa mới đến Paris để tham gia vào nhóm công tác ngiên cứu có tên là Au–Nano (Nano–Vàng). Đây là một tập hợp bao gồm 40 nhóm nghiên cứu thuộc các lĩnh vực khác nhau: sinh học, hoá học, vật lý và thậm chí có cả đại diện của giới công nghiệp.

Mối quan tâm của các nhà khoa học về nguyên tố không biến đổi và không bị ôxy hoá này đã xuất hiện từ rất lâu: ngành y học cổ truyền Ai Cập, Trung Hoa hay Ấn Độ đã sử dụng kim loại này để xử lý vết loét trên da hay một số bệnh viêm nhiễm khác. Nhưng ngày nay, nhờ vào tiến bộ trong lĩnh vực khoa học Nano (Nanoscience), người ta có thể xác định thêm nhiều đặc tính thú vị khác của kim loại này.

Theo Olivier Pluchery, nhà vật lý học tại viện khoa học Nano (Paris), khi được chia nhỏ ở trạng thái phân tử có kích thước vài Nanomet, nguyên tố này có rất nhiều đặc tính riêng biệt. Trước tiên chúng sẽ thay đổi màu sắc, chuyển từ màu vàng sang màu đỏ hoặc tím nhạt. Sự chuyển màu này có được là do trong phân tử Nano vàng không hấp thụ ánh sáng có bước sóng nằm trong vùng quang phổ như các miếng vàng khối thông thường.

Nhưng phân tử Nano vàng không chỉ có ưu điểm về mặt thẩm mỹ. Trong lĩnh vực hoá học, vàng có rất nhiều ứng dụng đặc biệt. Trong phản ứng hoá học, vàng có thể thay thế nhiều chất xúc tác quý hiếm như: Platin, Paradium, Rhodium…

Hoàn toàn bất động ở trạng thái bình thường, vàng là kim loại rất được các nhà kim hoàn ưa chuộng bởi vì đặc tính không bị ôxi hoá hay bị mờ. Nhưng ở trạng thái phân tử Nano, đặc tính này lại thay đổi 180 độ. Từ cuối những năm của thập niên 80 thế kỉ XX, một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản đã chứng minh rằng phân tử vàng ở khích thước nhỏ hơn 5 Nanomet có thể tham gia phản ứng oxy hoá với Cacbon oxit (CO) để tạo thành Cacbon dioxít (CO2). Ngoài ra vàng có thể tham gia phản ứng ở nhiệt độ thấp (đến –700C) trong khi đó một số chất xúc tác như Platin chỉ phản ứng ở nhiệt độ trên 1000C. Tuy nhiên Cacbon oxít CO là một loại khí độc trong khi đó CO2 chỉ có một nhược điểm duy nhất đó là...góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính.

Vì vậy, trên thực tế các nhà sản xuất ôtô có thể chế tạo các ống khí thải bằng các phân tử vàng để tránh việc thải khí CO và có thể oxy hoá lượng tử nhiên liệu chưa cháy hết. Để tạo ra Hydro, họ cũng có thể phát triển các loại pin nhiên liệu dành cho phương tiện giao thông bằng điện thông qua một quá trình tái tạo Methanol không tạo khí CO.

Lĩnh vực khác không kém phần ý nghĩa là sinh học và y học. Các phân tử Nano vàng có đặc tính tự phát nhiệt dưới tác dụng của bức xạ laser. Đặc tính này có thể được sử dụng luân phiên hay bổ sung cho liệu pháp tia X trong chữa trị một số bệnh ung thư. Các nhà khoa học tại viện nghiên cứu Max-Planck nghiên cứu sự phá huỷ của các mô khoẻ mạnh bằng cách sử dụng những viên thuốc trị ung thư bên trong khối u. Để đưa những chất này vào đúng vị trí, các nhà khoa học đã tạo ra những viên nhộng rất nhỏ với kích thước vài Nanomet. Vỏ ngoài viên nhộng được cấu tạo bởi nhiều lớp polyme rất mỏng đặt lên nhau, cho phép chúng vượt qua dễ dàng lớp màng bên ngoài màng tế bào. Trên bề mặt viên nhộng là những phân tử Nano được sử dụng từ những nguyên tử vàng và bạc. Khi đã hấp thụ vào những tế bào trong khối u, viên nhộng sẽ di chuyển bằng tia hồng ngoại. Sức nóng này sẽ đẩy những phân tử vàng và bạc di chuyển khiến viên nhộng vỡ ra và phá vỡ kết cấu những tế bào ác tính. Hiện các nghiên cứu trên chuột đã chứng minh được tính hiệu quả của công nghệ này.

Ở trạng thái phân tử Nano, vàng cũng có khả năng cố định các nguyên tử sinh học (kháng nguyên và kháng thể). Vì vậy, các phân tử vàng có thể sử dụng trong rất nhiều xét nghiệm sinh học hay chuẩn đoán y khoa.

Tất cả những ứng dụng trên đây còn cần rất nhiều năm nghiên cứu, kiểm chứng lại, đặc biệt để phát triển những lý thuyết về Nano vàng. Người ta đã biết cách chế tạo các phân tử này nhờ vào sự bốc hơi của vàng trong dung dịch vàng ở môi trường chân không. Ngoài ra cũng có thể tách thành phân tử Nano vàng bằng siêu thanh, chiếu xạ hay thông qua phản ứng hoá học, rất phù hợp với sản xuất trong công nghiệp.

Tiêu đề: Tinh thể nano giúp xương gãy mau lành
Gửi bởi: Jick trong Tháng Mười Hai 28, 2007, 12:25:31 PM
(http://www.hoahocvietnam.com/Home/images/stories/cnghenano-hatnhan/gayxuong.jpg)
Các nhà khoa học Trung Quốc đã tuyên bố một loại "xi măng" tinh thể nano có thể giúp những mảnh xương gãy mau lành. Được sử dụng trong phẫu thuật xương và nha khoa, "xi măng" canxi photphat vô định hình (ACP:amorphous calcium phosphate) được cho rằng sẽ giúp xương mau lành hơn so với các loại chất rắn thay thế khác.

Tuy nhiên hiện nay các nhà nghiên cứu của đại học Zhejiang, Hàng Châu, đã phát hiện ra rằng những tế bào gốc giúp chữa lành vết thương sẽ phát triển tốt hơn trên những tinh thể hydroxyapatite cực nhỏ (HAP, Ca10(PO4)6(OH)2), một dạng vô cơ chính xác của xương người và men răng.


Trưởng nhóm nghiên cứu, Ruikang Tang cho biết 'Trước kia các nhà khoa học chú ý quá nhiều vào các loại gốm tổng hợp có nguồn gốc hoá học. Thay vào đó nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào tác dụng của kích cỡ tinh thể bằng cách tạo ra các hạt hydroxyapatite rất nhỏ, khoảng 20nm.'

Các thí nghiệm cho thấy HAP kết tinh có khả năng chữa lành vết thương cao hơn các loại xi măng đặc biệt khác. Hydroxyapatite kết tinh với kích cỡ trong khoảng 20-40nm là khung cơ bản xây dựng nên xương và men răng. "Vì vậy chất liệu y sinh phù hợp nên có các đặc điểm tương tự để cải thiện quá trình tái tạo mô", Tang giải thích. Nhóm nghiên cứu hiện đang có kế hoạch thử nghiệm loại xi măng nano trên động vật.


(http://www.hoahocvietnam.com/Home/images/stories/cnghenano-hatnhan/tebaotuyxuong.jpg)

Tế bào gốc tuỷ xương phát triển trên những tinh thể nano hydroxy apatite nhanh hơn là người ta nghĩ

Tiêu đề: Tính chất mới của ống Nano cacbon
Gửi bởi: Jick trong Tháng Mười Hai 28, 2007, 12:26:06 PM
(http://www.hoahocvietnam.com/Home/images/stories/cnghenano-hatnhan/mgb2.jpg)
Magnesium diboride (MgB2), lần đầu tiên được phát hiện có tính siêu dẫn vào năm 2001, mở ra khả năng ứng dụng lớn cho công nghệ do có nhiệt độ tới hạn cao (39 K - cao nhất trong các hợp kim), có giá rẻ và thành phần hóa học đơn giản.
Tuy nhiên, từ trường tới hạn trên (từ trường triệt tiêu tính siêu dẫn) chỉ là từ 14 đến 16 T và dòng tới hạn cũng chỉ đạt 2.104 A/cm2 ở 5 T. Hãy nhớ, MgB2 là vật liệu siêu dẫn loại 2, vì thế nó có 2 từ trường tới hạn và trường tới hạn trên là giá trị tới hạn triệt tiêu tính siêu dẫn, còn giá trị tới hạn dưới (thấp hơn) là giá trị tới hạn mà trường ngoài có thể xuyên vào vật liệu siêu dẫn. Ta biết rằng, để sử dụng các chất siêu dẫn trong các cuộn tạo từ trường, các gốm siêu dẫn có nhiệt độ tới hạn cao rất khó sử dụng nên hợp kim này là sự lựa chọn tuyệt vời.

Và mới đây, Serquis cùng các cộng sự đã lần đầu tiên thành công khi đồng thời tối ưu hóa 2 thông số trên bằng cách pha tạp vào vật liệu này các ống nano cácbon có tường đôi (Double-walled carbon nanotubes - DWNTs). Các mẫu khối MgB2 có chất lượng cao được chế tạo bằng phương pháp xâm nhập hơi Mg ở Centro Atómico Bariloche (Áchentina) và sau đó pha tạp các ống DWNTs, sau đó tiến hành đo các tính chất điện và từ bằng các thiết bị phổ thông như từ kế ... trong từ trường xung ở Phòng thí nghiệm từ trường cao (Los Alamos). Họ phát hiện ra rằng, khoảng 3,5% nguyên tử các DWNTs pha tạp vào có thể tạo ra tính chất tối ưu cho MgB2 với giá trị mật độ dòng tới hạn lên tới 5.104 A/cm2 (khi trường ngoài là 5 T) và từ trường tới hạn trên lên tới 44 K (ở nhiệt độ 5 K). Một giá trị khác cũng được ghi lại là từ trường tới hạn trên 41,9 T ở 4 K khi hàm lượng pha tạp là 10% nguyên tử. Điều này có nghĩa là từ trường tới hạn được cải thiện tới 3 lần trong khi mật độ dòng tới hạn cũng được nâng lên tới 2,5 lần. Các hàm lượng DWNTs được xác định chính xác bằng cách phân tích cấu trúc tinh thể bằng phương pháp nhiễu xạ tia X.

Theo công trình của nhóm vừa công bố trên tạp chí Superconductor Science and Technology, số 20, trang L12, các kết quả này có thể lý giải bằng 2 vai trò của DWNTs trong cấu trúc của MgB2. Đầu tiên, đó là các ống nanocarbon hòa tan một phần vào các ma trận MgB2, tác động như một nguồn cácbon làm tăng giá trị từ trường tới hạn lên giá trị cao nhất từng được quan sát. Thứ hai, đó là tỉ phần của ống nanocarbon giữ nguyên cấu trúc của nó, sẽ tác động như một tâm hãm các lốc xoáy (vortex pinning centres) trong MgB2, do đó làm tăng đáng kể giá trị mật độ dòng tới hạn. Điều này hoàn toàn có thể bởi đường kính ống cũng tương tự như chiều dài kết hợp của siêu dẫn MgB2

Các nhà vật lý cũng cho rằng sự tăng cường này có thể mô tả bằng một trong các mô hình lý thuyết đang được sử dụng như lý thuyết siêu dẫn 2 khe, như là MgB2. Và một phần khác là sử dụng vật liệu này trong các ứng dụng thực tế như nam châm siêu dẫn. Công trình này có thể là một hướng mở ra việc tạo ra các cuộn dây siêu dẫn có từ trường lớn nhờ việc cải thiện giá trị từ trường tới hạn.

Kế hoạch sắp tới của nhóm (hợp tác giữa Áchentina và Mỹ) là pha tạp MgB2 với các vật liệu nano khác nhằm cải thiện tính chất của vật liệu: "Bên cạnh đó, chúng tôi sẽ sản xuất các dây MgB2 đầu tiên cho ứng dụng mà sử dụng hợp phần pha tạp DWNTs " - Serquis phát biểu trên Nanotechweb.org.

Tiêu đề: Liên kết bền chặt với các hạt phân tử kích thước nhỏ nano
Gửi bởi: Jick trong Tháng Mười Hai 28, 2007, 12:26:41 PM
(http://www.hoahocvietnam.com/Home/images/stories/cnghenano-hatnhan/nano.jpg)
Phương pháp sử dụng phân tử mang gen di truyền ADN. Một nhóm các nhà nghiên cứu ở Mỹ, thuộc Phòng Thí Nghiệm Năng Lượng Quốc Gia Brookhaven – “U.S. Department of Energy's Brookhaven National Laboratory”, đã khám pha ra rằng có thể gia tăng tốc độ kết nối của các hạt phân tử nano dưới sự trợ giúp của phân tử mang các gen di truyền nòi giống là DNA.
Giống như các phương pháp chẩn đoán và điều trị bệnh tiến bộ, có thể đạt hiệu suất cao hơn khi sử dụng các hạt phân tử kích thước nhỏ nano vào việc tạo năng lượng và lưu trữ các thông tin dữ liệu. Cách thức kiểm soát và kết nối các hạt phân tử rất nhỏ vào một hệ thống phân tử lớn hơn vẫn là một thử thách lớn đối với các nhà khoa học. Các kết quả của Phòng thí nghiệm Brookhaven, gồm các bước nghiên cứu theo hướng này, đã được xuất bản trong tạp chí của Hội Hóa Học Mỹ – “American Chemical Society”.

Người dẫn đầu cuộc nghiên cứu, tác giả Mathew Maye, một nhà hóa học ở Phòng Thí Nghiệm Brookhaven nói:“Hiểu được cách tự liên kết của các loại vật liệu có cấu tạo là các hạt phân tử kích thước nhỏ nano thì mới có thể ứng dụng trong tất cả các lĩnh vực công nghệ nano, từ lĩnh vực quang học đến điện tử, cho đến các vật liệu từ trường”. Maye là một thành viên của nhóm gồm các nhà khoa học ở nhiều ban ngành khác nhau thuộc Khoa Sinh học của Phòng Thí Nghiệm Brookhaven và một trung tâm mới về Vật liệu Nano – “Center for Functional Nanomaterials” (CFN). Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách dùng DNA kép, rắn chắc để kiểm soát sự liên kết của các hạt phân tử vàng có kích thước nhỏ nano. Phương pháp kỹ thuật của nhóm nghiên cứu là lợi dụng khuynh hướng tự nhiên của các hạt phân tử để tạo nên các thành phần gọi là thành phần cơ bản, được biết đến dưới các ký tự mã hóa A, T, G và C.

Oleg Gang, nhà vật lý học ở Phòng Thí Nghiệm Brookhaven, dẫn đầu nhóm nghiên cứu nói: “Trong sinh học, DNA là một chất lưu trữ thông tin chính; trong khoa học nano, DNA là một vật liệu có cấu trúc tuyệt vời do khả năng tự lắp ráp một cách tự nhiên theo các nguyên tắc đã được lập trình sẵn khá cụ thể. Chúng ta đang phát triển những bước tiến đến việc kiểm soát sự lắp ráp của các vật thể nano vô cơ bằng việc sử dụng các vật liệu sinh học như DNA. Tuy nhiên, để thực sự biến điều lý thú này thành công nghệ kỹ thuật nano, chúng ta phải hiểu được sự tác động ảnh hưởng qua lại lẫn nhau cực kỳ phức tạp trong một hệ thống phân tử lai tạo như vậy”.

Gắn DNA tổng hợp thường dùng trong phòng thí nghiệm lên trên các hạt phân tử vàng kích thuớc nhỏ nano; điều chỉnh DNA cho phù hợp để có thể chấp nhận và liên kết với DNA bổ sung đang định vị trên các hạt phân tử khác. Quá trình này hình thành nên các tập hợp gồm những bó sợi phân tử, hay các khối hạt vàng.

Maye nói:”Thật sự là giống một bản thiết kế. Chúng ta có thể ngồi xuống với một mảnh giấy, viết ra một trật tự DNA, và kiểm soát các hạt phân tử kích thước nhỏ nano kết nối với nhau”.

Một nhược điểm của quá trình liên kết này là việc dùng DNA chuỗi đơn, mà chuỗi này có thể bẻ về phía sau và bám trên bề mặt của các hạt vàng thay vì cố kết  xung quanh hạt nano. Cùng với nhiều dạng DNA chuỗi đơn hiện nay, tính linh động này có thể làm chậm quá trình liên kết rất nhiều. Trong cuộc nghiên cứu của Phòng Thí Nghiệm Brookhaven, các nhà nghiên cứu đã giới thiệu DNA chuỗi kép, có các phân đoạn cứng rắn chắc; DNA này buộc phải tác động vào các đoạn nối với chúng để dàn trải trên bề mặt các phân tử vàng, cho phép hiệu quả lắp ráp cao hơn.

Maye nói:“Với các tính chất của DNA, chúng ta có thể tăng động lực học liên kết, hoặc tốc độ kết nối phân tử, bằng các phương pháp tương đối đơn giản không bao gồm nhiều bước tổng hợp”.

Tại Nguồn năng lượng Synchrotron quốc gia Brookhaven – “Brookhaven's National Synchrotron Light Source”, nhóm nghiên cứu đã điều nghiên việc tổng hợp và lắp ráp các hệ phân tử kích thước nhỏ nano với nhiều phương pháp kỹ thuật, như sử dụng các tia sáng và eletron, cũng như dùng các tia X cường độ cao. Các nhà khoa học đang hướng đến việc cải thiện khả năng kiểm soát hệ thống phân tử hơn nữa, và bước kế tiếp là tập trung vào kích cỡ của khối hạt nano
Tiêu đề: Các tinh thể kích thước nhỏ nano có khả năng nóng hơn
Gửi bởi: Jick trong Tháng Mười Hai 28, 2007, 12:27:22 PM
(http://www.hoahocvietnam.com/Home/images/stories/cnghenano-hatnhan/nano%20germanium.jpg)
Các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley về năng lượng đã khám phá ra rằng các tinh thể kích thước nhỏ nano của germanium, được cố định trên thủy tinh silica, đã không tan chảy cho đến khi nhiệt độ tăng lên gần 2000K, trên cả nhiệt độ nóng chảy của khối germanium. Hơn cả sự ngạc nhiên, các tinh thể kích thước nano này tan chảy ở thể lỏng và được làm nguội ở nhiệt độ hơn 2000K, nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy của khối germamium trước khi các tinh thể nano đóng rắn.
Giống một “hiện tượng trễ” lan rộng và gần như đối xứng – sự khác nhau giữa nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc ở trên và dưới điểm nóng chảy của khối germanium – trước đây các quan sát đối với những hạt phân tử kích thước nhỏ nano này chưa bao giờ được thực hiện. Để khai thác những tính chất trên có nghĩa là hiểu được sự chuyển tiếp nóng chảy/đông đặc của germanium dưới các điều kiện khác nhau. Các nhà nghiên cứu đã cố định các hạt phân tử nano với đường kính trung bình 2.5 so với đường kính của silica. Những gì mà các nhà nghiên cứu bắt gặp khi họ gia nhiệt và làm nguội hệ thống phân tử liên kết này là điều phức tạp không ngờ.

Gần hàng trăm năm qua, những nhà lý luận và những người làm thí nghiệm đã nghiên cứu làm thế nào mà kích cỡ của một tinh thể ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy và đông đặc, đến việc chuyển tiếp giữa thể lỏng và thể rắn của một chất. Hầu hết các tinh thể, kích thước càng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy càng thấp. Nhiệt độ nóng chảy của một tinh thể nano bán dẫn hoặc không chứa tinh thể lỏng, tiêu biểu gồm có vài trăm cho đến vài ngàn phân tử, có thể hơn 3000K, thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của một khối chất tương tự.

Joe Ager, ngành vật liệu học (MSD), đồng tác giả của tờ Physical Review Letters, nói rằng:”Lý do của sự việc này là vật thể rắn càng nhỏ, tỷ lệ phần trăm phân tử của nó tập trung trên bề mặt càng nhiều. Thực tế, nếu vật thể co lại, thì toàn bộ bề mặt đều co lại”. Bên trong một tinh thể chất rắn, các phân tử bị nhốt trong mắt lưới của mạng tinh thể, “nhưng ở bề mặt của những phân tử này vẫn có khoảng trống để di chuyển. Khi nhiệt độ tăng lên, chúng bắt đầu chuyển động; khi sự rung động trên bề mặt phân tử  tỷ lệ với chiều dài mối liên kết nhất định giữa chúng, sự nóng chảy bắt đầu xảy ra và sau đó lan truyền qua vật chất rắn.

Nhà lý luận Daryl Chrzan, ngành MSD, cũng là 1 giáo sư về khoa học vật liệu ở Đại Học UC Berkeley đã nói: “Nóng chảy và đóng rắn bắt đầu ở bề mặt phân chia chất rắn với bề mặt xung quanh chất rắn. Pha rắn có một năng lượng tự do, chất lỏng cũng vậy, pha hơi cũng tương tự, và trên bề mặt phân chia giữa các pha này có năng lượng mang tính chất riêng của chúng. Có khả năng sự chuyển tiếp pha xảy ra theo một hướng hoặc theo hướng khác dựa trên năng lượng tự do của pha vật liệu đó và năng lượng trên bề mặt phân chia pha của chúng, liên quan đến thể tích, cấu tạo hình học, tỷ trọng và các nhân tố khác”.

Ở hầu hết các vật liệu, năng lượng ở bề mặt phân chia pha giữa chất rắn và hơi hình thành một lớp chất lỏng trên bề mặt khi nhiệt độ tăng cao – ví dụ, một thỏi vàng đặt trong không khí, nhiệt độ này nếu tiếp tục tăng cao cho đến khi toàn bộ thỏi vàng nóng chảy; thì  lớp chất lỏng mới xuất hiện trên thỏi vàng sẽ cứng hơn ở nhiệt độ thấp hơn do tỷ lệ thể tích bề mặt tăng. Eugene Haller ở phòng thí nghiệm Berkeley về vật liệu học (MSD), cũng là giáo sư về vật liệu học ở Đại Học California ở Berkeley ghi nhận rằng “nếu làm các hạt tinh thể vàng kích thước nhỏ nano tự do đủ nhỏ, chúng sẽ tan chảy ở nhiệt độ phòng”.

Tuy nhiên, những tinh thể nano đã được cố định này thường phản ứng khác nhau. Người ta quan sát các tinh thể nano kết gắn với nhau trong ma trận lưới tinh thể ở nhiệt độ khá cao, ví dụ những tinh thể nano của chì gắn vào mạng lưới tinh thể của nhôm aluminum; kết cấu mạng lưới của hai loại tinh thể này “đóng chặt” với nhau, nén các tinh thể nano trong thủy tinh phải nóng chảy khi bị gia nhiệt cao.

Đó chỉ là sự nhạc nhiên ban đầu. Trong khối vật liệu lớn, năng lượng ở bề mặt phân chia pha giữa chất rắn và hơi, có sự chuyển tiếp giữa chất rắn thành chất lỏng ở nhiệt độ nóng chảy, tạo ra một rào chắn ở hướng đối ngược nhau, đây là một rào cản năng lượng để đóng rắn.

Chrzan nói: “để hình thành bề mặt thì luôn luôn phải cần một năng lượng, thật ra, trong một khối vật liệu, có thể làm khối vật liệu đóng rắn chậm hay giữ khối ở dạng rắn ở nhiệt độ trên điểm nóng chảy/đóng rắn bình thường. Để đóng rắn, vật liệu phải khắc phục rào cản năng lượng nhẹ để hình thành các hạt nhân phân tử rắn tới hạn.

Trong trường hợp tinh thể nano cố định trên germanium ở thủy tinh, rào cản năng lượng ở bề mặt phân chia pha cũng dẫn đến sự gia nhiệt cao trước khi tinh thể rắn có thể tan chảy có nghĩa là khi tan chảy bao gồm phải trải qua quá trình chậm đông trước  đóng rắn.

Tiêu đề: Re: Nano vàng và ứng dụng thực tiễn
Gửi bởi: satlong1993 trong Tháng Mười Hai 30, 2007, 12:23:38 PM
Bài hay thật giúp mình có thêm thông tin mới cám ơn nha :) :) :) :)
Tiêu đề: Re: Tinh thể nano giúp xương gãy mau lành
Gửi bởi: satlong1993 trong Tháng Mười Hai 30, 2007, 12:25:36 PM
 :o :o :o Thật vậy sao hay thật có thể ứng dụng công nghệ nano vào cả lĩnh vực y tế nữa
Tiêu đề: Re: Tinh thể nano giúp xương gãy mau lành
Gửi bởi: RinVip trong Tháng Một 17, 2008, 12:58:51 PM
chài ...toàn ở nước ngoài thôi...có ở Việt Nam đâu mà vui... ;D
Tiêu đề: Re: Cách đọc phổ X_ray
Gửi bởi: toquochuy trong Tháng Một 18, 2008, 07:02:11 PM
Cám ơn bác đã cung cấp tài liệu. Em đang cần tài liệu này. Bác còn tài liệu nào eef các phương pháp vật lý không? SHARE cho em với em với!
Tiêu đề: Re: Cách đọc phổ X_ray
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 19, 2008, 08:52:57 AM
Có nhưng làm thế nào để share cho bạn đây (sách mà). Mất cả buổi đó. Mình còn có tài liệu về các phương pháp khác: Phân tích nhiệt, Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân... Nói chung là nhiều. CHỉ cho mình cách share đỡ tốn thời gian chút thì mình share cho.
 ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D
Tiêu đề: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 11:25:59 AM
Nanô - Công nghệ của tương lai

Công nghệ nanô (được hiểu như một kỹ xảo chế tạo các vật liệu và máy móc có kích thước rất nhỏ) đang được nhiều nước tiên tiến trên thế giới, đặc biệt là Mỹ rất chú ý. Thay vào việc chế tạo ra cái gì đó thực tế hơn, người ta lại tạo ra cái tưởng như vô vị nhưng có vẻ rất thần diệu. Nếu bạn muốn công ty hay sản phẩm của bạn nghe có vẻ độc đáo hơn, bạn hãy gắn thêm tiếp đầu từ “nanô” vào và bạn sẽ là một phần của “Vật to lớn tiếp theo”.

Điều đó cũng giống như khi các công ty thêm cái đuôi “.com” trong giai đoạn bùng nổ Internet này hay “tech” trong nhưng năm bùng nổ máy tính xách tay (PC). Các công việc kinh doanh liên quan đến công nghệ nanô đang mở ra một lĩnh vực mới bao gồm các nguồn lực sẵn có. Do đó, các công ty đang tìm cách sắp xếp lại những gì họ đang tiến hành. Tất nhiên, mục tiêu của họ là kiếm tiền.
Theo ước tính, công nghệ nanô sẽ là một thị trường đạt trị giá một nghìn tỷ USD trong vòng một thập kỷ nữa. Hiện nay số tiền đầu tư vào lĩnh vực này của Chính phủ Mỹ và khu vực tư nhân đã lên đến 3 tỷ USD và đang tiếp tục tăng mạnh. Luật “Xúc tiến công nghệ nanô” của Chính phủ liên bang Mỹ kiến nghị chi 847 triệu USD cho các công trình nghiên cứu trong năm 2004, tăng 9,5% so với năm 2003. Nhưng trước khi các nhà đầu tư, các nhà kinh doanh, vốn mạo hiểm, và các quan chức Chính phủ bắt đầu tung tiền ra, có thể họ sẽ muốn có một cái nhìn, ở phạm vi nanô, vào giá trị thực của công nghệ mới này.
Nanô cũng có nghĩa là chắc hơn, nhẹ hơn, cứng hơn. Trong lĩnh vực công nghệ nanô, vấn đề kích thước rất quan trọng. Một nanômét bằng một phần tỷ mét, tức là bằng một phần 75000 đường kính của một sợi tóc của người, trong khi công nghệ nanô nói chung đề cập kỹ thuật liên quan đến các vật liệu có kích thước nhỏ hơn 100 nanômét. Bằng cách chế tạo ra vật chất ở kích thước như vậy, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra các vật liệu chắc chắn hơn, nhẹ hơn hay cứng hơn so với vật liệu thông thường. Các hãng như Lee Jeans và Eddie Bauer đã cho ra loại quần kaki bằng chất liệu nanô có khả năng chống lại chất màu. Chất liệu này được xử lý bằng các hạt từ một công ty mang tên Nano-Tex, các hạt này được gắn vào sợi bông và tạo ra một bức rào chắn có thể đẩy lùi được những kẻ thù tự nhiên của chất liệu sợi, như cà phê, mực, phẩm màu… Công ty Mỹ phẩm Laureal đã đưa những viên nang nhỏ tí xíu chứa đầy vitamin A vào trong các loại kem dưỡng ẩm của mình để có thể thấm tốt hơn trên da.
Nhưng cho dù những sản phẩm đó - bao gồm cả màn chống nắng trong suốt và bóng chơi tennis có độ bền cao - có hữu ích và lý thú bao nhiêu chăng nữa, thì chúng ta vẫn cứ chờ đợi công nghệ này phát triển thành một cuộc cách mạng công nghiệp. Theo tờ Small Times (Mỹ), các vật liệu nanô được sử dụng trong các sản phẩm màn chống nắng và vải kaki là một bước tiến hoá tiếp theo của các ngành vật liệu và hoá chất và có thể truy ngược cội nguồn về với phiên bản gốc của eric Drexler - tác giả cuốn “Engines of Creation” (“Những động cơ sáng tạo”) xuất bản năm 1986, trong đó ông đã nhìn thấy một cuộc cách mạng đảo lộn từ dưới lên trong ngành chế tạo. Ông đã dùng thuật ngữ “công nghệ nanô phân tử” để phân biệt sự lắp ráp ở phạm vi phân tử với việc sử dụng các màng và vật liệu có kích thước nanô để nhằm củng cố các quy trình cũ, giống như việc chế tạo ra loại quần bình thường bằng vật liệu chống dây màu.
Điều tiếp thêm sức cho công việc kinh doanh chính là các cách thức mà công nghệ nanô có thể dẫn tới các phương pháp chế tạo vi mạch mới hay thiết kế ra các tế bào năng lượng mặt trời có hiệu suất cao, nhưng có giá rẻ để làm giảm các chi phí năng lượng. Mihail Rocco, người lãnh đạo xúc tiến công nghệ nanô, đang muốn tìm kiếm những tiến bộ trong việc cung cấp thuốc vào cơ thể để tiêu diệt các tế bào ung thư giống như một người bắn tỉa đặc biệt. Ông cho rằng, công nghệ nanô sẽ có thể kéo dài tuổi thọ thêm từ 20 đến 30 năm, tức là mọi người có thể sống hơn 100 tuổi,  bởi vì “chúng ta có thể thanh toán bệnh Alzheimer và các căn bệnh khác về não”.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 11:26:24 AM

Nhưng tất cả những tiến bộ đó sẽ còn phải chờ hàng chục năm nữa nếu tiến triển theo chiều hướng tốt. Và vấn đề là phải làm cách nào để không lâu nữa các sản phẩm của ngày nay có thể biến thành một thị trường trị giá một nghìn tỷ USD. Con số này được lặp lại nhiều lần trong một báo cáo của Quỹ khoa học quốc gia của Mỹ (NSF). Các nhà nghiên cứu của NSF đã thực hiện những bước nhảy vọt thực sự lớn trong niềm tin của họ. Ví dụ như họ đã dự báo rằng một nửa trong tổng sản lượng thuốc sản xuất trong tương lai sẽ phụ thuộc vào công nghệ nanô, với trị giá khoảng 180 tỷ USD. Trước mắt, sẽ là hiện thực nhưng vẫn đầy ấn tượng: số doanh thu trực tiếp từ công nghệ nanô có thể lên đến 35 tỷ USD vào năm 2020.
Cho đến nay nhiều công ty rất thích con số 35 tỷ USD này, điều này giải thích tại sao tiếp đầu từ “nanô” đã được gắn vào tên của nhiều công ty. Ví dụ như công ty NanoPierce Technologies, trước đây mang tên Sunlight Systems. Công nghệ của họ tạo ra các mối liên kết giữa các vi mạch và các bộ phận điện tử khác có kích thước gần bằng kích thước nanô. Một số công ty khác muốn gắn thêm cái tên nanô cho công ty mình bởi vì họ muốn đón đầu sự bùng nổ công nghệ nanô và tạo cho các sản phẩm của họ có tính cạnh tranh hơn. Các đại gia trong lĩnh vực máy tính như IBM và Hewlett-Packard đã tiến hành rất nhiều công trình nghiên cứu về nanô - công nghệ của tương lai.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 11:49:26 AM
Như các bạn đã biết, vật liệu chủ yếu để chế tạo các loại lốp xe là các loại cao su tổng hợp. Vật liệu này đã được biết đến từ rất sớm và cho đến nay đã có sự khác nhờ áp dụng công nghệ mới. Công nghệ nano.

Những ưu điểm vượt trội của vật liệu nano đang thu hút các hãng xe và ngành nghiệp phụ trợ vào cuộc cách mạng mới. Tuy mới chỉ ở mức độ thử nghiệm, nhưng với sự tham gia của các công ty hàng đầu sản xuất hàng đầu và các hãng xe danh tiếng, tương lai của những chiếc lốp ứng dụng vật liệu nano sẽ không còn xa nữa.

Cao su và cotton là những nông sản từ xa xưa. Tuy nhiên, không giống cotton, cao su thiên nhiên gặp phải sự cạnh tranh mạnh mẽ từ cao su tổng hợp, loại vật liệu rất phát triển trong thế chiến thứ hai. Năm 1964, 75% lượng cao su trên thế giới thuộc về cao su tổng hợp. Nhưng sau đó, sự xuất hiện của lốp không săm đã cứu vớt vai trò của cao su thiên nhiên với lượng tiêu thụ 42% trong tổng số 19,61 triệu tấn, theo thống kê năm 2004.

Khoảng 50% lốp xe ôtô trên thế giới được làm từ cao su thiên nhiên. Tuy nhiên, lốp sản xuất từ loại vật liệu này có những điểm yếu như không bền, dễ mài mòn, không chịu được nhiệt độ cao và mất dần tính đàn hồi trong quá trình sử dụng. Để khắc phục những khó khăn đó, các nhà nghiên cứu đã áp dụng công nghệ nano vào quá trình sản xuất xuất lốp. Hạt carbon nhỏ (bao gồm các hạt kích thước nano -1 phần một tỷ mét) được trộn với sao su trong một thời gian dài trước khi đem đi ép.

Sản phẩm sau khi gia công có độ mài mòn thấp và sức bền lớn. Cabot Corporation - một trong những hãng cung cấp lốp và các vật liệu carbon hàng đầu thế giới - đã thử nghiệm thành công tính năng của “PureNano”- hạt silic cacbua kích thước nano, do Nanoproducts Corporation of Colorado sản xuất. Khi bổ sung vào lốp, các hạt “PureNano” làm giảm 50% độ mài mòn, nghĩa là tuổi thọ của lốp sẽ tăng lên gấp đôi. Một con số ấn tượng nếu biết rằng hiện tại, mỗi năm có 16,5 triệu chiếc lốp ở Mỹ cần phải thay mới. Các sản xuất khác đang tìm cách kết hợp sợi carbon dạng ống vào trong lốp và dự đoán chúng sẽ có tuổi thọ còn lâu hơn cả xe. Trong khi đó, các chuyên gia tại Audi đánh giá công nghệ nano sẽ tạo nên cuộc cách mạng lốp trong tương lai. Loại lốp thông minh gắn cảm biến nano liên kết với chíp điều khiển trung tâm sẽ có khả năng thay đổi cấu bề mặt tuỳ thuộc vào áp suất lốp, trọng lượng xe và điều kiện trên đường.

Những công ty như Inmat và Nanonor đang sản xuất các hạt đất sét kích thước nano, trộn chúng với nhựa hay cao su tổng hợp để tạo ra một bề mặt kín khít. Các hạt đất sét nano của Inmat được sử dụng dưới dạng chất kết dính. Bên cạnh đó, công ty này cũng liên kết với Michelin, hãng sản xuất lốp hàng đầu thế giới để ứng dụng công nghệ này trên lốp không săm. Nó sẽ dần thay thế cao su truyền thống và làm lốp nhẹ, rẻ và mát hơn.

Sản phẩm nổi tiếng ứng dụng công nghệ nano là “Aerogel”, vật liệu siêu nhẹ từng được đề nghị dùng để chế tạo lốp cho tàu thám hiểm sao Hoả. Chứa tới 98% không khí, tập hợp hàng tỷ các bóng khí nano trong môi trường silic, nhờ đó, Aerogel nhẹ hơn 1.000 lần nhưng lại có khả năng làm kín khít gấp 40 lần bất cứ sợi thuỷ tinh nào. Bên cạnh trọng lượng nhẹ, Aerogel còn có khả năng cách nhiệt. Các nhà hoá học tại đại học Missouri-Rolla (Mỹ) đã tuyên bố phát triển thành công vật liệu Aerogel không thấm nước có thể sử dụng trên bề mặt lốp.

Goodyear đang nắm giữ hàng loạt bằng phát minh sáng chế về quá trình kết hợp lốp với silic aerogel. Bridgestone áp dụng công nghệ nano trên những chiếc lốp cung cấp cho Ferrari tại giải đua F1... Nền công nghiệp lốp thế giới do 5 “đại gia” nắm giữ bao gồm Michelin, Goodyear, Bridgestone, Continental, Sumitomo và tất cả đều đang chuẩn bị cho cuộc cách mạng mới trong tương lai không xa!
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 12:15:23 PM
Đúng vào dịp 30.4.2007, Trung tâm R&D (Khu Công nghệ cao Tp. Hồ Chí Minh) đã sản xuất thành phẩm 0,2 kg carbon nano tube bằng nguyên liệu và công nghệ mới của Việt Nam.
Cuối năm 2007, có thể sản xuất đến 20 kg carbon nano tube. Ngoài ra, con chip điện tử, pin nhiên liệu cũng sẽ là sản phẩm chủ lực của R&D. Theo TS Nguyễn Chánh Khê, Giám đốc Trung tâm R&D (Khu Công nghệ cao Tp. Hồ Chí Minh), từ đầu năm 2007, rất nhiều công ty về công nghệ cao hàng đầu thế giới tại Mỹ như CitiGEN (San Jose), Tupperware (Florida), AMD (Texas) và một số công ty nổi tiếng khác như ULVAC (Nhật), CISRO (Úc), CEA-LETTI (Pháp), AIXTRON (Đức... thường xuyên ghé trung tâm, không phải vì mục đích hỗ trợ giáo dục và đào tạo cho Việt Nam mà muốn hợp tác phát triển để đi vào sản xuất và thương mại hóa các công nghệ đã được khai phá tại Trung tâm R&D.
Đặc biệt, Công ty International Association of Nano Technology (IAN) vốn nhận tài trợ từ Văn phòng Tổng thống Mỹ G.Bush, hằng ngày vẫn điện thoại từ Mỹ sang để đề nghị hợp tác với Trung tâm R&D.
  Giành đất trên lĩnh vực công nghệ cao
Sản phẩm công nghệ cao của Việt Nam được săn lùng nhất hiện nay chính là carbon nano tube. Nhiều công ty nổi tiếng về công nghệ cao trên thế giới muốn có một hợp đồng với Trung tâm R&D để mua sản phẩm siêu lợi nhuận carbon nano tube do Việt Nam chế tạo.
Để làm ra vỏ phi thuyền vũ trụ, vũ khí chống khủng bố... vốn cần đến hàng trăm tấn carbon nano tube. Hiện chỉ có Mỹ, Nhật Bản và một số nước châu Âu mới sản xuất được sản phẩm này nhưng với số lượng rất khiêm tốn. Riêng Mỹ chỉ sản xuất được khoảng 10 kg/năm. Tuy nhiên, một số mẫu phẩm nano sản xuất từ nước ngoài cho thấy chúng bị nhiễm bẩn, không đồng đều, khó sử dụng mà giá thành lại rất cao.
Trong khi đó, trải qua một thời gian nghiên cứu và chế tạo bằng những nguyên vật liệu sẵn có trong nước, vào ngày 30.4, TS Nguyễn Chánh Khê và các cộng sự đã cho ra đời 0,2 kg nano tube thô đầu tiên và khoảng 4-5 kg carbon nano tube vào tháng 7.2007 bằng một công nghệ rất mới mà Trung tâm R&D đang làm chủ và đã đăng ký bản quyền công nghệ tại Mỹ, cũng như đã được hội thảo nano quốc tế lớn nhất Nanotech 2007 cho phép báo cáo vào tháng 5 sắp tới tại Santa Clara Convention Center.
Hiện nay, theo giá thành thế giới, 1 kg carbon nano tube có thể được bán với giá từ 100.000 - 800.000 USD. Tuy nhiên, theo TS Nguyễn Chánh Khê, sản phẩm của Việt Nam sẽ bán ra thị trường với giá rẻ hơn nhưng chất lượng tốt hơn, chính vì thế rất nhiều hợp đồng hứa hẹn mang về cho đất nước hàng triệu USD đang chờ đón ở phía trước.
Bên cạnh carbon nano tube, pin nhiên liệu do Việt Nam sản xuất - một trong những mũi nhọn của ngành công nghệ cao cũng được thế giới quan tâm. Trong tương lai, pin nhiên liệu sẽ thay thế dầu hỏa vốn là một nguồn năng lượng đang cạn kiệt và gây ra ô nhiễm môi trường trầm trọng.
Hiện nay, có khá nhiều công nghệ pin nhiên liệu đã được sản xuất trên thế giới nhằm phục vụ cho nhu cầu năng lượng của xe cộ, nhà máy phát điện nhỏ. Tuy nhiên, những công nghệ cho ra sức điện động lớn lại phải sử dụng ở nhiệt độ từ 700-1.0000C.
Công nghệ pin nhiên liệu của Trung tâm R&D sử dụng than nano “lỏng” kết hợp với carbon nano tube dạng Y, hoạt động ở nhiệt độ thường, rẻ hơn, có công suất cao hơn và chịu nhiệt tốt hơn thương phẩm Nafion của Mỹ, đang được nhiều công ty Mỹ ngấp nghé đặt hàng và muốn hợp tác sản xuất để thương mại hóa. Vật liệu này có thể kết hợp công nghệ sinh học để làm ra pin nhiên liệu sinh học; hoặc kết hợp vật liệu nano bán dẫn để chế tạo pin mặt trời.
  Gây ấn tượng với thế giới
Hiện nay, Trung tâm R&D đang tiến hành thương thảo để ký kết hợp đồng trong tháng 5 này với IAN , AMD - hãng công nghệ cao lừng danh trong việc sản xuất con chip và đang cạnh tranh trực tiếp với Intel. Ngoài cuộc hội thảo Nanotech 2007 tại Santa Clara vào tháng 5 tới, Việt Nam còn được mời báo cáo về những thành tựu trong công nghệ nano tại Carbon Conferences diễn ra tại Washington vào tháng 7 này.
Với niềm tự hào, TS Nguyễn Chánh Khê cho biết: “Việt Nam đã từng gây tiếng vang trên thế giới khi GS Trần Đại Nghĩa từ gậy gộc tầm vông đã chế tạo ra súng Bazoka, súng DKZ, đạn bay... trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp 1945-1954. Trong kháng chiến chống Mỹ, Việt Nam bắn rơi máy bay B52 bằng hỏa tiễn Sam được cải tiến... Đến nay, bước vào cuộc chiến giành đất trong lĩnh vực công nghệ cao, Việt Nam cần phải tiếp tục gây ấn tượng với những thành quả công nghệ cao mà thế giới phải biết đến và học hỏi”.
Niềm tin của TS Khê và cộng sự như được “chắp cánh”, khi hai phòng thí nghiệm nano và bán dẫn được Tp. đầu tư 190 ảy đồng, xây dựng trên diện tích 4.000 m2 tại Khu Công nghệ cao Tp. Hồ Chí Minh đang vào giai đoạn hoàn thiện. Ở đó, có phòng sạch class 10.000 (540 m2) và class 100 (60 m2) sẽ là nơi làm việc lý tưởng của họ.
Theo TS Khê, từ những ký carbon nano tube đầu tiên, nếu thuận buồm xuôi gió, ông và các cộng sự sẽ sản xuất 20 kg vào cuối năm 2007 để tung ra thị trường đang khan hiếm này.
Tiêu đề: Công nghệ nanô sẽ cứu giúp thế giới hay chỉ là một sự khoa trương?
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 12:39:34 PM
Từ khả năng hỗ trợ chẩn đoán bệnh chính xác hơn đến duy trì cho máy tính vận hành trôi chảy hơn, việc điều khiển các nguyên tử là một thách thức với các nguyên tắc hoàn toàn mới. Các nhà khoa học nghiên cứu các cấu phần nhỏ nhất này của vật liệu nhận thấy một thế giới mê hoặc hấp dẫn, cũng giống như các nhà khoa học nghiên cứu các khoảng cách xa xôi nhất ngoài vũ trụ.
Theo Nhà vật lý học Joseph Stroscio, người ta chưa từng nghĩ rằng có thể lấy một nguyên tử và di chuyển nó với các khoảng cách gấp một vài lần đường kính của nguyên tử. Điều này giống như việc đến được các hành tinh, có khả năng chạm vào một hành tinh và di chuyển nó từ quỹ đạo này sang một quỹ đạo khác.
Stroscio và Robert Celotta là hai trong số các nhà vật lý thuộc Viện Công nghệ và Tiêu chuẩn Quốc gia ở Gaithersburg, Maryland, Mỹ, nghiên cứu về cơ sở của công nghệ nanô. Đây là một thế giới nhỏ, khó tưởng tượng nổi. Một nanô mét, là đơn vị đo thường được các nhà khoa học sử dụng trong nghiên cứu về lĩnh vực này, bằng một phần tỷ của mét. Khoảng 400.000 nguyên tử xếp chồng lên nhau để bằng đường kính của một sợi tóc người.
Những phát hiện gây ngạc nhiên
Công nghệ nanô đã lật đổ các nguyên lý vật lý lâu đời. Các nguyên tử và các hạt nhỏ dưới mức nguyên tử như electron và photon, không phải lúc nào cũng xử sự như theo ngành khoa học đã được xác lập. Theo Celotta, ở quy mô nanô, vật chất phản ứng rất khác. Điều này có thể vừa có lợi vừa gây ra các vấn đề đối với các lĩnh vực như điện tử, vì các mạch điện và các cấu phần khác có thể không hoạt động giống như cách chúng được chế tạo ở quy mô lớn hơn. Việc "quan sát" được các nguyên tử đã được thực hiện bằng một thiết bị gọi là Kính hiển vi quét đường hầm (Scanning Tunneling Microscope). Thiết bị được Gerd Binnig và Heinrich Rohrer ở Phòng thí nghiệm nghiên cứu Zurich của Hãng IBM chế tạo vào đầu thập niên 80. Hai nhà khoa học này đã được nhận Giải Nôben vật lý do sáng tạo của họ vào năm 1986.
Ban đầu, kính hiển vi điện tử quét đường hầm được sử dụng như công cụ của nhà khảo cổ, như lần đầu tiên người ta thấy các di chỉ. Giống như Galilê quan sát các vì sao, nhưng người ta nhìn gần hơn và thấy công cụ này rất tinh xảo. Người ta không tin rằng điều này đã có thể xảy ra. Hiện nay, nhân loại đã có thể làm được nhiều hơn, tổ chức lại theo cách thức mong muốn.
Bên trong kính hiển vi, các thí nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ - 455oF. Các nguyên tử được quan sát nghiên cứu về dao động, điện, sóng từ và sóng vô tuyến. Ở đó có chân không siêu cao, các phân tử oxy và nitơ lạc chỗ sẽ không can thiệp vào sự điều khiển của nguyên tử. Thiết bị được chế tạo chủ yếu từ nguyên tố molypđen, có khả năng chịu đựng những sự thay đổi nhiệt độ lớn.
Quan sát thấy màu của năng lượng.
Tiêu đề: Re: Công nghệ nanô sẽ cứu giúp thế giới hay chỉ là một sự khoa trương?
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 12:40:16 PM
Các nhà nghiên cứu đã quan sát nhiều tính chất kỳ lạ của thế giới siêu nhỏ này. Ví dụ, do có mức năng lượng khác nhau, sự thay đổi kích thước của cấu trúc nanô đã làm thay đổi màu của cấu trúc. Stroscio cho biết, ánh sáng có năng lượng và màu của ánh sáng liên quan đến năng lượng của nó. Đặc tính này có thể quan trọng đối với các nhà nghiên cứu y học muốn sử dụng công nghệ nanô để cải thiện phương pháp chẩn đoán và chữa bệnh. Trong nghiên cứu tế bào (nhưng chưa nghiên cứu ở người), các nhà nghiên cứu đã sử dụng tinh thể nanô bán dẫn làm tác nhân đánh dấu huỳnh quang để phát hiện tế bào ung thư.
Peter Barker, Nhà lãnh đạo dự án của Phòng thí nghiệm đánh giá tác nhân đánh dấu sinh học của Viện Ung thư Quốc gia cho rằng, việc sử dụng các mẫu thử tinh thể nanô là một cải tiến so với các chất nhuộm hữu cơ. Theo Barker, nếu sử dụng tinh thể nanô có thể chẩn đoán ung thư nhanh hơn, với độ tin cậy cao và chính xác hơn. Tuy nhiên, nghiên cứu y học, là ứng dụng có tiềm năng hơn bất kỳ một ứng dụng nào khác của công nghệ nanô, sẽ đòi hỏi độ an toàn và giám sát về đạo đức. Một số nguyên tố của các tinh thể nanô này có thể độc hại, do vậy hãy còn sớm để nghiên cứu thử nghiệm cho người.
Phát hiện thấy nguyên tử gây ra tiếng động
Các nhà vật lý nghiên cứu công nghệ nanô đã có một phát hiện đáng giá khác: họ nhận thấy các nguyên tử gây ra tiếng động. Các nguyên tử được di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác bằng một dòng điện đặc biệt gọi là dòng đường hầm. Theo dõi âm thanh của quá trình điều khiển này cho thấy đó là một loại "tiếng kêu phản dối" của nguyên tử. Theo Celotta, sự di chuyển nhảy qua nhảy lại, giũa vị trí ưa thích của nguyên tử và vị trí mà các nhà khoa học muốn nguyên tử di chuyển vào, đã tạo ra âm thanh này.
Một trong các mục đích của các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ và Tiêu chuẩn Quốc gia là chế tạo vật thể bằng hàng nghìn nguyên tử: bằng cách tạo cho kính hiển vi một cấu trúc phức tạp để cấu trúc này tự thiết lập và hoàn thành công việc.
Các nguyên tử với "tư duy của mình" đã tạo ra những hình ảnh lạ trong khoa học viễn tưởng, của robot nanô vượt ngoài phạm vi kiểm soát. Trong khi công nghệ nanô, giống như bất kỳ một ngành khoa học mới nào khác, cũng đều cần phải có độ an toàn và các chuẩn về đạo đức, thì Stroscio lại không hề lo ngại gì về việc các nguyên tử sẽ "lầm đường lạc lối".
Các robot nanô tự nhân bản và việc kiểm soát được thế giới thật hấp dẫn. Mục đích nghiên cứu của Viện Công nghệ và Tiêu chuẩn Quốc gia là đạt tới các phương thức khả thi và hiệu quả để tất cả các nhà chế tạo đến nhà vật lý có thể chế ngự công nghệ để sản xuất các sản phẩm đặc biệt và thực hiện các thí nghiệm đặc biệt. Celotta cho biết, đây là một môi trường độc đáo và rất đáng giá để có thể nghiên cứu hiện tượng lượng tử như vậy. Đây là chuẩn làm việc về lượng tử đối với các nhà khoa học. Giáo sư vật lý của đại học Georgia Tec, Zi Landman, cho biết, Giáo sư hy vọng 5 đến 10 năm nữa các "chi tiết" nanô sẽ phổ biến trong các thiết bị điện tử và có thể từ 5 đến 8 năm nữa sẽ có các ứng dụng trong y học.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 01:42:16 PM
Bom nano tiêu diệt ung thư
Các nhà nghiên cứu tại Trường ĐH Delaware đang mở ra một bước tiến mới trong cuộc chiến chống ung thư - một công nghệ mới trong việc phát hiện và điều trị ung thư, đó là những quả “bom” nano có thể làm nổ tung các khối u ung thư vú.
Balaji Panchapakesan, phó giáo sư tại Trường ĐH Delaware, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu cho biết nghiên cứu vẫn còn ở giai đoạn đầu và cần có nhiều nghiên cứu và thử nghiệm chuyên sâu trước khi ứng dụng công nghệ này để điều trị cho con người.
“Không có một sơ sót nào, và chúng tôi đang tập trung nhổ tận gốc rễ ung thư”, Panchapakesan nói. Những quả “bom” nano này là kết quả của cuộc nghiên cứu hơn 2 năm các ống nano carbon (bao gồm các nguyên tử carbon được sắp xếp thành hình ống) của nhóm Panchapakesan.
Ban đầu nhóm nghiên cứu xem xét việc sử dụng các ống nano carbon như là thiết bị truyền thuốc. Do có kích thước nhỏ hơn kích thước của một tế bào đơn nên các ống nano này có thể cung cấp thuốc theo chỉ định với độ chính xác cao đến từng tế bào.
Tuy nhiên, khi hiệu quả của các ống nano đã được chứng thực qua nhiều thí nghiệm khác nhau thì nhóm nghiên cứu đã có một khám phá đáng chú ý hơn: dùng chúng để tạo ra "bom" nano. Các quả "bom" này được bao bọc trong các ống nano carbon, có thể dùng để tiêu diệt các tế bào ung thư.
Các nhà khoa học đã tái tạo vụ nổ "bom" nano trong dung dịch bao gồm nước, phosphate và muối, điều đó có nghĩa là các quả “bom” nano này có thể được sử dụng trong cơ thể người. “Quả “bom” nano này được hạn chế ở một khu vực rất nhỏ và ít gây ra ảnh hưởng cho cơ thể, nó có thể gây ra một cơn đau rất nhỏ như là bị một vết kim châm”, Panchapakesan nói.
Panchapakesan tin rằng loại “bom” nano này có một tiềm năng lớn như là tác nhân dùng để tiêu diệt các tế bào ung thư, đặc biệt là đối với ung thư vú. Nó hiệu quả hơn hẳn các phương pháp điều trị hiện nay do có tác động mạnh, có chọn lọc, không gây tàn phá, không độc hại và có thể kết hợp với các phương pháp hiện nay, bao gồm cả thuật vi phẫu.
Cho đến nay, công nghệ nano đã chứng tỏ có nhiều ứng dụng quan trọng như điều trị, chẩn đoán ung thư... Panchapakesan cũng dự báo các robot sinh học nano hay các thiết bị phẫu thuật nano có thể được đưa vào cơ thể người để cắt bỏ các khối u ở những khu vực mà các phương pháp y học truyền thống không thể thực hiện được.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 01:49:19 PM
Khẩu trang nano của Việt Nam

Tiếp sau thành công của các loại khẩu trang phòng dịch cúm gia cầm H5N1 và SARS, TS Vũ Văn Tiễu, nguyên giám đốc Trung tâm nhiệt đới Việt – Nga, chi nhánh phía Nam, vừa sáng chế loại khẩu trang lọc bụi, vi khuẩn và các loại khí độc.
Được thiết kế bằng những vật liệu có tính vi lọc cao (như than hoạt tính mang tính nano), loại khẩu trang này có khả năng phòng hơi khí độc như khí xe máy, ô tô, các hợp chất hữu cơ (benzen, toxylen...) và các loại bụi có kích thước nhỏ hơn 10 micro mét.
Khảo sát mới đây cho thấy, trong 17.000 công nhân có đến 14.000 người mắc bệnh phổi silic. Khẩu trang phòng bụi được cho là cách phòng tránh bụi phổi silic một cách tối ưu và hiệu quả nhất. Khẩu trang do TS Vũ Văn Tiễu sáng chế đã được kiểm định của Bộ Y tế về hiệu quả lọc bụi và phòng khí độc. Được biết, khẩu trang này có rất nhiều dạng phù hợp cho sản xuất công nghiệp và dùng hằng ngày. Giá thành phẩm rẻ hơn 2/3 so với giá những khẩu trang tương tự ngoại nhập.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 01:52:38 PM
Tốc độ PC sẽ tăng lên bao nhiêu?
Nhà vật lý Christoph Boehme đang giảng dạy tại đại học Utah (Mỹ) đang thử nghiệm sản xuất máy tính lượng tử với mục tiêu tạo ra khả năng điện toán thần tốc thông qua việc đặt con số nhị phân 0 và 1 ở các vị trí khác nhau.
Hiện nay, bit điện toán của máy tính là 0 (trạng thái tắt) hay 1 (trạng thái bật). Điều này có nghĩa là với 3 bit, máy tính chỉ có thể lưu được 8 kết hợp 1-1-1, 0-1-1, 1-0-1, 1-1-0, 0-0-0, 1-0-0, 0-1-0 và 0-0-1.
Christoph Boehme đang làm việc bên hệ thống máy tính lượng tử.
Còn trong vật lý lượng tử, các hạt ánh sáng và vật chất nhỏ nhất có thể ở các vị trí khác nhau cùng một thời điểm. Do đó, theo lý thuyết, máy tính lượng tử có thể lưu tất cả bộ 8 trong 3 bit (gọi là qubit) và có thể tính toán nhanh gấp 8 lần máy tính 3 bit thường. Theo tính toán này, máy tính lượng tử 64 qubit có thể chạy gấp 2 lũy thừa 64 lần so với PC 64 bit thông thường, nghĩa là gấp 18 tỷ lần.
"Chúng tôi đã giải quyết được rào cản chính trong việc xây dựng máy tính lượng tử, đó là sự kết hợp giữa silicon và phốt pho," Christoph cho biết. "Chúng tôi đã thực nghiệm và thấy rằng hướng quay hạt nhân của các nguyên tử phốt pho đặt trong silicon có thể đo bằng các dòng tĩnh điện chạy qua nguyên tử phốt pho".
Công việc này dựa trên phương pháp thiết kế máy tính lượng tử đã được nêu ra hồi năm 1998. Nhà vật lý Bruce Kane người Australia đã viết công trình "Máy tính lượng tử dựa trên sự chuyển động quay của hạt nhân và silicon". Trong đó, silicon, chất bán dẫn dùng trong chip máy tính, sẽ được "thúc" bằng hạt nhân phốt pho. Dữ liệu lúc này được mã hóa bằng sự chuyển động của các hạt nhân nguyên tử. Trường điện từ bên ngoài sẽ đọc và xử lý dữ liệu được lưu trữ dưới dạng chuyển động quay đó.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Hoàng Diệu trong Tháng Một 25, 2008, 02:53:41 PM
Bom nano tiêu diệt ung thư
Các nhà nghiên cứu tại Trường ĐH Delaware đang mở ra một bước tiến mới trong cuộc chiến chống ung thư - một công nghệ mới trong việc phát hiện và điều trị ung thư, đó là những quả “bom” nano có thể làm nổ tung các khối u ung thư vú.
Balaji Panchapakesan, phó giáo sư tại Trường ĐH Delaware, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu cho biết nghiên cứu vẫn còn ở giai đoạn đầu và cần có nhiều nghiên cứu và thử nghiệm chuyên sâu trước khi ứng dụng công nghệ này để điều trị cho con người.
“Không có một sơ sót nào, và chúng tôi đang tập trung nhổ tận gốc rễ ung thư”, Panchapakesan nói. Những quả “bom” nano này là kết quả của cuộc nghiên cứu hơn 2 năm các ống nano carbon (bao gồm các nguyên tử carbon được sắp xếp thành hình ống) của nhóm Panchapakesan.
Ban đầu nhóm nghiên cứu xem xét việc sử dụng các ống nano carbon như là thiết bị truyền thuốc. Do có kích thước nhỏ hơn kích thước của một tế bào đơn nên các ống nano này có thể cung cấp thuốc theo chỉ định với độ chính xác cao đến từng tế bào.
Tuy nhiên, khi hiệu quả của các ống nano đã được chứng thực qua nhiều thí nghiệm khác nhau thì nhóm nghiên cứu đã có một khám phá đáng chú ý hơn: dùng chúng để tạo ra "bom" nano. Các quả "bom" này được bao bọc trong các ống nano carbon, có thể dùng để tiêu diệt các tế bào ung thư.
Các nhà khoa học đã tái tạo vụ nổ "bom" nano trong dung dịch bao gồm nước, phosphate và muối, điều đó có nghĩa là các quả “bom” nano này có thể được sử dụng trong cơ thể người. “Quả “bom” nano này được hạn chế ở một khu vực rất nhỏ và ít gây ra ảnh hưởng cho cơ thể, nó có thể gây ra một cơn đau rất nhỏ như là bị một vết kim châm”, Panchapakesan nói.
Panchapakesan tin rằng loại “bom” nano này có một tiềm năng lớn như là tác nhân dùng để tiêu diệt các tế bào ung thư, đặc biệt là đối với ung thư vú. Nó hiệu quả hơn hẳn các phương pháp điều trị hiện nay do có tác động mạnh, có chọn lọc, không gây tàn phá, không độc hại và có thể kết hợp với các phương pháp hiện nay, bao gồm cả thuật vi phẫu.
Cho đến nay, công nghệ nano đã chứng tỏ có nhiều ứng dụng quan trọng như điều trị, chẩn đoán ung thư... Panchapakesan cũng dự báo các robot sinh học nano hay các thiết bị phẫu thuật nano có thể được đưa vào cơ thể người để cắt bỏ các khối u ở những khu vực mà các phương pháp y học truyền thống không thể thực hiện được.
Người ta nói vậy thôi còn chán mới áp dụng vào thực tế đc. Chắc phải chờ đến đời con cháu chúng ta mới ai bị ung thư nữa
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 04:17:46 PM
Tính siêu dẫn ở nhiệt độ cao!
Như các bạn đã biết khi nhiệt độ tăng, các chất dẫn điện (thông thường) có điện trở tăng (trừ chất bán dẫn). Tức là khả năng dẫn điện giảm. Tuy nhiên một số vật liệu Nano mới lại có tính chất hoàn toàn khác so với tính chất trên.
Một nhóm nghiên cứu ở Đức vừa phát hiện ra sự tồn tại của các cấu trúc đặc biệt có dạng các dải kích cỡ nanomet (Nanostripe) trong hợp chất siêu dẫn nhiệt độ cao làm từ gốm SmBaCuO. Nhiều nhà vật lý tin rằng cấu trúc này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra tính siêu dẫn, trong khi cũng có nhiều nhà vật lý khác chưa đồng ý với giả thiết này. Kết quả mới này không chỉ gây ra những cuộc tranh luận sôi nổi mà còn làm sáng tỏ nhiều vấn đề liên quan đến nguồn gốc của tính siêu dẫn nhiệt độ cao- một vấn đề vẫn còn là một trong những bí ẩn lớn nhất của vật lý trong 2 thập kỷ qua.Hầu hết các vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao dạng gốm hiện nay thường chứa các mặt song song ôxyt đồng (CuO) với các nguyên tố khác bị kẹp giữa các lớp này. Các nguyên tử đồng nằm trên một ô mạng hình vuông và điện tích được vận chuyển bởi các lỗ trống nằm ở vị trí ôxy. Các đo đạc tán xạ tia X trước đây trên vật liệu gốm siêu dẫn YBaCuO đã chỉ ra rằng phổ chứa các vạch khuếch tán đặc trưng được cho là sự hình thành của các dải trong các mặt ôxit đồng. Nhiều nhà vật lý tin rằng các dải này sẽ tạo ra các kênh vận chuyển cho dòng điện siêu dẫn.
Tuy nhiên, năm 2004, các nhà nghiên cứu ở Đức lại phát hiện ra rằng các đặc tính này có nguồn gốc là do các sai lệch ở vị trí ôxy. Đồng thời với các kết quả này, một nhóm nghiên cứu độc lập ở Mỹ cũng quan sát thấy các đômen kích thước nano, và giả thiết là siêu cấu trúc giống như được quan sát bởi nhóm ở Đức. Các kết quả này cho thấy là các dải điện tích có thể không đóng vai trò cho khả năng vận chuyển dòng điện siêu dẫn của các chất siêu dẫn nhiệt độ cao.
Mới đây, Michaeal Koblischka cùng các cộng sự ở Đại học Saarland (Saarbruecken, Đức) đã quan sát thấy các cấu trúc có dạng các dải ở kích thước nanomet trong hợp chất SmBaCuO. Hình ảnh quan sát bằng kính hiển vi đường hầm cho thấy các dải này hầu như song song với nhau ở những khoảng dài tới vài micron, và đôi khi tạo ra những gợn sóng. Các nhà nghiên cứu cho rằng những cấu trúc này có thể đóng vai trò là các "vùng ghìm giữ" (Pinning Sites) nhờ tính tuần hoàn ở kích thước rất nhỏ (chỉ cỡ từ 10 đến 60 nm). Đây là các kích thước lý tưởng của vùng để tạo ra mật độ dòng tới hạn cao thậm chí ở nhiệt độ 77o K.
Nhóm của Koblischka cũng quan sát thấy các dải này trong các đơn tinh thể SmBaCuO. Các quan sát chi tiết bằng kinh hiển vi lực nguyên tử (AFM) cho thấy các dải nano này được hình thành bởi các chuỗi riêng biệt của các cụm nano (Nanocluster) từ các ô đơn vị.
Koblischka nhận định: "Mặc dù nguyên nhân của sự cải thiện tính chất siêu dẫn này vẫn chưa được làm sáng tỏ, nhưng sự xuất hiện của các dải nano có thể sẽ là chìa khóa mở ra những hiểu biết mới".
Các nhà vật lý cũng dự đoán là điều khiển các vùng ghìm giữ chạy dọc trong thể tích vật thể có thể giúp cho việc cải thiện mật độ dòng tới hạn còn lớn hơn, đặc biệt ở trong từ trường cao.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 04:24:50 PM
Chế tạo transito bằng vật liệu nano
Các nhà nghiên cứu của trường Đại học California, Berkeley, Mỹ, vừa phát minh ra một biến thể về transitor điện tử tiêu chuẩn, sáng tạo ra một transitor “nano lỏng” đầu tiên, cho phép họ có thể điều khiển được chuyển động của các ion xuyên qua các kênh chứa nước có kích cỡ hạ vi.
Nhóm nghiên cứu, gồm Arun Majumdar và Peidong Yang, kỹ sư hóa học và cơ học, dự đoán rằng, chính vì các transitor điện tử đã trở thành bộ phận chính của các bộ vi xử lý và các mạch tích hợp, nên các transistor nano lỏng cũng sẽ trở thành bộ phận quan trọng của các bộ xử lý phân tử, cho phép chất hóa học cực nhỏ gắn trên một con chíp hoạt động được mà không cần đến những bộ phận chuyển động. Sẽ không còn cảnh các van bị tắc, các bơm phun và các máy trộn bị kẹt.
Arun Majumdar giải thích, một transitor giống như một cái van, nhưng sử dụng điện để mở hoặc đóng nó. Ở đây, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một điện áp để mở hoặc đóng một kênh ion. Hiện nay nhóm đã cho thấy có thể tạo ra khối kiến tạo này, họ có thể móc nó vào một con chip điện tử để điều khiển các dòng chất lỏng.
Một ứng dụng mà nhóm đang khám phá là chẩn đoán ung thư. Trên lý thuyết, một con chip phân tích hóa chất cỡ nano có thể phân tích một dung lượng nhỏ tới 10 tế bào ung thư và tìm ra các chất báo hiệu protein để mách bảo cho các bác sỹ những biện pháp chữa trị căn bệnh ung thư tốt nhất. Majumdar cho biết, đây là một phương pháp lý tưởng để mở các tế bào ra và nhận dạng các protein hay enzym bên trong. Tiểu sử của một enzym sẽ cho các bác sỹ biết rất nhiều thông tin về dạng ung thư, đặc biệt là ở giai đoạn đầu của căn bệnh khi mới chỉ có một vài tế bào rải rác.
Yang, người xây dựng nên một loại biến thể transitor bằng cách sử dụng các ống nano, cũng đánh giá cao các khả năng tính toán của linh kiện này.
Nhắc tới các transitor hiệu ứng trường bán dẫn ôxit kim loại (MOSFETs) được sử dụng ở hầu hết các con chip vi xử lý ngày nay, ông cho biết, có thể còn lâu mới có khả năng thương mại hóa, nhưng nhóm đang xem xét xem liệu có thể thực hiện các hoạt động bằng các transitor nano lỏng giống như có thể thực hiện với MOSFETs. Ông nói “Sử dụng các phân tử để xử lý thông tin sẽ cho ta một linh kiện xử lý thông tin khác biệt một cách cơ bản”.
Majumdar, Yang và các đồng nghiệp đã công bố thành công của họ, sản phẩm của 3 năm nỗ lực, trên tạp chí Nanoletters.
Majumdar cho biết, một lợi thế lớn của các transitor nano lỏng là chúng có thể được chế tạo bằng cách sử dụng công nghệ chế tạo giống như công nghệ sản xuất các mạch tích hợp ngày nay. Các kênh nano lỏng sẽ được tích hợp với linh kiện điện tử trên một con chíp silic đơn, với các linh kiện điện tử điều khiển hoạt động của các dòng nano lỏng. Các bộ phận có cỡ micro duy nhất của linh kiện là các kênh micro để bơm chất lỏng.
Nhóm nghiên cứu đã xây dựng một kênh cao 35 nano mét giữa hai đĩa silic diôxit, sau đó đổ đầy kênh này bằng nước và muối clorua kali. Họ cho thấy bằng cách cho một điện áp xuyên suốt kênh này bằng các thiết bị điện cực gắn với những chiếc đĩa này, họ có thể đóng dòng ion kali xuyên qua dòng nước. Việc làm này giống với việc điều khiển dòng electron xuyên qua một transitor bằng phương tiện là một điện áp cổng. Những cách điều khiển ion này không có khả năng thực hiện thông qua các kênh cực nhỏ bởi vì các ion ở chất lỏng nhanh chóng di chuyển về các đĩa và làm mất điện áp, về cơ bản là che chắn phía bên trong chất lỏng khỏi ảnh hưởng của điện trường. Tuy nhiên, các kênh có bề ngang nhỏ hơn 100 nano mét quá nhỏ đến nỗi việc bảo vệ này không diễn ra, vì vậy các ion ở khối chất lỏng có thể bị dòng điện áp đẩy hoặc kéo.
Nếu các ion là các protein, chúng sẽ bị đưa qua lại xuyên qua các kênh được kẻ thành vạch bằng các kháng thể huỳnh quang để dò ra hoặc cảm nhận ra. Nếu các ion là các mảnh của ADN thì chúng sẽ được phân loại và được sắp xếp theo trình tự. Trên thực tế, các tác giả cho biết, bất cứ một cảm ứng phân tử sinh học cực nhạy nào thấp xuống mức độ của một phân tử đơn cũng có thể được thực hiện bằng các transitor nano lỏng. Họ chứng minh rằng các mảnh ADN được tích điện, dán nhãn có thể được điều khiển trong transitor của chúng.
Yang, một chuyên gia trong việc tạo ra các tia lade cỡ nano, các ống, các dây và các thiết bị khác, sáng tạo ra một phiên bản transitor bằng cách sử dụng các ống nano có chu vi 20 nano mét, đã chứng minh rằng dạng xử lý phân tử giống như vậy có thể thực hiện được với các cấu trúc đổi mới này. Trong khi Majumdar dự đoán việc đặt các transitor điện tử và nano lỏng lên cùng một con chip sẽ tạo ra sự điều khiển máy tính bằng quá trình xử lý hóa chất, thì Yang dự đoán tính năng tính toán và xử lý hóa chất được thực hiện bằng những kênh nano lỏng giống như vậy. Ông cho biết, với các ống nano, có thể tiếp cận thêm nhiều kích thước nhỏ hơn so với việc chế tạo nano thông thường, nhưng về mặt tích hợp, thì sẽ khó khăn hơn. Trong tương lai, cả hai phương pháp xử lý đều có lợi ích căn bản và cuối cùng các linh kiện sẽ kết hợp cả hai.
Majumdar và Yang thừa nhận rằng cần tiến hành thêm nhiều công trình nghiên cứu nữa, bao gồm cả việc tìm hiểu về các hiệu ứng bề mặt bên trong các kênh nano lỏng. Hơn nữa, điện áp đòi hỏi để đóng dòng ion hiện nay là 75 von, quá cao đối với bất cứ một mạch tích hợp nào ngày nay. Nhưng nhóm nghiên cứu sắp sửa công bố những nghiên cứu sâu hơn về công nghệ này. Họ hy vọng sẽ khắc phục được khoảng thời gian chậm chễ giữa việc phát minh ra transistor vào năm 1947 và việc sáng tạo ra mạch tích hợp đầu tiên vào năm 1960. Majumdar cho biết, nhóm muốn là những người đầu tiên xây dựng nên những mạch tích hợp với chỉ 3 transitor có khả năng phân loại và tách, giống như một bộ xử lý 2 hay 3 bit có thể truyền đồng thời nhiều nguồn tin trong một kênh và định danh tính.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 25, 2008, 04:29:04 PM
Sơn tự làm sạch!
Ngày xưa khi học hóa học.Các thày cô đã nói với tôi rằng vật liệu nano có tính chất rất đặc biệt. Tính chất đặc biệt đầu tiên mà tôi biết đó là "khả năng tự làm sạch". Khả năng tự làm sạch có thể được ứng dụng trong công nghệ sơn, làm kính của các toàn nhà cao tầng...
Một tấm gương kỳ lạ. Cùng chịu hơi nước nhưng phía bên trái thì bị mờ đi, trong khi phía bên phải người dùng vẫn soi rõ mặt. Sở dĩ có điều kỳ diệu đó là nhờ phía bên phải gương đã được phủ 1 lớp sơn quang xúc tác Titan dioxide, còn gọi là sơn Nano. Vậy các bạn nghĩ sao khi loại sơn Nano vừa có tác dụng diệt khuẩn, vừa có khả năng tự làm sạch, khả năng chống mờ do hạt nước và khả năng chống mọc rêu, mốc trên bề mặt vật được sơn do chính các nhà khoa học Việt Nam chế tạo?
Loại sơn này là 1 dạng dung dịch chứa vô số các tinh thể dioxide có kích cỡ cực nhỏ, chừng vài chục nanomét. Dưới tác động của tia cực tím trong ánh sáng mặt trời, những tinh thể Titan dioxide nhỏ chỉ bằng 1 phần 2000 lần sợi tóc này sẽ hoạt động như 1 chất xúc tác để phân huỷ bụi, rêu, mốc và chống đọng nước trên bề mặt vật liệu. Tiến sỹ Trần Thị Đức - trưởng nhóm chế tạo sơn Nano thuộc Viện Vật lý Ứng dụng và Thiết bị khoa học, cho biết: "Khi hạt TiO2 đưa xuống kích cỡ Nano thì nó có những đặc tính đặc biệt, cụ thể như tính chất quang xúc tác phân huỷ các chất hữu cơ hoặc có những đặc tính không tạo những giọt nước trên bề mặt - đó là những đặc tính quý để tạo ra những vật liệu làm sạch. Vì vậy nếu chúng ta tạo ra được sơn Nano phủ lên các bề mặt thì dưới tác dụng của ánh sáng sẽ có khả năng diệt khuẩn, chống rêu mốc, tự làm sạch...".
Trong vòng 1-2 năm trở lại đây, chúng ta đã được nghe khá nhiều về các loại sơn xe ô tô cực bóng, các loại cửa kính tự làm sạch, nhữngvà các loại pin dùng cho điện thoại di động (ĐTDĐ) có thời gian hoạt động thật lâu... Hầu hết chúng đều được chế tạo trên cơ sở công nghệ Nano và bản quyền sản xuất đều thuộc về những phòng thí nghiệm của các nước có nền khoa học công nghệ tiên tiến.
Vào thời điểm nghiên cứu đề tài này những năm 2000 - 2001, trên thị trường lúc đó đã có bán bột Titan dioxide Nano ngoại nhập. Song đó chỉ là Titan dioxide thương mại, nhiệm vụ của các nhà khoa học VN là phải tìm cho ra bí quyết phân tách các cục bột này xuống kích cỡ Nano và làm sao để có thể tự chế chất kết dính vô cơ thích hợp để tạo thành dung dịch sơn. Nhóm đã phải mất hàng năm trời với vô số những cuộc thí nghiệm thất bại. Rồi thành công cũng đến. Ban đầu, kích cỡ tinh thể mà nhóm tạo ra là vài trăm Nanomet. Sau đó, họ hoàn thiện dần công nghệ và thu nhỏ kích thước tinh thể xuống chỉ còn khoảng vài Nanomet.
Cũng cần nói thêm rằng: việc sử dụng bột Titan dioxide thương mại chỉ cho phép tạo ra các loại màng trắng đục, có tác dụng diệt khuẩn, diệt nấm mốc và khử mùi. Do vậy, nhóm nghiên cứu phải tìm một con đường khác: đi từ các phân tử chứa titan, chất ổn định và chất kết dính vô cơ để khi phản ứng với nhau chúng tạo ra tinh thể Titan dioxide cỡ nano dạng huyền phù. Đó chính là loại sơn quang xúc tác PSA-01. Khi được xịt lên bề mặt vật liệu ở nhiệt độ phòng, sơn tạo ra màng mỏng TiO2 trong suốt, bám dính tốt lên bề mặt vật liệu.
Với những đặc tính riêng, sơn quang xúc tác Titan dioxide đang được xem là cuộc cách mạng về công nghệ. Quan trọng là thế, nhưng có đến phòng thí nghiệm nơi làm ra sản phẩm sơn Nano của Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học mới thấy hết sự khó khăn về điều kiện làm việc của các nhà khoa học. Các mẫu vật liệu thì được bảo quản trong hộp đựng bánh, dung dịch TiO2 được giữ trong vỏ các chai nước suối Lavie, kết quả thí nghiệm được cất trong vỏ hộp chè Lipton, thiết bị phun xịt sơn thì được tận dụng từ 1 chiếc máy dùng để rửa xe máy... Bồn rửa xuống cấp đến mức không thể sử dụng. Thiết bị đắt tiền nhất trong phòng thí nghiệm chỉ là 1 cái cân điện tử có giá trị khoảng hai chục triệu đồng. Các nhà khoa học của Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học vẫn đang phải tiếp tục phát huy nội lực để đưa sơn Nano thành 1 sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Hoàng Diệu trong Tháng Một 25, 2008, 04:45:53 PM
Sản xuất nhiệt điện bằng sợi nano silic

Rất nhiều công trình nghiên cứu hướng đến việc sản xuất sợi nano bán dẫn dùng trong các thiết bị điện cần thiết cho nhiều lĩnh vực như năng lượng, điện, y tế, … Tuy nhieen, phương pháp tổng hợp thường tương đối phức tạp, khá “đắt đỏ” và rất khó đưa vào áp dụng với số lượng lớn trong sản xuất công nghiệp.
Một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Berkeley (California) vừa đề xuất một phương pháp khá thú vị để tạo ra sợi nano silic bằng phương pháp “điện giải”. Đó là cơ chế khá quen thuộc của các nhà điện hoá cho phép hòa tan và để lắng vật liệu bằng phương pháp điện hóa mà người ta không đặt một dòng điện từ bên ngoài tạo ra phản ứng oxi hóa-khử tự động ở ngay trong dung dịch. Trong trường hợp trên có sự dịch chuyển kích thích bằng dòng điện một chiều từ silic dẫn đến giảm bớt ion trên bề mặt khuôn mẫu. Phương pháp này đơn giản chỉ cần nhúng một tấm silic thẳng hàng vuông góc với tấm silic kia. Đường kính các sợi silic dao động từ 20-30nm (nanomét), nét đặc trưng của sợi nano này thể hiện ở chỗ là có vách ngoài tương đối sần sùi, trái với những gì người ta thu được bằng những phương pháp sản xuất khác.
Nét đặc trưng đó gây rất nhiều chú ý vì sợi nano silic đặc biệt này là nguồn gốc củng cố quan trọng (nhân tố thứ 100) trong tính chất nhiệt điện của sợi nano. Thật vậy, tính dẫn điện tốt gần bằng so với các sợi đang được sử dụng, khi đó tính dẫn nhiệt của chúng giảm mạnh đến gần bằng nhiệt độ môi trường, có thể áp dụng kết quả trên để nâng cao mạnh mẽ giá trị hiệu năng trong sản xuất nhiệt điện. Mặc dù nguồn gốc của hiệu ứng trên vẫn chưa được hiểu cặn kẽ hoàn toàn nhưng người ta thu được vật liệu dễ chế biến bởi phương pháp trên và cuối cùng là vật liệu đó đủ rẻ để có thể khai thác dùng cho ngành năng lượng nhiệt điện.
Hiệu năng trao đổi nhiệt điện được đo bởi những nhà nghiên cứu của đại học Berkeley vẫn còn chưa làm họ hài lòng, nhưng họ nghĩ rằng có thể áp dụng điều đó một cách lạc quan trên nhiều nhân tố, ví dụ như đường kính của dây nano (có thể giảm đến dưới 50nm), độ sần sùi của bề mặt dây đó, hay sự thêm chất hoạt hoá silic.



Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 26, 2008, 08:31:38 AM
Xe ôtô sử dụng công nghệ nano
Ngành công nghiệp ôtô đánh giá nano sẽ là một trong những lĩnh vực làm biến đổi cấu trúc xe hơi trong tương lai. Ngày càng có nhiều sản phẩm ứng dụng công nghệ nano ra đời và thu hút sự quan tâm của những hãng xe hàng đầu.
Tôi thấy một chương trình rất hay cho các phụ kiện về xe rất thích hợp cho xe hơi tại VN. Đó là công nghệ Nano dùng để chống bám bụi lên xe và giữ xe luôn luôn sạch

Vào những năm 80 của thế kỷ trước, nhờ phương pháp và thiết bị khoa học hiện đại, các nhà khoa học đã chế tạo thành công vật chất có kích thước ở quy mô phân tử, nghĩa là chỉ bằng một phần một tỷ mét và đặt tên cho chúng là "nano". Trong tiếng Hy Lạp, “nano” nghĩa là “nhỏ xíu” và một sợi tóc người cũng lớn hơn 50.000 lần so với một nano.

Vật liệu nano áp dụng trong ngành công nghiệp ôtô một cách hiện thực và rõ ràng nhất khi Mercedes-Benz giới thiệu công nghệ sơn mới, chứa những hạt sứ kích cỡ một vài nano năm 2004. Sau khi ngâm qua dung dịch, đến giai đoạn sấy, loại sơn này tạo nên lớp sứ cứng, mỏng hơn 100 lần so với sợi tóc. Các nhà nghiên cứu tại Mercedes đã thử nghiệm bằng cách rửa xe hàng trăm lần, công việc được cho là gây xước và làm mất sơn nhanh nhất. Kết quả cho thấy, sơn nano có khả năng giữ màu và độ bóng cao hơn 40% so với sơn thông thường.

Chuyên gia của Volkswagen, Stefan Langenfeld, cho biết, hãng xe lớn nhất châu Âu này đang tiến hành thử nghiệm loại sơn trơn và bóng đến mức bụi bẩn có thể trượt trên bề mặt. Thậm chí xa hơn nữa, các nhà nghiên cứu còn chế tạo ra loại sơn tự “làm lành” vết xước hay tự đổi màu. Bên cạnh đó, tập đoàn này cũng phát triển công nghệ kính nano, có khả năng “lọc” nhiệt và loại bỏ các ảnh hưởng tia cực tím khi xe đỗ ngoài trời, hay kính hậu tự động tối đi khi đèn pha xe sau chiếu vào.

Công nghệ nano có thể giúp tạo nên các vật liệu triệt tiêu ma sát xuất hiện giữa các phần chuyển động, giảm lượng dầu nhờn và tăng tuổi thọ động cơ. Theo Stefan Langenfeld, tăng cường độ an toàn, cải thiện hiệu suất cháy và tạo ra lợi ích cho khách hàng là nguyên nhân mà Volkswagen tập trung phát triển công nghệ nano.

Còn General Motors, hãng xe lớn nhất thế giới đã hiện thực hoá phần nào trong số những ý tưởng về công nghệ nano trong tương lai. Hai mác xe GMC Safari và Chevrolet Astro là những sản phẩm thương mại đầu tiên có ngoại thất sử dụng nanocomposite. Các kỹ sư GM không phát triển vật liệu nano độc lập mà chỉ thêm chúng vào nhựa truyền thống nhằm gia cường tính bền và khả năng chịu nhiệt.

Công nghệ nano thực sự tạo nên làn sóng mới trong chiến lược của các hãng xe hàng đầu. Viện nghiên cứu công nghệ và tiêu chuẩn Hoa Kỳ gọi công nghệ nano là “cuộc cách mạng tạo nên những sáng tạo mới trong các sản phẩm công nghiệp và dịch vụ”. Hiện có khoảng 1.700 công ty và 34 quốc gia đang tập trung nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano trên quy mô thương mại.

Khi các điều luật về môi trường, quy trình tái sinh hay an toàn ngày càng chặt chẽ thì công nghệ mới mà đặc biệt là nano sẽ đóng vai trò quyết định. Chính phủ các nước đã bỏ ra những khoản tiền lớn để đầu tư vào nghiên cứu công nghệ mang tính chiến lược này. Tổ chức nghiên khoa học Hoa Kỳ, NSF (National Science Foundation) dự đoán, công nghệ nano sẽ tạo nên khoảng 1.000 tỷ USD kinh doanh thương mại trong 10 hay 15 năm nữa. Năm 2006, các quốc gia sẽ chi khoảng 2,36 tỷ USD vào công nghệ nano. Năm ngoái, ngân quỹ liên bang Mỹ đã chi ra 847 triệu USD mà cựu tổng thống Bill Clinton duyệt năm 2000 để nâng cao ứng dụng công nghệ nano trong y tế, vật liệu, công nghệ thông tin, công nghệ môi trường và tất nhiên, không thể thiếu ngành công nghiệp xe hơi.
Tiêu đề: Re: Công nghệ nanô sẽ cứu giúp thế giới hay chỉ là một sự khoa trương?
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 26, 2008, 08:40:14 AM


Mặt trái của công nghệ nano – Ô nhiễm nano
     
"Khi chất ô nhiễm loại này ngấm vào máu hoặc nước ngầm thì dù bản thân các hạt nano không gây nguy hiểm, chúng cũng có thể phản ứng với những chất khác có hại", Kathy Jo Wetter, nhà nghiên cứu của tổ chức môi trường ETC (Canada), nói.

Việc sản xuất hạt nano trong tương lai đã không được nghiên cứu kỹ, xét về mặt ảnh hưởng của chúng đối với môi trường và sức khoẻ. Bà Wetter lo ngại: "Chuyện gì sẽ xảy ra nếu các hạt siêu nhỏ do con người tạo ra tích tụ trong gan hoặc phổi?".

Bà Wetter cho biết thêm, ống carbon cỡ nano (carbon nanotube) mà người ta cho rằng có thể thay thế silicon trong các transistor siêu nhỏ rất giống sợi amiăng độc hại. Mặc dù một số thí nghiệm trên chuột và lợn cho thấy khả năng sợi carbon ảnh hưởng xấu đến con người cực kỳ thấp, nhưng bà và nhiều nhà nghiên cứu khác cho rằng chúng có thể gây hại cho phổi. Theo nguồn tin không chính thức, thí nghiệm của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ chỉ ra rằng một con chuột đã chết sau khi tiếp nhận lượng lớn bóng carbon vào phổi.

ETC cũng chỉ ra những nguy cơ khác có liên quan đến sức khoẻ con người. Việc thử nghiệm các hạt nano với tư cách chất dẫn thuốc trong máu để điều trị ung thư và một số bệnh khác cho thấy chúng có thể dễ dàng phát tán độc tố, ảnh hưởng xấu đến não bộ.

Ngoài ra, tổ chức này còn cảnh báo về tác hại của những loại thức ăn sử dụng công nghệ nano trong tương lai. Chúng có thể thay đổi màu sắc, mùi vị và bắt người ăn phải tiêu hoá hàng triệu, thậm chí hàng tỷ hạt nano. Rick Smalley, nhà nghiên cứu công nghệ nano từng đoạt giải thưởng Nobel, cho rằng Cơ quan quản lý dược và thực phẩm Mỹ cần nghiên cứu vấn đề này đầu tiên.

Hạt nano nhỏ đến mức chúng lọt qua hầu hết các bộ lọc và không thể nhìn thấy được. Người ta tin rằng một số dạng hạt như carbon nanotube không tồn tại trong tự nhiên. Hiện chưa có máy dò hoặc bộ cảm biến nào tìm ra một số dạng hạt nano bên ngoài phòng thí nghiệm.

ETC đang yêu cầu chính phủ các nước tạm dừng việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano cho đến khi những vấn đề liên quan đến môi trường và sức khoẻ được làm rõ.

Ở Mỹ, Cơ quan bảo vệ môi trường liên bang sẽ tiến hành một số nghiên cứu về lĩnh vực này trong năm nay dù chưa được rót ngân sách. Bộ Nông nghiệp cùng Cơ quan quản lý dược và thực phẩm nước này dự định xem xét vấn đề nông nghiệp và lương thực trong một hội thảo về công nghệ nano tổ chức vào tháng 11 tới.

Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học cho rằng những nguy cơ kể trên chưa được chứng thực mà chủ yếu dựa vào suy đoán. Công nghệ nano được sử dụng chủ yếu trong sản xuất chip máy tính, máy bay và trong ngành xây dựng. Việc này liên quan đến những chất đã được biết rất rõ như carbon, kẽm, vàng..., chúng có thể có độc tính hoặc không. Công cụ mới cho phép nhà nghiên cứu thay đổi những vật liệu này ở cấp nguyên tử, nơi các hạt được tính bằng đơn vị nanomét (1 phần tỷ mét).

"Có thể xuất hiện tác động phụ. Một số chất có khả năng gây hại. Nhưng điều này chỉ xảy ra với các hạt có kích thước lớn và ở những ngành khác. Mặt trái của công nghệ là không đáng kể so với những lợi ích mà nó đem lại", cố vấn cao cấp về công nghệ nano của Tổ chức Khoa học Quốc gia (Mỹ), Mihail Roco, nhận định.

Hiện nay, một số công ty đã bắt tay vào sản xuất hạt nano dùng trong sơn, kính che nắng và ống carbon trong công nghiệp điện tử. Tập đoàn Mitsubishi (Nhật Bản) tuyên bố chuẩn bị sản xuất carbon nanotube trên quy mô công nghiệp. Các ống carbon này có thể được sử dụng trong nhiều loại hàng hoá như: transistor, mỹ phẩm, vỏ điện thoại di động, cửa xe hơi... Công nghệ nano cho phép tạo ra máy tính đủ nhỏ để đeo vào cổ tay cũng như các vật liệu giúp giảm đáng kể khối lượng của máy bay, cầu cống...

Chính phủ Mỹ rất quan tâm đến công nghệ nano. Năm nay, ngân sách liên bang dành 604 triệu USD cho công tác nghiên cứu công nghệ này, trong khi đó những nước còn lại chi khoảng 4 tỷ USD.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 26, 2008, 04:37:15 PM
Hạt nano vận chuyển chất độc
Như các bạn đã biết, vấn đề nhức nhối của Hà Nội nói riêng và các thành phố lớn có sông hồ chảy qua nói chung, đó là vấn đề ô nhiễm nguồn nước. Các hạt nano có thể đảm nhận được nhiệm vụ làm sạch các loại chất bẩn, chất độc hại này ra khỏi nguồn nước được hay không?

Nước thải từ khu công nghiệp, các thành phố lớn mang theo một lượng lớn kim loại, dưới dạng các hạt nano nhỏ xíu. Chúng tụ lại thành các đám bọt xốp trắng, trôi theo dòng nước. Nhờ đó, độ độc hại được phân tán, và theo thời gian, sẽ được thiên nhiên hóa giải.

Một nhóm nghiên cứu của Đức, Thụy Sĩ, Mỹ, mới đây đã tìm ra thành phần hóa học và lý giải được sự xuất hiện của các đám bọt này. Về thành phần, một hạt nano nhỏ trong đám bọt luôn bao gồm các thành phần chính là các nguyên tử nhôm, ôxy và hydro, với tỷ lệ: 13 nhôm, 40 ôxy và 48 hydro.

Các hạt nano này cuốn theo những nguyên tử kim loại nặng và độc hại như chì, sắt, niken... Chúng tạo thành một hỗn hợp trắng, xốp, trôi theo dòng chảy. Chúng giúp vận chuyển chất độc tồn đọng ở các khu công nghiệp và phân tán nó xuống hạ lưu các dòng sông. Nhờ vậy, các khu vực công nghiệp không bị nhiễm độc nặng.

Theo các nhà khoa học, nếu điều chỉnh được sự chuyển động của các đám hạt nano, người ta có thể hướng chất độc vào một khu vực nhất định, như một bãi thải cách xa khu dân cư. Tuy nhiên, đây sẽ là việc không đơn giản, vì các hạt nano này xuất hiện và di chuyển không theo quy luật nào cả.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 26, 2008, 04:43:11 PM
Virus biến đổi gene
[/color]
Các bạn chắc sẽ thắc mắc tại sao tôi lại đưa bài này vào đây? Sau khi đọc xong các bạn sẽ hiểu ngay thôi, đừng thắc mắc vội nhé!

Nếu lý thuyết của Cambrios đúng, chip bán dẫn trong tương lai sẽ không còn là kết quả của quá trình chế tạo nữa. Chúng sẽ được... nhân giống! Hãng này đang sử dụng một phương pháp cho phép chế tạo bán dẫn và các thiết bị máy tính bằng cách kết hợp các chất vô cơ như catmi sunfit với cả một thư viện protein hữu cơ khổng lồ.

Trong đa số các tình huống, kết hợp kim loại với một virus hoặc vi khuẩn sống, không dẫn đến những bước đột phá. Song đôi lúc, phản ứng hoá học giữa một hợp chất kim loại với một protein có trong sinh vật có thể tạo ra... tinh thể hoặc phim.

Mike Napp, giám đốc điều hành Công ty Cambrios, nói: “Vô số, xét cho cùng, cũng chỉ là kết quả phản ứng giữa phấn với các loại protein có thể mà thôi. Đó là đường đi của sự tiến hoá. Bạn thử qua các sự lựa chọn và tìm xem cái nào phát huy hiệu quả. Protein có thể làm thay đổi vật chất. Chúng ta sẽ không thể tồn tại với tư cách con người nếu protein của chúng ta không thay đổi từng nguyên tố vật chất một”.

Hé mở cửa nhờ... công nghệ nano

Từ lâu, giới nghiên cứu đã đề cập đến phương pháp ứng dụng tự nhiên vào chế tạo chip, song những bước tiến thực tế gần đây của công nghệ nano mới có thể đưa ý tưởng này đến gần với hiện thực hơn bao giờ hết. Hãng nghiên cứu Nanomagnetics của Anh đang thử nghiệm cách chế tạo bộ nhớ tí hon, đồng bộ từ các tế bào protein và... huyết tương bò. Hãng Matsunutsa (Nhật Bản) cũng đang tiến hành những cuộc nghiên cứu tương tự. Nhiều hãng khác lại tìm cách áp dụng khả năng quang hợp của thực vật vào sản xuất năng lượng.

Ở góc độ kinh viện, Trường đại học Bristol (Anh) đã thành lập Trung tâm Hoá học Cấu tạo Vật chất dưới quyền lãnh đạo của giáo sư Steven Mann, người đi tiên phong trong lĩnh vực này từ đầu thập niên 1990. Cũng trong tuần này, bang Montana (Mỹ ) đã tổ chức một cuộc hội thảo về sinh khoáng hoá. “Ngay lúc này, mọi nghiên cứu chủ yếu vẫn dừng lại trong các phòng thí nghiệm và học viện. Người ta đang dốc sức để có thể đưa chúng vào ứng dụng.’’ - Eric Mayes, giám đốc Nanomagnetics nói.

Dù chỉ có cả thảy tám nhân viên, Cambrios vẫn là một trong những công ty đi đầu trong nghiên cứu về vật chất sinh hoá. được sáng lập bởi hai người tiên phong khác là Angela Belcher - Giáo sư khoa học vật liệu Viện Công nghệ Massachusets và Evelyn Wu - Giáo sư điện tử và máy tính của đại học California, mới đây Cambrios đã nhận được 1,8 triệu USD vốn ban đầu từ Arch Ventures, Alloy Venture và Viện Sinh học Oxford.

Đãi cát tìm vàng

Cách thức làm việc của Cambrios hoàn toàn có thể so sánh với câu thành ngữ cổ: “Đãi cát tìm vàng”. Giai đoạn đầu tiên: họ tạo ra hàng tỷ biến thể gien ngẫu nhiên của loại sinh vật diệt khuẩn E. Coli. (Các nhà khoa học thích làm việc với vi khuẩn E.Coli vì sự quen thuộc và “dễ hiểu” của nó).

Một con vi khuẩn bị biến đổi gien chỉ tạo ra một loại protein mới. Song với số lượng hàng tỷ con vi khuẩn thì số lượng protein mới thu được là rất lớn. Các nhà nghiên cứu khi đó sẽ kiểm tra cả cái thư viện protein khổng lồ này tương tác và phản ứng như thế nào với một vật chất lạ, thường là các chất kim loại khác nhau.

Do số lượng virus và loại protein do chúng tạo ra khổng lồ như vậy, nên người ta không thể cho kim loại tác dụng với từng loại protein một theo kiểu “gặp riêng giao lưu kín’’. Thay vào đó, kim loại được tiếp xúc với tất cả các protein khác nhau cùng lúc. Những protein nào không dính vào hay không phản ứng sẽ bị đào thải.

Những thí nghiệm sàng lọc tiếp theo sẽ mang đến những kết quả thú vị nhất. Kết quả cuối cùng quả thực là muôn hình muôn vẻ: cùng một vật chất vô cơ có thể tạo ra vô vàn các dòng tinh thể khác nhau, nhờ những thay đổi trong protein vi khuẩn. Tạo ra chất mới từ phản ứng hoá học giữa một tế bào protein với kim loại trong điều kiện có thêm xúc tác không xa lạ gì với những ai từng làm thí nghiệm môn hoá trong trường phổ thông. Tuy nhiên, điểm khác biệt căn bản nhất là đa số mọi người đã không liên tưởng đến vai trò của protein trong quá trình này, mà chỉ chăm chăm nhớ về khoáng chất vô cơ và các nguyên tố.

“Mặc áo” cho vi khuẩn

Một phương pháp thứ hai là kết hợp vật chất vô cơ với các biến thể của một loại virus hình ống có tên M13, dài 880 nanomet và đường kính 6 nanomet. Thay vì cố tạo ra một hợp chất thứ ba, các nhà nghiên cứu lại tìm cách kiểm tra xem chất vô cơ có thể tạo thành lớp vỏ bao bọc bên ngoài virus hay không. Hiểu về bản chất, họ đang cố tạo ra những phiên bản hoá thạch của con virus đó. Quá trình này một ngày nào đó sẽ có thể vận dụng để sản xuất dây nano. (Dây nano là một chuỗi nguyên tử thường làm từ silicon nguyên chất, có thể dùng để dẫn điện hoặc ánh sáng.)

Trong tương lai, người ta cũng có thể vận dụng phương pháp thứ hai để tạo ra dây nano từ nhiều loại vật chất khác nhau, hay thậm chí là dây nano tổng hợp kiểu nhựa composite. Chẳng hạn như hồi tháng Giêng vừa qua, Phòng thí nghiệm của Belcher đã cho ra đời loại dây nano làm bằng... catmi sunfit vậy.

Cả hai phương pháp nói trên, “đãi cát tìm vàng’’ và “hoá thạch’’ vi khuẩn đều được phản ánh rút ra trong cái tên Cambrios, xuất phát từ kỷ Cambrian thời cổ đại. Kéo dài từ năm 543 triệu đến 490 triệu trước CN, kỷ nguyên này đã chứng kiến một khối lượng dồi dào, phong phú các dạng sự sống mới hình thành. Rất nhiều hoá thạch ngày nay mà chúng ta thu thập được là kết quả của kỷ Cambrian.

Giờ đây, nhiệm vụ đặt ra cho Cambrios là phải bắt tay vào phân loại và liệt kê tất cả những vật chất có thể đưa vào sản xuất đại trà và kinh doanh được. Chưa hết, hãng còn phải xây dựng một danh sách những ứng dụng tiềm năng. Phim siêu mỏng là một trong những ứng dụng như vậy. Hiện tại, ghép nối các lớp phim khác nhau luôn yêu cầu môi trường nhiệt độ cao và tiệt trùng. Phương pháp sinh học có thể giúp cắt giảm chi phí đáng kể khi cho phép nhà sản xuất tiến hành công việc này ở một nhiệt độ thấp hơn. Những hợp chất sử dụng để chế tạo thiết bị điện tử như vàng, silicon và germani, rồi từ tính như platinum cô-ban, platinum sắt cũng sẽ góp mặt.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 26, 2008, 04:59:06 PM
Vài nét về công nghệ nano
[/b][/i]
Ngày nay các cluster công nghệ cao hàng đầu trên thế giới đang tập trung vào Info - công nghệ thông tin, Bio - công nghệ sinh học và Nano - công nghệ siêu nhỏ. Vậy Nano là gì? và vì sao công nghệ Nano có thể sánh ngang tầm với công nghệ thông tin và công nghệ sinh học?

Công nghệ Nano (Nanotechnology), hay còn gọi là sản xuất phân tử, là một ngành khoa học kỹ thuật liên quan tới thiết kế và sản xuất các mạch điện tử và thiết bị cực nhỏ ở cấp độ phân tử của vật thể. Viện công nghệ Nano Anh quốc (Institute of Nanotechnology) định nghĩa Nano là "một ngành khoa học và công nghệ mà ở đó các kích thước từ 0,1nm (Nanomét) tới 100nm đóng vai trò chủ đạo". Nanomét là đơn vị đo lường vũ trụ bằng 1 phần tỷ mét. Công nghệ Nano thường đi đôi với các hệ thống vi cơ điện MEMS (micro-electromechanical systems). Các hệ thống này thường sử dụng công nghệ Nano nhưng có thể bao gồm cả các công nghệ khác ở cấp độ cao hơn phân tử.

Chương trình Nano quốc gia của Mỹ NNI định nghĩa công nghệ Nano phải bao hàm:
- Nghiên cứu và phát triển công nghệ ở cấp độ phân tử hoặc vi phân, với kích thước khoảng 1 - 100 nm.
- Tạo ra và sử dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống có các đặc tính và chức năng mới do kích thước cực nhỏ.
- Có khả năng kiểm soát và thao tác ở cấp độ nguyên tử.

Hiện nay, nghiên cứu ADN có kích thước 2,5 Nanomét trong khi hồng cầu có kích thước khoảng 2,5 micromét. Chẳng hạn Nanotube, nguồn điện tích xạ trường phong phú, một dạng mới của carbon, được Sumio Iijima tìm ra năm 1991 và được công bố năm 1995.

Việc đưa các nghiên cứu về công nghệ Nano vào sản xuất hàng loạt vẫn còn nhiều hạn chế, tuy nhiên một số sản phẩm đã nhanh chóng tiếp cận thị trường và đã có những ảnh hưởng nhất định. Năm 2000, tức là 9 năm sau, đèn jumbotron được tung ra thị trường, một loại đèn trên cơ sở Nanotube sử dụng các hạt điện tích xạ trường để bắn phá phốt pho. Đến nay, đèn được sử dụng ở nhiều sân vận động. Có thể thấy tốc độ phát triển của công nghệ này nhanh hơn trước rất nhiều khi biết rằng 23 năm là khoảng thời gian từ khi các thuộc tính bán dẫn của germanium được mô hình hóa cho đến khi sản phẩm đầu tiên, radio bán dẫn, ra đời.

Việc khám phá ra một dạng năng lượng mới ở cấp độ Nano, C60, hay còn gọi là buckyball đã đem lại cho Robert F. Curl Jr., Sir Harold W. Kroto, và Richard E. Smalley giải Nobel Hóa học 1996, mở đầu cho làn sóng nghiên cứu các đặc tính mới của C60 cũng như các vật liệu ở cấp độ Nano khác. Khoa học Nano được tạo thuận lợi bởi những tiến bộ về các thiết bị hiển vi. Giải Nobel 1986 về Vật lý đã được trao cho 3 nhà phát minh trong lĩnh vực này là Ernst Ruska, Gerd Binnig và Heinrich Rohrer. kính hiển vi quét sử dụng hiệu ứng đường ngầm STM (scanning tunneling microscope) là một trong những công cụ cho phép các nhà khoa học không những có thể quan sát mà còn thao tác được trên các hạt, các nguyên tử và tiểu phân tử ở cấp độ Nano. Khi công nghệ Nano vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm thì các hạt kích thước Nano đã được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Vật liệu kích thước Nano được sử dụng trong các ngành điện tử, sinh dược, mỹ phẩm, năng lượng, ứng dụng vật liệu và xúc tác... Các sản phẩm đem lại nhiều lợi nhuận nhất từ các hạt Nano là đánh bóng cơ hóa, băng từ, xúc tác tự động, sợi quang học... Các vật liệu Nano, có thể ở dạng bột hoặc dạng lỏng, thường được kết hợp với các vật liệu khác để tăng cường thêm các chức năng cho sản phẩm.

Các ứng dụng trong ngành điện tử bao gồm: ổ cứng máy tính, bộ nhớ từ, cảm ứng, máy dò quặng và la bàn. Như đã biết, chỉ có thể gắn các thành phần vào một chip bán dẫn ở một giới hạn nhất định. Thông thường, các vi mạch được khắc lên chíp bằng cách dùng axít bóc đi một diện tích nhỏ. Tuy nhiên, trên lý thuyết, có thể tạo ra chíp từ từng nguyên tử, giúp cho thiết bị có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với công nghệ khắc axít. Phương pháp này sẽ không tạo ra bất kỳ một nguyên tử nào không cần thiết. Dây dẫn điện công nghệ Nano (Nanowire) có thể chỉ dày 1 nguyên tử. Một cổng logic chỉ cần vài nguyên tử. Một bit dữ liệu có thể được biểu hiện bằng sự có mặt hay không có mặt của một điện tích (electron) đơn lẻ.

Công nghệ Nano hứa hẹn tạo ra thế hệ máy tính và thiết bị viễn thông mạnh hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, đáng quan tâm nhất và cũng chứa đựng nhiều nguy cơ nhất là những ứng dụng trong nghiên cứu dược. Các Nanorobot (robot cực nhỏ) có thể được sử dụng như những kháng thể được lập trình. Khi các vi khuẩn và vi rút gây bệnh liên tục biến đổi để lẩn tránh thuốc, các Nanorobot sẽ được lập trình lại để lựa tìm và tiêu diệt chúng. Một loại Nanorobot khác có khả năng tách rời và tiêu diệt tế bào ung thư.

Nanorobot là những máy cực nhỏ được thiết kế nhằm thực hiện những nhiệm vụ chuyên biệt hoặc lặp đi lặp lại với độ chính xác gần như tuyệt đối. Nanorobot cũng giống như các dạng robot khác được chia làm 2 loại: (1) robot tự động (autonomous) mang một máy tính Nano điều khiển nó và cho phép nó hoạt động độc lập; (2) robot bọ (insect) là những robot đồng nhất thuộc một nhóm robot được kiểm soát bởi một máy tính trung tâm.

Nanorobot có lợi ích đặc biệt trong ngành y. Một nhóm robot bọ có khả năng tự bắt chước (self-replication) có thể hoạt động như một loại vắc xin phòng chống bệnh tật. Các robot này thậm chí còn có tác dụng như những kháng thể hay tác nhân diệt vi rút trong người bệnh bị suy giảm miễn dịch hay đối với các loại bệnh không biểu hiện trước các công cụ kiểm tra truyền thống. Nanorobot có thể tìm kiếm và tiêu diệt các loại vi khuẩn, vi rút. Nanorobot còn có khả năng ứng dụng trong quy trình lắp ráp các hệ thống tí hon và vô cùng phức tạp. Chúng có thể hoạt động ở cấp độ nguyên tử để tạo ra các thiết bị hay các vi mạch.

Ưu thế quan trọng của Nanorobot là đòi hỏi rất ít năng lượng khi hoạt động. Bên cạnh đó, Nanorobot có thể duy trì hoạt động hàng chục năm hay thậm chí hàng thế kỷ. Các hệ thống ở kích thước Nano còn hoạt động nhanh hơn rất nhiều các hệ thống lớn hơn nhờ sự dịch chuyển nhỏ cho phép các hiện tượng cơ và điện xảy ra trong thời gian ngắn hơn với tốc độ tuyệt đối.

Lưu trữ sử dụng công nghệ Nano là giải pháp tăng triệt để khả năng lưu trữ thông qua nhiều công nghệ và từ đó thay thế các phương tiện lưu trữ hiện nay bằng các thiết bị và phương tiện có mật độ cực cao. Đang trong giai đoạn phát triển, ứng dụng công nghệ Nano này sử dụng nhiều phương thức, bao gồm cả công nghệ quang học. Dự án Millipede của IBM đã tạo ra một mẫu thiết bị lưu trữ Nano có thể viết và đọc dữ liệu giống như một chuỗi các dấu viết tay trên một tấm phim nhựa.

Dư án nghiên cứu "Millipede" của IBM năm 2002 đã chứng minh khả năng lưu trữ 25 triệu trang sách (25 đĩa DVD) vào trong một diện tích chỉ nhỏ bằng con tem. Thay cho việc sử dụng các thiết bị từ hay điện tử để lưu trữ dữ liệu, Millipede sử dụng hàng ngàn mũi kim có kích thước Nano để dập các dấu lõm biểu hiện cho các bit dữ liệu lên một tấm phim nhựa mỏng. Công nghệ này có thể coi là sự thu nhỏ ở cấp độ Nano của công nghệ thẻ dập (punch card) đã được phát minh từ hơn 110 năm trước. Tuy nhiên Millipede có hai điểm khác biệt: (1) cho phép ghi lại (re-writable); (2) có thể lưu trữ hơn 3 triệu bit dữ liệu trong một diện tích chỉ bằng 1 lỗ trên thẻ dập truyền thống.

Hơn thế nữa, các nhà khoa học của IBM tin rằng có thể tạo ra khả năng lưu trữ lớn hơn nữa. Gerd Binnig, giải Nobel vật lý 1986, một trong những người điều hành chương trình Millipede, cho biết: "Vì mũi kim kích thước Nano có thể tác động tới từng nguyên tử nên chúng tôi mong đợi những thành tựu mới vượt qua mức giới hạn hiện nay hàng ngàn lần".

Các dự án Nano hiện đang là mục tiêu của các quỹ đầu tư mạo hiểm (venture capital fund). Harris & Harris Group, Inc. quỹ đầu tư chủ yếu vào công nghệ Nano đang nắm trong tay cổ phần của 16 công ty công nghệ siêu nhỏ, trong đó có 14 công ty về công nghệ Nano (4 về vật liệu, 6 về điện tử, 3 về ảnh, 2 về sinh học và 1 về thiết bị). Quỹ đang tìm kiếm các dự án tích hợp giữa nhiều công nghệ Nano. Silicon Valley Nano Ventures, quỹ đầu tư mạo hiểm mang tên Thung lũng Silicon, cũng đầu tư vào 6 công ty OptivaInc, Nanospire, Nanostellar, Tailored Materials Corporation và Integrated Nanosystems dưới hình thức cổ đông thiểu số (0,25 - 3 triệu đôla Mỹ). Định hướng đầu tư tương lai của Quỹ là các công cụ, các phần mềm và vật liệu cần thiết cho các ứng dụng phát triển công nghệ Nano, các kênh phân phối và tạo lập thị trường. Đang trong quá trình tích lũy vốn, quỹ đầu tư Alameda Capital nhắm vào thị trường truyền thống về công nghệ thông tin, khoa học đời sống và năng lượng với sự hội tụ đa công nghệ bao gồm cả các loại vật liệu tiên tiến sử dụng công nghệ Nano.

Theo Nanotechnology Now và một số nguồn khác.

Trịnh Minh Giang
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 26, 2008, 05:02:45 PM
Loại thạch tín trong nước bằng công nghệ nano.
Các nhà khoa học thuộc Đại học Rice (Mỹ) đã khám phá ra phương pháp sử dụng công nghệ nano để lọc thạch tín từ nước uống. Phát minh của họ bao gồm những tương tác từ trường giữa các mảnh gỉ sét có kích thước nhỏ hơn 5.000 lần so với chiều rộng sợi tóc.

Khi trộn những mảnh gỉ nói trên với nước nhiễm thạch tín, các nhà khoa học phát hiện thạch tín bám quanh các mảnh ô-xít sắt khi chúng bị hút ra khỏi nước bằng nam châm, nhờ đó làm giảm lượng thạch tín trong nước. Khoảng 15 gr mảnh gỉ có thể lọc sạch 1 lít nước.

Các nhà khoa học cho biết chỉ những nam châm cầm tay là đủ để lọc nước chứ không cần những từ trường lớn như các mô hình cũ.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 26, 2008, 05:04:25 PM
Chất bán dẫn pha trộn cacbon đầu tiên!

Các nhà nghiên cứu tại Singapore đã tạo được tính sắt từ ở nhiệt độ phòng bằng cách trộn một lượng nhỏ carbon với oxit kẽm có tính chất bán dẫn. Mặc dầu có nhiều loại chất bán dẫn từ pha loãng (dilute magnetic semiconductors (DMSs)) ở nhiệt độ phòng giống như vậy được tạo ra trước đó nhưng chúng đều là các chất bán dẫn pha trộn đồng. Loại DMS mới pha trộn carbon này thật thú vị bởi vì một ngày nào đó nó có thể được sử dụng với mục đích tạo ra các mạch điện tử spintronic để thực hiện và lưu trữ thông tin bằng cách sử dụng cả điện tích và spin của electron (Phys. Rev. Lett. 99 127201).

Các chíp vi tính và các thiết bị bán dẫn khác có thể sử dụng điện tích của electron để thực hiện và lưu trữ thông tin. Electron cũng có spin – có thể hướng lên “trên” hoặc xuống “dưới – và nhiều nhà vật lý tin rằng spin có thể được sử dụng cùng với điện tích để tạo ra các thiết bị điện tử mà một ngày nào đó có thể chạy nhanh hơn và hiệu quả hơn thế hệ chip ngày nay. Chướng ngại chính trên con đường đi đến spintronics chính là việc thiếu các vật liệu thích hợp có cả tính chất từ và bán dẫn tại nhiệt độ phòng. Về mặt nguyên lý thì những vật liệu như vậy có thể được sử dụng để tạo ra các mạch mà trong đó electron được điều khiển theo hai trạng thái spin có thể của chúng.

Các nhà vật lý đầu tiên đã cố gắng tạo ra một loại vật liệu như vậy bằng cách pha trộn một lượng nhỏ các kim loại từ như mangan vào chất bán dẫn. Không may rằng các DMSs được tạo ra chỉ có các tính chất từ ở dưới nhiệt độ phòng rất nhiều. Các kim loại đã không phân tán trong chất bán dẫn và ngoài ra còn tích tụ lại thành nhóm đã dẫn đến tính chất “sai sót” như trên. Các nhà nghiên cứu tự hỏi là tính chất từ xuất hiện ở trong chất bán dẫn pha trộn hay trong các nhóm tích tụ của kim loại từ.

Gần đây các nhà nghiên cứu đã tạo ra được DMS ở nhiệt độ phòng bằng cách pha đồng vào ZnO và GaN. Đây là một thành công hết sức quan trọng bởi vì đồng không có tính chất từ và vì vậy tính chất từ quan sát được phải xuất phát từ chất bán dẫn bị pha trộn chứ ko phải từ các nhóm tích tụ kim loại.

Hiện nay một nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Yuan Ping Feng và Jun Ding tại Đại Học Quốc Gia Singapore (NUS) đã tạo được một loại DMS mới khi pha vào ZnO một ít carbon bằng cách đốt cháy hỗn hợp bột ZnO và carbon bằng một xung laser có cường độ lớn. Điều này làm cho một phần vật liệu bốc hơi, phủ một lớp màng mỏng có độ dày khoảng 200 nm trên đế sapphire (Al2O3). Khi thay đổi lượng bột carbon thì nhóm nghiên cứu có thể tạo ra các màng mỏng Zn với 0, 1 và 2,5% nồng độ carbon.

Nhóm của Y. P. Feng và Jun Ding sau đó đo tính chất từ của các mẫu màng bằng thiết bị cực nhạy dựa trên hiệu ứng giao thoa lượng tử siêu dẫn (superconducting quantum interference device – SQUID). Họ tìm ra rằng cả hai mẫu màng 1% và 2,5% giữ được sự từ hóa của chúng đến ít nhất là 400K – cao hơn so với nhiệt độ phòng khoảng 100 độ.

Theo Feng thì việc phát hiện được loại DMS pha trộn carbon là rất quan trong bởi vì mọi người đều biết các vật liệu DMS chứa các kim loại chuyển tiếp thì trong nó electron lớp d là nguyên nhân của tính chất từ. Tuy nhiên tính chất từ trong carbon xuất phát từ các electron lớp s và d, điều này làm cho nó trở thành một cơ chế hoàn toàn mới dành cho các nhà vật lý khám phá.

“Từ quan điểm ứng dụng thì thật khó để nói rằng loại DMS này sẽ trở nên hứa hẹn nhưng việc khám phá ra tính chất sắt từ ở nhiệt độ phòng trong ZnO pha trộn carbon mở ra một hướng mới trong việc tìm kiếm các DMS mới”, Ding nói. Nhóm nghiên cứu hiện đang thực hiện các tính toán để nghiên cứu tính chất từ trong các chất bán dẫn được pha trộn với các nguyên tố nhẹ khác như nitơ.

physicsweb, VLVN
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 26, 2008, 05:05:59 PM
Vật liệu nano tinh thể bán dẫn Cd-Se

Các nanô tinh thể bán dẫn, còn được gọi là các chấm lượng tử (Quantum dots (QDs)), là các tinh thể nhân tạo, có kích thước cỡ nanô mét (1 nm = 10- 9 m), với các tính chất quang vật lý (photophysical properties) và quang hóa đơn nhất theo kích thước, mà các tính chất này không hề có trong các phân tử tách biệt hoặc trong các vật liệu khối cùng thành phần. Do những tính chất ưu việt có được hiệu ứng giam giữ lượng tử, ví dụ như làm tăng tính chất điện, thay đổi các tính chất quang, tăng khả năng xúc tác quang hoá…, nên đã thu hút được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trong nước và ngoài nước. Việc có thể tổng hợp được các nanô tinh thể bán dẫn với sự phân bố kích thước hẹp và hiệu suất huỳnh quang cao đã làm cho các chấm lượng tử trở nên rất hấp dẫn hơn so với các phân tử hữu cơ trong các ứng dụng quang điện tử và dán nhãn huỳnh quang sinh học. Các chấm lượng tử không những chỉ bền hơn đối với sự oxy hóa bằng các photon (photooxidation) so với các phân tử hữu cơ, mà vạch huỳnh quang của chúng cũng hẹp hơn. Các tính chất quang học theo kích thước của chúng, độc lập với các tính chất hóa học, ví dụ như có mầu phát xạ bão hòa và ổn định, đã làm cho các chấm lượng tử bán dẫn đặc biệt thú vị để làm các vật liệu hoạt tính (active) trong các linh kiện phát sáng quantum dots (QDs-LED) có cấu trúc hữu cơ/vô cơ diện tích rộng. Cho tới nay, các QDs-LED phát ánh sáng xanh lá cây (green) và đỏ hiệu quả đã được thực hiện với các nanô tinh thể cấu trúc lõi-vỏ (core/shell) CdSe/ZnS, nhưng các QDs-LEDs phát ánh sáng mầu xanh da trời (blue) thì vẫn còn chưa được xác định rõ. Phổ phát xạ mầu xanh da trời lý tưởng của một LED cho ứng dụng màn ảnh phẳng sẽ phải có phổ với độ bán rộng hẹp và bước sóng phát xạ với các tọa độ mầu của nó trên giản đồ mầu của ủy ban quốc tế về chiếu sáng (CIE), sẽ phải có bước sóng cỡ 460 - 480 nm. Các chấm lượng tử CdS/ZnS có thể được chế tạo, với phân bố kích thước hẹp, để có thể thể phát ra ánh sáng trong vùng bước sóng này, là các chấm phát màu xanh da trời lý tưởng cho các ứng dụng display. Như vậy, có thể nói việc nghiên cứu chế tạo và các tính chất quang của các chấm lượng tử với cấu trúc lõi/vỏ của các chất bán dẫn loại này là cần thiết, cho nhiều ứng dụng khác nhau. Về mặt lý thuyết, độ rộng năng lượng vùng cấm (Eg) được mở rộng ra khi kích thước hạt giảm dần tới cỡ nm và tới bán kính Bohr exciton của chất bán dẫn khối, dẫn tới việc dịch chuyển đỉnh phổ hấp thụ về phía bước sóng xanh (blue). Hiện tượng giam giữ lượng tử đóng vai trò quan trọng trong việc ứng dụng các hạt nanô tinh thể bán dẫn trong các linh kiện phát quang sử dụng chấm lượng tử (QD-LED), các sensor sử dụng trong y-sinh học. Ứng dụng đầu tiên trong công nghệ sinh học là làm các chất đánh dấu sinh học và hiện ảnh các tế bào (cellular imaging) như trong ảnh của hình 1. Khi các hạt nanô bán dẫn được đính vào phân tử dược phẩm, thì có thể theo dõi được đường đi của dược phẩm đó, nhờ quan sát màu sắc ánh sáng phát ra khi chiếu tia hồng ngoại vào những chỗ cần theo dõi.

Tương tự, người ta đính các hạt nanô bán dẫn vào kháng thể để xem kháng thể bám vào protêin nào của tế bào ung thư, để xem hoá chất truyền thông tin như thế nào ở tế bào dây thần kinh. Ta biết rằng theo dõi các phân tử sinh vật bằng phương pháp huỳnh quang là phương pháp đã có từ lâu. Nhưng vì những chất tạo màu hữu cơ phát huỳnh quang là phổ khá rộng, nên mỗi lần thử chỉ dùng được một chất tạo màu huỳnh quang, theo dõi được một loại phân tử. Dùng hai chất tạo màu khác nhau để đồng thời theo dõi hai hoặc nhiều diễn biến là rất khó khăn, vì màu sắc bị lẫn lộn, rất khó phân biệt, còn phân biệt đồng thời ba mầu thì xem như không thể được. Trái lại các hạt nanô bán dẫn có thể cho những màu sắc rất khác nhau tuỳ thuộc vào kích thước hạt nanô. Hơn nữa có thể dùng tổ hợp các hạt nanô cho màu sắc khác nhau để đánh dấu theo kiểu mã vạch. Thí dụ dùng ba loại hạt nanô cho ba màu xanh, vàng, đỏ, ta có thể có mã vạch: xanh, vàng, đỏ; xanh, xanh, vàng; vàng, đỏ, đỏ; xanh, vàng, vàng, ...vô cùng phong phú. Hiện nay việc theo dõi ADN cũng đã bắt đầu dùng cách đánh dấu bằng các hạt nanô bán dẫn, nhìn màu sắc là phân biệt được. Các chấm lượng tử phổ biến nhất được dựa trên vật liệu AIIBVI (CdS, CdSe, ZnS, …) vì các vật liệu này có độ rộng vùng cấm thẳng, dải phát xạ của phổ hấp thụ nằm trong vùng nhìn thấy và một phần nằm trong vùng tử ngoại gần, chúng rất thích hợp với một số lớn các nguồn laser dùng trong thực nghiệm. Ngoài ra, các chấm lượng tử cũng đã được hướng tới để sản xuất các linh kiện cần dùng như diot phát sáng (LEDs) màu trắng như được thể hiện trên hình 2, làm các linh kiện sử dụng trong viễn thông như khuếch đại quang và dẫn sóng, trong các máy tính lượng tử, trong các màn hình với năng suất phân giải rất cao.

Việc nghiên cứu công nghệ chế tạo ra các vật liệu nanô đang phát triển mạnh trên thế giới, và đã bắt đầu ở Việt nam, vì các tính chất mới của các vật liệu bán dẫn kích thước nanô có thể ứng dụng vào cuộc sống.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 28, 2008, 01:38:28 AM
Chất phụ gia nhiên liệu nhãn hiệu nano!
Chất phụ gia nhiên liệu nhãn hiệu NANO chính là sản phẩm ứng dụng kĩ thuật vi nhũ hóa cấp độ nano mét vào trong dầu xăng, dầu diezel thích hợp để tạo ra chất phụ gia dầu đốt thế hệ mới với nhiều công năng. Chất phụ gia này thông qua tác dụng nổ nhỏ cấp độ nano mét làm cho dầu đốt bị hóa mù lần thức hai rồi trộn đều với không khí để làm cho quá trình cháy của dầu càng triệt để hơn. Sản phẩm này có thể được ứng dụng rộng rãI vào xăng và dầu diezel trong ngành công nghiệp. Chỉ cần pha thêm một lượng rất nhỏ nhưng lại tạo ra tác dụng tăng cường đáng kể động lực của xe, máy, đồng thời giảm thiểu rõ rệt mức tiêu hao dầu đốt, nâng cao tính năng của động cơ và giảm thiểu nhiều lần khí thảI độc hại sau ống xả của máy.


Ưu điểm của chất phụ gia NANO

+ Nâng cao tính năng chống nổ, hạ thấp yêu cầu của động cơ về trị số octane. Đối với loại xe chạy xăng, căn cứ vào quy phạm đo kiểm (CRC) E-15-92 để chứng minh rằng nếu sử dụng chất phụ gia dầu đốt NANO thì có khả năng giảm thấp ngay lập tức 4 điểm yêu cầu của động cơ đối với trị số octane, đồng thời than đọng trong buồng đốt được tẩy rửa  sạch thì động cơ còn có thể hạ thấp được 2 điểm trị số octane, làm cho xăng có mã hiệu thấp vẫn thể hiện được những ưu điểm ngang bằng hoặc thậm chí tốt hơn cả xăng có mã hiệu cao.


+ Nâng cao tính năng động lực:

Sau khi cho chất phụ gia NANO vào trong dầu đốt thì nó sẽ nhanh chóng khuếch tán và tạo thành dạng hạt nước hình cầu kích cỡ 6 nanomét. Căn cứ vào lí thuyết về nổ nhỏ thì những hạt này có thể cùng xảy ra bốc hơI và nổ với quá trình hoạt động của động cơ nhờ nổ làm tan những giọt sương dầu đốt, lần hóa mù thứ hai trở thành hạt dầu cấp độ nanomét, làm cho hoàn toàn trộn lẫn với không khí, từ đó triệt để loại trừ sự sai lệch mang tính chu kì trong hoạt động của pittông. Nhờ vậy nâng cao đáng kể tính năng động lực. Theo quy phạm đo kiểm, sản phẩm này có thể nâng cao đến 20 – 28% tính năng động lực.

 + Tiết kiệm dầu đốt: Kết quả thử nghiệm tại các công ty của Trung Quốc như Công ty dầu mỏ Đại Liên, Tập đoàn hàng không Cáp Nhĩ Tân, Tổng công ty ô tô Cáp Nhĩ Tân, Công ty TNHH Tacxi Bắc Kinh, Trung tâm giám sát tiết kiệm năng lượng Liêu Ninh đều chứng tỏ chất phụ gia dầu đốt NANO có khả năng tiết kiệm dầu 10% trở lên nhờ dầu đốt được hóa mù triệt để, gây tác dụng nâng cao hoạt tính vật lí, hiệu suất dầu đốt được tăng cường rõ rệt làm cho năng lượng do dầu giải phóng ra theo đơn vị được tăng cao, chỉ cần mở cửa dầu rất nhỏ cũng có thể đạt được công suất động cơ tương đương.

 + Giảm thiểu khí thải:Căn cứ vào tiêu chuẩn quy phạm đo kiểm về bảo vệ môI trường của Nhà nước để tiến hành đo kiểm trên hàng chục loại xe cho thấy có khả năng giảm thiểu khí thảI từ 40% trở lên, mức cao  nhất là giảm được 95%. Những chất ô nhiễm gây hại do xe chạy xăng thảI ra chủ yếu bao gồm cacbuahydrô, oxitcacbon, oxit nitơ. Những chất ô nhiễm do xe chạy dầu diezel thải ra chủ yếu là khói FSN, hạt PM10, oxit nitơ Nox. Chất phụ gia này không những có thể giảm thiểu lượng xả thải chất ô nhiễm độc hại như cacbuahydrô, oxit cacbon, khói FSN, hạt PM10 mà còn có công hiệu đặc biệt đối với việc khắc phục oxit nitơ đang là những điểm nóng trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.

 + Cải thiện tính năng xe máy:Nhờ có công năng độc đáo là loại trừ được hiện tượng sai lệch mang tính chu kì khi đốt cháy nên sản phẩm này có khả năng triệt tiêu phần lớn hiện tượng động cơ bị rung khi nổ, làm cho xe không bị rung, lắc và giảm tiếng ồn. Hiện tượng nổ nhỏ diễn ra trước khi cháy còn có khả năng làm cho than đọng trong buồng đốt bị đánh tơI và tan ra, sau đó nhờ tác động của phản ứng giữa nước và khí than làm cho nó bị cháy thêm để tạo thành cácbonic và nước thải ra ngoài, tạo cho động cơ một môI trường vận hành lí tưởng, do đó kéo dài tuổi thọ của động cơ, giảm số lần sửa chữa cũng như chi phí sửa chữa. Nếu pha thêm chất phụ gia NANO sẽ nâng cao tốc độ chạy vòng quay nhỏ, tăng thêm sức mạnh cho xe máy khi tăng tốc.

 + Không ăn mòn động cơ xe máy:

Từng hạt nước bé li ti trong chất phụ gia dầu đốt NANO đều bị bao bọc bởi màng môi chất có cường độ rất cao. Chính màng mỏng này ngăn cách giữa hạt nước với dầu đốt sự tiếp xúc với bề mặt xilanh và bề mặt đường dẫn dầu, hoàn toàn không có cơ hội để chất phụ gia được chứa nước ở dạng “tự do”. Nói cách khác, không thể xảy ra hiện tượng ăn mòn hoặc phá hủy màng bôi trơn. Ngoài ra, trong xăng và dầu diezel không thể hoàn toàn tránh khỏi chứa khoảng 100 – 200ppm nước hòa tan, trở thành tạp chất. Khi thiết kế đã cố ý tạo cho sản phẩm này có khả năng hút phần nước tự do có hại đó và tận dụng nó vào việc có ích, đồng thời giảm thiểu khả năng gây hại của phần nước này. Như vậy, chất phụ gia dầu đốt NANO không hề có tác dụng ăn mòn đối với xe, mà ngược lại nó còn giảm thiểu được hiện tượng ăn mòn của nước hòa tan trong dầu đốt đối với xe máy.

 + Phạm vi sử dụng:

Chất phụ gia nhiên liệu NANO được sử dụng rất rộng rãi, có thể sử dụng cho tất cả các loại xe máy lắp động cơ 2 thì hoặc 4 thì, kể cả xe du lịch, xe tảI, xe bus, máy kéo, xe mô tô, tàu hỏa, tàu thuyền, nồi hơi đốt dầu, các loại thiết bị động cơ đều có thể sử dụng sản phẩm này.

 + Những điều chú ý khi sử dụng chất phụ gia nhiên liệu NANO:

- Sản phẩm không phải là  chất dễ cháy nổ, nhưng không để lâu dài dưới ánh sáng mạnh mà nên bảo quản nơi khô, thoáng, râm mát và phảI đậy kín, nhiệt độ bảo quản dưới 45o.

 - Sản phẩm không có tính độc hại, nhưng nếu tiếp xúc trực tiếp thì làn da sẽ bị kích thích mức độ nhẹ. Nếu để sản phẩm này bắn vào mắt thì nên dùng thật nhiều nước sạch để rửa mắt, nếu cần thì phảI nhờ đến bác sĩ.

 - Không được ăn uống sản phẩm này, để xa nơi trẻ em chơi.

 - Không pha sản phẩm này, cần chú ý không để cho lọ hoặc vòng cao su rơi vào trong thùng xăng dầu.

 - Sản phẩm này có tính năng tẩy sạch khá mạnh nên trong lần đầu pha sản phẩm này vào trong một thùng dầu, nếu thấy xảy ra hiện tượng dầu cung cấp không được thông suốt, tăng tốc không đủ lực… thì phảI thay chiếc lõi lọc dầu nhớt hay tẩy rửa bộ chế hòa khí. Đó là cách tận hưởng những hiệu quả kinh tế, ví dụ lượng dầu tiêu hao giảm, sức mạnh của động cơ tăng cao… do chất phụ gia này mang lại.

 - Sau khi sử dụng sản phẩm này thì tốc độ khi chạy vòng quay nhỏ có thể tăng cao, nên điều chỉnh trở về tốc độ chạy vòng quay nhỏ như tiêu chuẩn của nhà máy chế tạo hoặc thấp hơn, lấy tiêu chuẩn tốc độ ổn định làm tiêu chuẩn để đánh giá, nhờ vậy tăng cao hệ số tiết kiệm xăng dầu./.
Tạp chí KHCN Mỏ
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 28, 2008, 01:40:46 AM
Ngành công nghệ mới : Công nghệ NANO ( Carbon Nanotube )
 
Nếu Thế kỷ 20 được coi là cuộc cách mạng về công nghệ thông tin thì Thế kỷ 21 sẽ thuộc về công nghệ nano.

 Khoa học thế giới năm 2005 sang trang, cùng với sự phát triển của các ngành công nghệ cao như công nghệ thông tin, công nghệ sinh học, là sự ra đời và phát triển của một ngành công nghệ mới, hứa hẹn sẽ lấp đầy mọi nhu cầu trong cuộc sống của chúng ta , đó chính là Công nghệ nano .

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, kích thước của các hạt và vật liệu trên quy mô từ 1 đến 100 nanômét (1 nm = 10-9 m).

 Nanotechnology là một ngành công nghệ non trẻ, tuy nhiên nó có khả năng sẽ làm thay đổi một cách toàn diện bộ mặt cuộc sống của chúng ta . Vì thế nhiều quốc gia trên thế giới đã quan tâm và đặt ra mục tiêu nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ nano, như là một đòn bẩy thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế, cùng các ngành khoa học công nghệ khác, vốn đã phát triển như công nghệ thông tin, công nghệ sinh học .

 Mỗi quốc gia đến với công nghệ nano với nhiều con đường và mục đích khác nhau . Mỹ là một siêu cường quốc vốn đã có vị trí độc tôn trong lĩnh vực công nghệ thông tin, công nghệ sinh học cùng với các quốc gia khác như Nhật bản và Singapore, vì vậy không phải là điều ngạc nhiên khi chính phủ Mỹ ra sức xây dựng và nghiên cứu, nhằm giữ vững vai trò thủ lĩnh của mình trong lĩnh vực công nghệ nano. 2 trung tâm nghiên cứu công nghệ nano quốc gia được xây dựng, trên dưới một chục các viện sáng kiến được thành lập đã chứng tỏ mối quan tâm của chính phủ Mỹ nói chung cũng như các ngành khoa học, quân sự, giáo dục nói riêng trong nỗ lực làm người tiên phong trên công nghệ nano. Theo sau là các nước liên minh châu Âu, cũng có các chương trình hợp tác chiến lược, xây dựng mạng lưới thông tin để chia sẻ tài nguyên và kinh nghiệm trong việc khai thác các ứng dụng của nano. Mặc dù chưa có những bước tiến rõ rệt trên đường đua nano, nhưng liên minh châu Âu là một đối thủ tầm cỡ với Mỹ cũng như các nước châu Á.

 Sức hút của công nghệ nano đã lôi kéo nhiều nước châu Á khác bao gồm Nhật bản, Trung quốc, Ấn độ và cả Israel . Nhật Bản chú trọng đến các dự án đầu tư phục vụ cho nhu cầu xã hội , tuy nhiên chính phủ Nhật bản đã vạch ra một chiến lược phát triển công nghệ nano, với sự góp mặt của nhiều ngành bộ khác nhau . Và đã dẫn đầu thế giới về số vốn đầu tư cho ngành công nghệ này, 1,6 tỷ đô la năm 2003.

 Tiếp đến là Trung quốc , một cường quốc kinh tế trẻ, chắc hẳn sẽ không bỏ qua một cơ hội phát triển dựa trên tiềm năng của ngành công nghệ nano này . Trung quốc đã có các trung tâm nghiên cứu quốc gia, cùng các chương trình đào tạo có hệ thống . Mắc dù trên số liệu thông kê, số vốn đầu tư của Trung quốc chỉ bằng 1/3 so với Mỹ, tuy nhiên số lượng nhà nghiên cứu của Trung quốc lại gấp đôi Mỹ, và không quên, mỗi năm đất nước này đào tạo trên 3250.000 kỹ sư . Đây là một lực lượng hùng hậu, phục vụ cho nền công nghiệp, cũng như khoa học, kỹ thuật của Trung Quốc.

 Trên bản đồ công nghệ nano châu Á còn phải nhắc đến các quốc gia như Hàn quốc, Đài Loan và Ấn độ . Mặc dù các quốc gia này cũng chỉ trong giai đoạn đầu xây dựng cơ sở vật chất để nghiên cứu vật liệu nano và bước đầu ứng dụng và thương mại hóa các kết quả nghiên cứu. Tuy nhiên, trong một vài năm tới, các quốc gia này cũng tham gia một thị phần không nhỏ trong nền công nghệ nano thế giới.

 Một quốc gia khác cần phải nhắc đến trên bản đồ công nghệ nano đó là Israel . Mặc dù nằm trong lòng khối Ả rập, bị nhiều sức ép cả quân sự lẫn chính trị, tuy nhiên quốc gia này vẫn đặt một mục tiêu quan trọng gắn liền với công nghệ nano. Israel sử dụng công nghệ nano để giải quyết cho các vấn đề cấp thiết, mang tính chất quốc gia như nước và năng lượng. Nếu như Mỹ, Liên minh châu Âu, Nhật Bản, Trung Quốc có tham vọng làm chủ công nghệ Nano, thì Israel lại lợi dụng công nghệ nano để giải quyết các vấn đề sống còn của đất nước .

 Bức tranh đầu tư công nghệ nano thế giới sẽ thay đổi từng ngày, và chúng ta hy vọng, một ngày nào đó trên bản đồ đầu tư và phân bố công nghệ nano, sẽ có tên đất nước Việt Nam của chúng ta.
 
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 09:32:47 AM
Thời của công nghệ thân thiện với môi trường!
Đưa công nghệ “thân thiện” vào cuộc sống

Các sản phẩm sử dụng công nghệ Silver Nano ngày càng được người tiêu dùng quan tâm.

Thời gian vừa qua nhiều ngành công nghiệp đã nghiên cứu và ứng dụng công nghệ “thân thiện” vào các sản phẩm của mình. Với cam kết “cố gắng đem lại cho môi trường sống những gì tốt nhất”, Công ty Điện tử Samsung Vina đã đưa ra những sản phẩm tối ưu cho người tiêu dùng (NTD).

Bằng chứng là công nghệ Silver Nano mà Samsung đang áp dụng cho các sản phẩm điện tử, điện lạnh của mình như: máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt… là một bước tiến đầy thân thiện.

Theo Samsung Vina, công nghệ này không chỉ mang đến cho NTD những tiện ích trong tiêu dùng mà còn đem lại sự an toàn cho cuộc sống. Không chỉ có Samsung mà mới đây các hãng khác như LG, Hitachi, Toshiba, Sanyo, Sharp cũng đưa ra thị trường dòng sản phẩm mới như: máy điều hòa, máy lạnh, máy giặt, máy hút bụi với các tính năng chuyển đổi không khí, diệt khuẩn bằng công nghệ Silver Nano hoặc sử dụng màng lọc siêu kháng khuẩn…

Qua khảo sát thị trường máy lạnh hiện nay, chúng tôi thấy đa số các dòng sản phẩm này đều sử dụng màng lọc khí đa tầng kết hợp với tia cực tím để khử mùi, vi khuẩn và thu luồng khí sạch vào phòng. Song song đó, màng lọc cũng hút mạnh khí nhiễm khuẩn ra khỏi phòng.

Có thể nói, với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ thì công nghệ Silver Nano ngày càng được sử dụng nhiều trong việc tạo ra những sản phẩm để giảm thiểu những tác động đến ô nhiễm môi trường.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 09:34:52 AM
Thời đại của công nghệ thân thiện với môi trường!
[/b]

Sản phẩm bảo vệ sức khỏe

Không chỉ dừng lại ở các sản phẩm điện tử gia dụng kể trên, hiện nay một số nhà sản xuất đã bắt đầu tạo được mối thiện cảm với NTD bằng các sản phẩm chuyên dụng giúp giảm thiểu ô nhiễm, đem lại môi trường sống an toàn hơn.

Mới đây, các nhà sản xuất như: Clearveil (Nhật), Airion (Hàn Quốc), Ozone (Đài Loan), Amcor (Australia), Coway (Hàn Quốc)… đã đưa ra thị trường loại máy lọc không khí với chức năng lọc sạch bụi, các tác nhân gây dị ứng, đồng thời khử được những mùi khó chịu như khói thuốc, ẩm mốc.

Điều đáng nói là với kích thước nhỏ gọn, giá cả không quá đắt (từ 1,8 triệu đến 4,5 triệu đồng/máy), tiện dụng trong các văn phòng làm việc, gia đình… sản phẩm này được xem là một trong những thiết bị điện tử gia dụng được NTD quan tâm.

Cùng với máy lọc không khí, các loại máy rửa thực phẩm sử dụng công nghệ ozon cũng bắt đầu thu hút sự chú ý của NTD. Qua khảo sát, chúng tôi nhận thấy trên thị trường hiện nay không chỉ có các sản phẩm nước ngoài mà một số nhãn hiệu trong nước như OBM, Lino JSC cũng được bán khá chạy.

Kỹ sư Lê Quốc Hùng, Giám đốc Công ty Công nghệ môi trường OBM, cho biết, ozon là chất khí có sẵn trong tự nhiên, có tính oxy hóa cực mạnh nên có tính khử độc rất cao. Áp dụng những tính năng trên vào các loại máy tạo ozon, dưới tác dụng của điện trường, máy sẽ kích thích các phân tử oxy tạo thành khí ozon.

Chính vì vậy, những loại máy này có thể khử được các phân tử thuốc trừ sâu, các chất độc khác trên rau quả, thực phẩm. Ngoài những tính năng nói trên, sản phẩm còn có thể diệt khuẩn, khử sắt, măng-gan, thạch tín, nitrat trong nước uống, khử mùi tanh hôi từ thực phẩm như thịt và hải sản.

Có thể nói, với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế tri thức thì NTD ngày càng có được những sản phẩm tốt hơn không chỉ thuần túy về công năng sử dụng mà còn về độ an toàn cho người sử dụng và môi trường.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 10:40:34 AM
Mực in nano “made in Viet Nam”
Mạc Thủy

Có thể bạn đã từng nghe đề cập đến công nghệ nano (1 nano = 10–9 mét). Tuy nhiên  những ứng dụng cụ thể của công nghệ này thì rất ít người biết, nhiều nhà khoa học cũng chỉ nắm bắt về lý thuyết!

Dù các ứng dụng của công nghệ nano còn chưa phổ biến song ở Việt Nam, T.I.K đã sản xuất thành công mực in theo chuẩn của công nghệ nano...

Câu chuyện này không chỉ nhằm giới thiệu để bạn biết mực in nano “made in Viet Nam” đã được nghiên cứu – chế tạo thế nào bởi tự nó còn gợi ra nhiều điều để chúng ta cùng ngẫm nghĩ...

Vào cuộc vì quá mắc

Tháng 6-2002, khi ra Đà Nẵng, Trần Thanh Tùng và Đinh Phương Khanh phải móc bóp trả 20.000 đồng cho một trang in màu trên giấy khổ A4. Dù 20.000 đồng chẳng là bao nhưng cả hai cùng ức. Đó là lý do họ mời bạn bè – những chuyên viên hoá chất cùng ngồi lại nghiên cứu việc sản xuất... mực in giá rẻ! Công ty cổ phần Công nghệ T.I.K ra đời và tập trung nghiên cứu cả mực in của các đại gia về mực in lẫn mực in chứa trong phuy, được đưa từ Trung Quốc, Hàn Quốc,... vào Việt Nam. Tám tháng sau, T.I.K cho ra đời lô mực đầu tiên nhưng trang in không đều, mực lại lâu khô...

Thời điểm này, qua báo chí và qua người thân đang sống tại Mỹ, T.I.K biết tới công nghệ nano cũng như ước mơ ứng dụng công nghệ nano của TS Nguyễn Chánh Khê. Họ quyết định tìm, mời ông về tư vấn để có sản phẩm mực in như ý...

Sau đó, khi in, những lô mực thử nghiệm cho kết quả: không bị nghẹt, bóng, mau khô. Tổng Giám đốc Đinh Phương Khanh kể: Những ưu điểm đó của mực in ứng dụng công nghệ nano là nhờ công của TS Nguyễn Chánh Khê. Ông gắn gốc hóa học khi đưa than nano lỏng vào trong thành phần mực in! Không có góp ý của ông, không biết đến bao giờ chúng  tôi mới sản xuất được sản phẩm hoàn hảo như vậy.

Phó Tổng giám đốc Trần Thanh Tùng tiết lộ: Chúng tôi chỉ nhập một số nguyên liệu chính và than nano lỏng từ Mỹ, Đức và Nhật, còn lại là khai thác nguyên liệu trong nước.

Trong sản xuất mực in, quan trọng nhất là công nghệ nguồn và T.I.K đã nắm được công nghệ nguồn này. Đây cũng là lý do để T.I.K mạnh dạn đưa ra tuyên bố: “Nhận sản xuất các loại mực in theo cả yêu cầu lẫn mẫu màu của khách hàng”.

Xâm nhập thị trường

T.I.K đang từng bước xâm nhập thị trường mực in vốn là “lãnh địa” của các loại mực nước ngoài. Tháng 6-2004, sau khi sản xuất thành công mực in nano, T.I.K bắt đầu tặng những hộp mực đầu tiên cho mọi người dùng miễn phí.

Trần Thanh Tùng kể: “Lúc đó, dù tặng không nhưng nhiều người không muốn nhận, không muốn dùng thử vì sợ mực thử nghiệm sẽ làm hư đầu phun. Chúng tôi phải rút hết mực ra, bơm mực mới do chúng tôi sản xuất vào và in cho họ xem. Một số người nhận về dùng thử nhưng số người sợ hư máy in vẫn còn không ít... Hai tuần sau, một vài cửa hàng bắt đầu đặt mua, khách hàng dùng mực in trong phạm vi văn phòng cũng bắt đầu để ý và muốn thử...”.

Sau hai tháng tiếp cận thị trường, T.I.K bán được một lượng mực khoảng 2.000 lít ở 40 tỉnh, thành phố tại Việt Nam. Ngoài ra, T.I.K còn ký hợp đồng trị giá khoảng 1,5 tỉ/tháng, theo đó, sẽ xuất sang Mỹ 50.000 lít mực trong năm 2005, sang năm 2006 lượng mực xuất khẩu sẽ là 80.000 lít. Đại diện của T.I.K đang thương lượng để cung cấp mực cho một đối tác ở Canada và Nhật.

Phía T.I.K khẳng định: Nếu bơm đúng cách, hộp đựng mực in được sản xuất bằng than nano cho phép bơm lại ít nhất 20 lần. Theo ghi nhận của chúng tôi qua những bản “test” bằng mực in của T.I.K, chất lượng của cả mực đen lẫn mực màu đều đạt nhưng yếu tố có tính quyết định giúp T.I.K giành phần thắng trên thương trường chính là giá: Một hộp 20ml – chỉ có 20.000 đồng. Mực của T.I.K còn có các loại bình 150ml, 500ml, 1 lít,... Để khách hàng có thể tự bơm, mỗi hộp mực của T.I.K đều kèm ống bơm, dụng cụ xử lý khi đầu phun bị nghẹt,...Với giá như vừa nêu, chi phí cho một trang in màu trên giấy khổ A4 chỉ còn khoảng 200 đồng.

Song song với việc sản xuất mực in phun nano, T.I.K đang thử nghiệm để năm 2005, tung ra thị trường mực in laser nano. Bên cạnh đó, T.I.K đang thử nghiệm việc ứng dụng nguyên liệu than nano lỏng để sản xuất giấy in phục vụ việc in màu. Nếu không có gì thay đổi, trong tháng 10, T.I.K sẽ cung cấp giấy in ảnh với giá dự kiến khỏang 4.000 đồng/ tờ.

Anh Đinh Phương Khanh cho biết: "Nếu phòng thí nghiệm công nghệ nano của TS Nguyễn Chánh Khê sản xuất được than nano lỏng thì T.I.K sẽ đỡ vất vả hơn trong việc mua loại nguyên liệu đặc biệt này. Đó cũng là cơ sở giúp giảm giá thành của mực xuống khoảng 35%-40% nữa.
Tiêu đề: Khoa học và công nghệ nano: trong một thế giới cực nhỏ
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 10:54:49 AM
Vietsciences-Trương Văn Tân
Nano có nghĩa là nanomét (ký hiệu: nm) bằng một phần tỷ mét (1/1.000.000.000 m), một đơn vị đo lường để đo kích thước những vật cực nhỏ. Cơ cấu nhỏ nhất của vật chất là nguyên tử có kích thước: 0,1 nm, phân tử là tập hợp của nhiều nguyên tử: 1 nm, vi khuẩn: 50 nm, hồng huyết cầu: 10.000 nm, tinh trùng: 25.000 nm, sợi tóc: 100.000 nm, đầu cây kim: 1 triệu nm và chiều cao con người: 2 tỷ nm.

Khoa học và công nghệ nano (nanoscience and nanotechnology) là một bộ môn khảo sát, tìm hiểu đặc tính những vật chất cực nhỏ, để thao tác (manipulate), chồng chập những vật chất này, xây dựng vật thể to hơn. Người ta gọi phương pháp xây dựng từ vật nhỏ đến vật to và to hơn nữa là phương pháp "từ dưới lên" (bottom-up method). Sự xuất hiện của khoa học và công nghệ nano đang cách mạng lề lối suy nghĩ và phương pháp thiết kế toàn thể các loại vật liệu từ dược phẩm trị liệu đến các linh kiện điện tử với những đặc tính đã định sẵn ngay từ thang phân tử. 

Một sản phẩm của "công nghệ nano" là cơ thể con người. Con người, động vật và thực vật là do những nguyên tố hóa học tạo nên. Giả dụ có một phương pháp có thể làm phân rã cơ thể con người đến tận thành phần cấu tạo cơ bản, ta sẽ thu lượm được vài chục lít khí oxygen, hydrogen và nitrogen; một đống than (carbon), calcium, muối; vài nhúm nguyên tố vô cơ như sulfur, phosphorous, kim loại như sắt, magnesium, sodium và hơn một chục nguyên tố linh tinh khác. Nếu đánh giá theo tiêu chuẩn thương mãi thì toàn bộ các nguyên tố hóa học này gần như không có giá trị. Tuy nhiên, tạo hóa đã biết dùng phương pháp mà bây giờ ta gọi là "công nghệ nano" để biến những nguyên tố bất động, vô tri trở thành một sinh vật có ý thức, có khả năng sinh sản, biết suy nghĩ, biết đi, biết bò, biết bơi, biết vui, biết sướng, biết hờn dỗi, biết hỉ nộ ái ố... Giá trị thương mãi của sinh vật thông minh này là vô giá!
Tiêu đề: Re: Khoa học và công nghệ nano: trong một thế giới cực nhỏ
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 10:55:26 AM
"Có rất nhiều chỗ trống ở miệt dưới"

Tiến sĩ Richard Feynman (1918-1988, giải Nobel Vật lý 1965) là một thiên tài vật lý. Năm 1959, ông đã có một dự đoán tài tình về công nghệ nano trong một bài nói chuyện với nhan đề "There's plenty of room at the bottom" (Có rất nhiều chỗ trống ở miệt dưới) tại California Institute of Technology (Caltech, Mỹ) [1]. Ông là người có tính hài hước, bình dị, thích bông đùa, tếu táo. Sinh thời ông là một tay trống nhạc Samba, thích hòa đồng với sinh viên. Điều nầy cũng phản ánh qua cái nhan đề của bài nói chuyện. Ông chơi chữ; "bottom" có nghĩa là cái mông đít, bàn tọa lại còn có nghĩa là cái đáy, cái tận cùng. "Miệt dưới" trong tiếng Việt mang đầy đủ hai ý nghĩa nầy.

Đọc qua nhan đề bài nói chuyện, không ít người trong thính giả hoang mang hỏi: "Thầy Feynman ơi! Chắc thầy lại đùa nữa rồi?". Nhưng thầy Feynman không đùa, thầy nói chuyện nghiêm túc. Ông đặt vấn đề làm sao có thể chứa toàn bộ 24 quyển Bách khoa Từ điển Britannica với tổng cộng 25.000 trang giấy trên đầu cây kim có đường kính 1,5 mm. Theo Feynman, khả năng này hiện hữu. Thính giả ngơ ngác, vì ở năm 1959 dụng cụ điện tử tiên tiến nhất là cái tivi điều khiển bằng ống chân không mà mỗi lần bật lên phải đợi vài phút hình ảnh mới xuất hiện. Cũng ở thời điểm này, ông chủ hãng Sony (Nhật Bản), Morita Akio, vừa tung ra thị trường thế giới đài radio bán dẫn (transistor radio) bỏ túi dùng pin. Từ cái radio to kềnh càng với ống chân không dùng điện nhà đến cái radio bỏ túi là một thành quả ngoạn mục của kỹ thuật thu nhỏ (miniaturization) đương thời. Có phải là vấn đề của Feynman đưa ra là một chuyện không tưởng? Feynman trấn an người nghe là ông không "xạo sự", tất cả những điều ông nói đều khả thi, theo đúng và nằm trong phạm vi cho phép của những qui luật vật lý. Như vậy, Feynman đã thuyết phục thính giả của ông bằng cách nào?

Ông giải thích bằng con số rất đơn giản. Muốn đặt 25.000 trang giấy trên mặt của đầu kim ta chỉ cần thu nhỏ 25.000 ngàn lần toàn thể bộ bách khoa từ điển. Có nghĩa là những chữ in cũng phải thu nhỏ 25.000 lần. Trong các mẫu tự, dấu chấm trên đầu chữ "i" là ký hiệu nhỏ nhất. Sau khi thu nhỏ 25.000 lần, dấu chấm vẫn còn có một kích cỡ của tập hợp 1000 nguyên tử. Con số 1000 nguyên tử còn rất to và cho rất nhiều lựa chọn để con người thao tác (manipulate) bằng một phương pháp vật lý nào đó. Feynman tiếp tục luận điểm của mình. Ông phỏng chừng có 24 triệu quyển sách trong các thư viện trên toàn thế giới. Nếu tất cả được thu nhỏ 25.000 lần thì toàn thể sách viết biểu hiện tri thức của loài người trên quả đất sẽ được "in" vỏn vẹn trên 35 trang giấy A4! Feynman còn nói đến khả năng làm những sợi dây dẫn điện phân tử và các linh kiện điện tử như transistor ở thang phân tử. Ông nói đến công cụ lớn làm nên những công cụ nhỏ hơn và nhỏ hơn nữa để giúp con người di dời, thao tác và điều khiển nguyên tử và phân tử theo ý mình.

Mục đích bài nói chuyện của Feynman không phải chỉ dừng ở kỹ thuật thu nhỏ (miniaturization) mà còn phác họa khả năng hình thành một nền công nghệ mới trong đó con người có thể di chuyển, chồng chập các loại nguyên tử, phân tử để thiết kế một dụng cụ cực kỳ nhỏ ở thang vi mô (microscopic) hay thiết kế một dụng cụ to ngay từ cấu trúc phân tử của nó. Phương pháp đó ở thế kỷ 21 được gọi là "công nghệ nano" với cách thiết kế từng nguyên tử một "từ dưới lên" (bottom-up method). Thật ra, kỹ thuật thu nhỏ hay là phương pháp "từ trên xuống" (top-down method) đã là xương sống của việc xây dựng và phát triển công nghiệp điện tử từ hơn 50 năm qua. Transistor là một linh kiện chính trong các vi mạch của các loại dụng cụ điện tử. Nó là "linh hồn" từ cái máy tính tay (calculator) khiêm tốn đến cái máy vi tính phức tạp. Phương pháp "từ trên xuống" đã được áp dụng để thu nhỏ transistor có độ to ban đầu khoảng vài cm ở thời điểm phát minh (năm 1947) cho đến ngày hôm nay thì đến bậc nanomét; vài chục triệu lần nhỏ hơn. 
Tiêu đề: Re: Khoa học và công nghệ nano: trong một thế giới cực nhỏ
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 10:56:21 AM
"Định luật" Moore
[/color]

Liên quan đến kỹ thuật thu nhỏ, Gordon Moore, một trong những nhà sáng lập của công ty Intel (Mỹ), trong một bài viết vào năm 1965 về sự thu nhỏ, đã tiên đoán bằng trực giác của một nhà khoa học là cứ mỗi hai năm mật độ của các transistor được nhồi vào một chip cho máy vi tính sẽ tăng gấp đôi nhờ vào kỹ thuật chế biến thu nhỏ và đặc tính của nguyên tố silicon. Người ta đặt cái tên "Định luật" Moore (Moore's law) cho sự tiên liệu này, dù nó không phải là một định luật dựa theo lý thuyết trong ý nghĩa thông thường. Cũng vào thời điểm 1965, Intel chế tạo một cái chip có diện tích vài cm2 chứa 30 transistor. Chip này đủ "thông minh" làm công việc đơn giản cộng trừ nhân chia thay cho cái bàn toán Tàu. Đây là bước đầu thành công cho thấy sự tiến bộ của việc thu nhỏ từ cm đến mm. Chip của máy vi tính hiện nay cũng có một diện tích vài cm2 nhưng chứa vài chục triệu đến trăm triệu transistor. Càng nhiều transistor thì hiệu năng của máy vi tính càng nhanh, càng cao và càng ít hao năng lượng.

Định luật Moore đã đúng hơn 40 năm qua kể từ năm 1965 và sẽ tiếp tục đúng trong vòng 15 năm tới. Tuy nhiên, đặc tính thu nhỏ của silicon sẽ đến một mức giới hạn và dừng lại ở một kích thước nhất định nào đó. Để giải quyết khó khăn này, tháng 11 năm 2007 Intel tung ra thị trường thế giới một transistor mới với kích cỡ 45 nanomét dùng một nguyên tố gọi là hafnium để thay thế silicon. Transistor này nhỏ đến mức người ta có thể xếp 2000 transistor trong một khoảng không gian dày bằng sợi tóc. Hằng tỷ transistor được tập tích trong một chip vi tính cũng chỉ to vài cm2. Muốn nhìn các transistor này ta cần kính hiển vi điện tử với độ phóng đại vài trăm nghìn lần.

Với những thành quả ngoạn mục của phương pháp thu nhỏ "từ trên xuống" trong công nghiệp điện tử, người ta không khỏi thắc mắc tại sao lại phải cần đến công nghệ nano "từ dưới lên", vì dù sao các công cụ cũng đã đạt đến thứ nguyên nanomét? Vấn đề chính của các transistor thu nhỏ là sự phát nhiệt. Càng được thu nhỏ, transistor càng nóng. Sự phát nhiệt làm tổn hại và giảm công năng của các dụng cụ điện tử. Nếu tò mò một chút, ta thấy trong các máy vi tính lúc nào cũng có chiếc quạt gió để làm nguội chip. Nhu cầu thu nhỏ hơn nữa và tránh sự phát nhiệt cần phải nhờ đến giải pháp "từ dưới lên" của công nghệ nano và khái niệm "phân tử điện tử học" (molecular electronics) ra đời. Một thí dụ của phân tử điện tử học là transistor phân tử (molecular transistor). Trong những năm gần đây, nhiều nhóm nghiên cứu dùng phân tử ống than nano làm vật liệu để chế tạo transistor phân tử có kích thước vài nanomét. Đây là một transistor đã đụng đến "tận đáy" của vật chất. Ngoài ra, ống than nano có đặc tính dẫn điện đạn đạo (ballistic conductivity) mà không gây sự phát nhiệt. Việc nghiên cứu transistor ống than nano đang tiến triển khả quan cho nhiều hứa hẹn. Người ta dự đoán nếu transistor ống than nano được dùng cho máy vi tính thì máy sẽ thu nhỏ bằng cục đường uống cà phê (2 x 2 x 2 cm)!
Tiêu đề: Re: Khoa học và công nghệ nano: trong một thế giới cực nhỏ
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 11:00:34 AM
Công nghệ nano và sinh học

Những dự đoán thiên tài của giáo sư Richard Feynman gần 50 năm trước không còn là một "khả năng" mà đã trở thành sự thật ở thế kỷ thứ 21. Khoa học và công nghệ nano mở rộng một thế giới mới cho con người, nhưng thật ra chúng đã là một "ngành" rất xa xưa của thiên nhiên. Từ những tế bào mang sự sống đầu tiên thành hình trên quả đất hơn 3 tỷ năm trước cho đến sự xuất hiện của loài linh trưởng homo sapiens có ý thức và linh hồn, trải qua hàng trăm triệu năm tạo hóa đã dùng công nghệ nano thao tác các nguyên tử và phân tử vô tri gieo mầm cho sự sống, tạo ra muôn loài sinh linh biết thích ứng với môi trường sống xung quanh trong đó có con người - đỉnh cao của quá trình tiến hóa - với trí thông minh kỳ diệu. Đây là quá trình thiết kế "từ dưới lên" dùng những thành phần đơn giản nhất, để cuối cùng hoàn thành một cấu trúc phức tạp nhất, trong những điều kiện bình thường nhất (nhiệt độ 0 - 40 °C, áp suất 1 atm của khí quyển). 

Một thí dụ khác trong phạm vi nhỏ hơn có quá trình phát triển và tiến hóa ngắn hơn cũng theo phương pháp "từ dưới lên" là quá trình thụ tinh, tạo phôi rồi phát triển thành sinh vật và con người. Các tế bào phôi chứa phân tử DNA mang những thông tin di truyền và là "nhà máy" sản xuất các tập hợp phân tử sinh học điển hình là các loại protein với các chức năng khác nhau cần thiết cho một sinh vật có cảm giác và linh hồn. Quá trình tiến triển từ phôi đơn giản vô tri đến cấu tạo hài hòa của một con người có ý thức, cảm giác chỉ cần 40 tuần. Đây là một khả năng kỳ diệu của tạo hóa!

Các loại protein là những thí dụ cụ thể của các loại động cơ, công cụ điện (electrical device) sinh học ở thứ nguyên nanomét. Hay nói một cách khác đây là những phân tử hay tập hợp phân tử biết chuyển hoán năng lượng thành cơ năng để đi, bò, nhún nhảy, quay tròn, truyền đạt tín hiệu điện, đã hiện hữu ngay trong các loài vi khuẩn hoang sơ có một cấu trúc sinh học đơn giản từ 3 tỷ năm trước. Con bào ngư cũng biết lợi dụng công nghệ nano làm vỏ để bao bọc thân thể. Giữa vỏ bào ngư và viên phấn viết bảng có sự giống nhau và khác nhau. Cả hai đều là calcium carbonate (CaCO3) nhưng vỏ bào ngư là một vật liệu rất cứng, chống nước mặc dù độ dày chỉ khoảng vài mm, trong khi viên phấn có thể bị bẻ gãy dễ dàng và tan rã trong nước. Vỏ bào ngư có độ cứng 3.000 lần lớn hơn viên phấn. Nguyên nhân là sự khác biệt của cấu trúc vi mô. Con bào ngư như một kỹ sư xây dựng thiên tài tạo ra vỏ có cấu trúc nano bằng cách trải từng lớp calcium carbonate ở độ dày 500 - 800 nanomét (1/100 sợi tóc) (Hình 1) như anh thợ nề lót từng viên gạch tường, trong khi viên phấn chỉ là những hạt calcium carbonate được ép vào nhau vô thứ tự. Kinh nghiệm thường ngày cho thấy, khi dùng búa đập vào mảng bức tường theo chiều dọc rất khó làm tan nát các viên gạch. Tương tự, khi có một va đập vào vỏ bào ngư, vết nứt không xuyên thủng qua vỏ nhưng nó sẽ đi dọc theo đường biên giữa các mảng calcium carbonate, nhờ vậy vỏ được bảo toàn. Cấu trúc này được các nhà khoa học mô phỏng để làm áo giáp và mũ cối quân đội. 

Vỏ bào ngư với những mảng CaCO3. Độ dày mảng là 500 - 800 nm (1/100 sợi tóc).

Bài học vỏ bào ngư đã cho các nhà khoa học một nhận thức quan trọng là mặc dù cùng một nguyên tố cấu thành nhưng tùy phương cách thiết kế ở thang vi mô vật liệu sẽ có những đặc tính khác nhau. Sinh vật đã có lịch sử tiến hóa hàng trăm triệu năm, là mô hình hoàn thiện nhất để con người bắt chước. Thật ra, mô phỏng từ Mẹ thiên nhiên không phải là điều xa lạ đối với con người. Loài người nhìn chim muông để tạo ra phi cơ bay trong bầu trời, phi thuyền bay vào vũ trụ; nhìn kình ngư để tạo ra tàu thủy lướt sóng, tàu ngầm vượt lòng đại dương. Nhưng ở thế kỷ 21, sự mô phỏng không còn giới hạn ở cái phiến diện bên ngoài mà đã đi vào "tận đáy" của các hệ thống sinh học. Thật vậy, sự vận hành của các động cơ và công cụ sinh học ở thang phân tử đã đặt một câu hỏi lớn cho các nhà khoa học là con người có thể nào tận dụng kỹ thuật nhân tạo để mô phỏng thiên nhiên tạo ra những động cơ và công cụ ở thứ nguyên nanomét. Những thách thức này đã thúc đẩy sự thành hình của nền khoa học và công nghệ nano.

Mặc dù vào thập niên 70 của thế kỷ trước đã lác đác xuất hiện vài quyển sách giáo khoa về sinh học vật lý viết bằng tiếng Anh và tiếng Nhật, nhưng mãi cho đến cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 các nhà vật lý mới chú ý đến các loại động cơ, dụng cụ, chất xúc tác sinh học siêu nhỏ ở mức vi mô. Theo thiển kiến của người viết, nguyên nhân chính là một bức tường vô hình chắn sự giao lưu của hai ngành sinh học và vật lý. Các nhà vật lý thường ít chuyên tâm đến các ngành khác. Nếu có thì cũng chỉ vươn đến ngành hóa trong đó bộ môn hóa lý (physical chemistry) và hóa học lượng tử (quantum chemistry) đã trở thành hai nhịp cầu nối liền vật lý và hóa học. Mặt khác, các nhà sinh học biết rất ít về những qui luật vật lý, có khuynh hướng tránh xa toán học, họ chỉ quan sát các hiện tượng mang nhiều tính định tính hơn là định lượng. Tuy nhiên, sự thành hình của nền công nghệ nano đã kéo hai ngành vật lý và sinh học xích lại gần nhau. Sự tương tác giữa vật lý, hóa học và sinh học là một nền tảng vững chắc và cần thiết cho khoa học và công nghệ nano.
Tiêu đề: Re: Khoa học và công nghệ nano: trong một thế giới cực nhỏ
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 11:01:48 AM
"Trăm nghe, trăm thấy và một sờ"
[/b]

Sau bài nói chuyện nổi tiếng mang đầy tính thuyết phục của Feynman, hàng ngàn khoa học gia trong 50 năm qua đã nghiên cứu, thu thập tri thức, sáng tạo ra nhiều phương pháp, mò mẫm đi vào thế giới cực nhỏ để "vào hang hùm bắt cọp con"! "Cọp con" ở đây là những nguyên tử và phân tử mà các nhà khoa học muốn nhìn thấy, muốn nắm bắt, di chuyển chúng theo chủ ý của mình và cuối cùng thiết lập những đặc tính cho một ứng dụng nào đó.

Kể từ khi khái niệm về nguyên tử trong khoa học tự nhiên ra đời cách đây hơn 100 năm, người ta đã xác nhận nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của vạn vật nhưng trên thực tế chưa ai nhìn thấy được cho đến năm 1981. Vào năm này, hai nhà nghiên cứu của công ty IBM, G. Binning và H. Rohrer, tuyên bố với thế giới là hai ông đã "nhìn" thấy nguyên tử bằng kính hiển vi quét đường hầm (scanning tunelling microscope, STM) do hai ông phát minh và đoạt giải Nobel cho thành quả này.

"Trăm nghe không bằng một thấy", nhưng con người vẫn chưa thỏa mãn. Sự tò mò của con người thôi thúc bắt đôi bàn tay phải táy máy hành động, vì "Trăm thấy không bằng một sờ"! Ngoài việc nhìn thấy nguyên tử, STM còn cho khả năng di chuyển nguyên tử. Năm 1990, D. Eigler và E. Schweizer cũng tại IBM lần đầu tiên "sờ" được nguyên tử. Hai ông dùng đầu dò (tip) của STM để di chuyển từng đơn vị nguyên tử theo ý của mình. Lời tiên đoán của Feynman năm 1959 nay đã thành hiện thực. Thí nghiệm của của Eigler và Schweizer đã được thực hiện trong chân không và nhiệt độ cực thấp (-270 °C). Hai ông đã di chuyển 35 nguyên tử xenon để tạo ra 3 mẫu tự "IBM" (Hình 2). Chiều ngang của toàn thể 3 mẫu tự này chỉ có 3 nanomét. Đây là mẫu tự nhỏ nhất của thế giới loài người!

Việc di chuyển nguyên tử là việc đơn giản nhất, nhưng với kỹ thuật hiện tại vẫn còn rất khó khăn. Vì vậy, kéo hai nguyên tử kết hợp thành phân tử rồi chồng chập các phân tử lên nhau tạo thành một động cơ hay một công cụ siêu nhỏ như thiên nhiên đã làm là một điều khó khăn nếu không muốn nói là hoang tưởng ở thời điểm hiện tại.
Tiêu đề: Re: Khoa học và công nghệ nano: trong một thế giới cực nhỏ
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 11:03:02 AM
Động cơ nano nhân tạo
Các nhà hóa học có một cách làm khác. Họ là những chuyên gia hiểu rất rõ về các liên kết hóa học (chemical bonding). Họ biết từng đặc tính của nguyên tử, từ đó tổng hợp (synthesize) bằng nhiều phương pháp cho ra các sản phẩm phân tử tạo ra các loại vật liệu hơn hai trăm năm nay. Họ không lôi kéo một cách "vật lý" các nguyên tử để tạo thành phân tử hay hợp chất, nhưng họ trộn dung dịch nầy với dung dịch kia, cho vào ống nghiệm lắc lắc xoay xoay. Với bàn tay "phù thủy", họ có thể cắt vài nguyên tử ra khỏi phân tử mẹ hay gắn vào một nhóm nguyên tử khác, hoặc kết hợp các phân tử khác nhau trở thành phân tử mới với đặc tính định sẵn bằng những phản ứng hóa học rất hiệu quả. Ở một khía cạnh nào đó, họ đã tạo ra những vật liệu bằng những thao tác nano, di dời các nguyên tử bằng các phản ứng hóa học. Từ truyền thống lâu đời này, các nhà hóa học ở một vị trí lý tưởng để chế tạo ra những động cơ hay công cụ phân tử nhân tạo.

Tuy nhiên, ta phải khiêm cung nói rằng con người đang tập tành bắt chước tạo hóa làm những công cụ phân tử ở mức sơ đẳng nhất. Nói cho dễ hiểu, trong khi con người đang cưa đẽo những khúc gỗ làm chiếc xe cút kít thì tạo hóa đã hoàn bị một chiếc xe Mercedes hạng sang! Dù là một cỗ máy to lớn hay là tập hợp phân tử, động cơ chẳng qua là một công cụ chuyển hoán năng lượng; từ hóa năng hay điện năng thành cơ năng. Một động cơ phân tử sinh học biết xoay, biết đi, biết bò, biết ứng xử với môi trường xung quanh là một tập hợp phân tử cực kỳ phức tạp. Tinh trùng là một thí dụ. Hiện tại, tạo ra một động cơ nano (phân tử) nhân tạo với phương pháp nano "từ dưới lên" tương tự như hệ thống sinh học là một việc không tưởng. Nhưng các nhà hóa học đã có khả năng tạo những bộ phận đơn giản cho động cơ nano. Việc đầu tiên là tổng hợp những siêu phân tử (supramolecule) làm các bộ phận cấu thành, sau đó "ráp" các bộ phận nano này thành động cơ. Trong mười năm qua, họ đã tổng hợp các bộ phận phân tử có tác dụng như một bật điện, khối quay (rotor), cánh quạt, trục, phanh, bánh răng, bánh cóc (rachet) v.v... [2]. Nhiên liệu cho các động cơ nổ là xăng, cho động cơ nano nhân tạo là ánh sáng mặt trời. Đương nhiên, đây là những động cơ rất đơn giản so với động cơ phân tử sinh học nhưng cũng đòi hỏi nhiều cố gắng và kiến thức trong hóa hữu cơ và quang hóa học (photochemistry).

Khi một vật thể vi mô có kích thước nanomét hay thậm chí micromét (độ dày sợi tóc là 0,1 mm = 100 micromét = 100.000 nm), những hiện tượng ta không thấy hoặc không quan trọng ở thế giới bình thường vĩ mô (macroscopic) sẽ xuất hiện hoặc trở nên quan trọng ở thế giới vi mô. Chẳng hạn, khi các vật thể ở đơn vị mét (vĩ mô) được thu nhỏ đến micromét hay nanomét, diện tích bề mặt sẽ tăng từ một triệu đến một tỷ lần - những con số cực kỳ lớn. Sự gia tăng bề mặt rất hữu ích trong các chất xúc tác cho phản ứng hóa học, ứng dụng quang tổng hợp và chuyển hoán năng lượng mặt trời. Nhưng cũng vì sự gia tăng bề mặt, lực kéo của môi trường xung quanh (như của nước hay không khí), sức căng bề mặt nhanh chóng gia tăng làm cản trở sự di động của vật này. Mặt khác, bằng mô hình vi tính (computer model) người ta dự đoán rằng lực ma xát gần như zero trong cấu trúc nano. Điều này rất quan trọng cho sự bền bỉ, ít hao mòn vì không ma xát của các bộ phận di động, xoay, nhảy, bước của động cơ nano. Dù lực ma xát zero chưa được kiểm chứng bằng thực nghiệm, nhưng khi ta nhìn lại cơ thể con người và so với các loại cỗ máy nhân tạo, phải công nhận rằng "bộ máy" con người từ mực vi mô đến vĩ mô ít bị bào mòn và "xài" tốt, ít nhất cũng đến cái tuổi "thất thập cổ lai hi"!

Ngoài ra, trong thế giới cực nhỏ nano, cơ học cổ điển Newton áp dụng cho các vật vĩ mô trở nên vô hiệu và chúng ta đi vào mảnh đất của cơ học lượng tử. Một quả banh tennis khi va vào một bức tường thì sẽ bật trở lại. Đây là một việc hiển nhiên thường ngày. Nhưng khi được thu nhỏ đến kích thước nano thì quả banh có thể đi xuyên bức tường giống như một bóng ma trong phim kinh dị! Đây là một hiện tượng vật lý thật sự và được gọi là hiệu ứng đường hầm Esaki (Esaki's tunnelling effect)  - một hiệu ứng cơ bản trong cơ học lượng tử. Hiệu ứng nầy cho điện tử nhiều ứng dụng đặc biệt nhờ khả năng đi xuyên qua lá chắn cách điện. Vì vậy, những linh kiện điện tử ở thang nano không những làm gia tăng mật độ tập tích mà còn tạo ra một môi trường cho điện tử di chuyển tự do, dẫn đến sự giảm nhiệt và gia tăng hiệu suất.     

Về mặt lý thuyết, cơ học lượng tử là một cơ sở vững chắc để dự đoán và giải thích các hiện tượng của thế giới nano. Mặt khác, nhiệt động học (thermodynamics) là một bộ môn cổ điển của vật lý từ thế kỷ 19, khảo sát các hiện tượng vĩ mô thông qua các biến số như nhiệt độ, áp suất và năng lượng. Dù bộ môn này chỉ dựa trên "hiện tượng luận" (phenomenological) nhưng nó đã đưa ra những định luật cực kỳ chính xác cho việc lý giải từ sự cân bằng hóa học đến cơ cấu vận hành và hiệu suất của động cơ nổ.

Trong lĩnh vực sinh học, hiện nay người ta vẫn chưa hiểu rõ cơ chế hoạt động của động cơ phân tử, vì vậy chưa định lượng được hiệu suất chuyển hoán năng lượng của các loại động cơ tí hon này [3]. Muốn trả lời câu hỏi này ta phải cần đến nhiệt động học. Nhưng liệu các định luật khoa học áp dụng cho thế giới bình thường vĩ mô có thể kéo dài đến tận đáy của thế giới vi mô (nano)? Chúng ta chưa có một câu trả lời dứt khoát vì hai lý do. Thứ nhất, đối tượng khảo sát của nhiệt động học phải ở trong một môi trường cô lập. Điều này đúng ở các động cơ nổ trong đó piston chỉ hoạt động trong ống xy lanh có nhiệt độ và áp suất riêng mà không bị ảnh hưởng bởi thế giới bên ngoài. Ngược lại, động cơ sinh học hoạt động trong một tế bào là một hệ thống mở giao lưu với môi trường xung quanh. Thứ hai, nhiệt động học khảo sát một tập hợp hàng tỷ phân tử. Thí dụ, động cơ chiếc xe Toyota Camry 2 lít chứa khoảng 1022 (10.000 tỷ tỷ) phân tử. Làm sao có thể ngoại suy các định luật nhiệt động học của một tập hợp hằng tỷ phân tử trở thành định luật cho một vài phân tử? Đây là một thử thách mà các nhà khoa học phải trực diện để hoàn bị cách kiến giải và thực hành của khoa học và công nghệ nano. Nếu việc ngoại suy này đạt được kết quả mong muốn, nhiệt động học sẽ cho ta biết những cơ chế chuyển hoán năng lượng tạo ra sự chuyển động từ những động cơ thật to như đầu máy xe lửa đến các động cơ thật nhỏ trong tế bào sinh học. Có thể lúc đó các nhà khoa học sẽ tiến rất gần đến việc thiết lập "lý thuyết cho tất cả mọi vật" (theory of everything) từ cực lớn đến cực nhỏ, điều mà các nhà vật lý lý thuyết từng mơ ước hơn 100 năm nay.
Tiêu đề: Re: Khoa học và công nghệ nano: trong một thế giới cực nhỏ
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 11:03:53 AM
Tiềm năng ứng dụng và nguy hiểm ẩn tàng

Công nghệ là một quá trình liên quan đến cách áp dụng kiến thức khoa học vào việc chế tạo các sản phẩm kinh tế tạo ra sự giàu có, các phương tiện để phục vụ con người hay bảo vệ sự sống còn của một đất nước. Cho đến thời điểm hiện tại động cơ và công cụ nano vẫn là một khái niệm trong phòng nghiên cứu, chưa là một thực thể trên thương trường. Tuy nhiên, về mặt vật liệu và cấu trúc nano đã có sự tiến triển rõ rệt vì nhu cầu đổi mới của các nền công nghệ hiện có. Ống than nano là một vật liệu nano được chú trọng nhiều nhất vì đây là vật liệu mới cho nhiều khả năng chế tạo các dụng cụ với điện tính và cơ tính siêu việt, có tiềm năng ứng dụng rộng lớn vào cuộc sống đời thường, kể cả trong y học và quốc phòng. Nhu cầu này thúc đẩy sự phát triển vượt bực trong kỹ thuật sản xuất, làm giá của ống than nano giảm hơn 1.000 lần trong 10 năm qua, từ vài trăm đô la Mỹ xuống đến vài xu cho một gram.

Các cấu trúc nano của ống than nano được hình thành có hình dạng như một cánh rừng nhiệt đới trong đó các ống nano mọc thẳng như thân cây. Với hình dạng này, ống than nano có thể đạt đến diện tích bề mặt 1.000 m2 (bằng một miếng đất để xây nhà) cho một gram vật liệu, rất cần thiết khi dùng làm bộ cảm ứng (sensor). Thể xốp (porous) titanium dioxide (TiO2) với những lỗ nano có diện tích bề mặt 200 - 500 m2 (bằng một sân tennis) cho một gram TiO2. Tinh thể nano (hay là chấm lượng tử, quantum dot) silicon đã được chế tạo thành công trong phòng thí nghiệm. Thể xốp nano titanium dioxide và chấm lượng tử silicon là những cấu trúc nano được thiết kế cho pin mặt trời tương lai.

Động cơ và các công cụ nano trong lĩnh vực phân tử điện tử học cho thấy nhiều tiềm năng ứng dụng nhưng hiện nay vẫn còn là những đề tài nghiên cứu cơ bản. Việc thương mãi hóa các sản phẩm nano có thể thực hiện trong vòng 10 đến 20 năm và thời gian này kéo dài hay rút ngắn tùy vào chính sách đầu tư vào nghiên cứu của chính phủ. Áp dụng vào y học là một điểm nổi bật trong các ứng dụng của sản phẩm nano. Đặc tính tải thuốc (drug delivery) đến các tế bào và chẩn bệnh trong cơ thể con người của các loại vật liệu y học được khảo sát từ nhiều năm qua. Trong lĩnh vực này, động cơ nano có tiềm năng rất lớn. Động cơ cần được điều khiển đi theo hướng được chỉ định như tinh trùng biết tiến về noãn sào trong quá trình thụ tinh, biết cảm ứng và có khả năng nhận thuốc và nhả thuốc vào tế bào nhiễm bệnh ở một "địa chỉ" nhất định. Ống than nano được dùng làm giàn giáo cho tế bào xương phát triển để hàn các vết gãy nứt của xương. Ống than nano có khả năng xuyên thủng màn tế bào như cây kim nano, có thể là một công cụ để tải thuốc, vắc xin, dược liệu chống ung thư vào các tế bào nhiễm bệnh [4].   

Các ứng dụng của công nghệ nano được đặc biệt lưu tâm trong lĩnh vực quốc phòng. Có lẽ cũng vì lý do này, ngân sách dành cho nghiên cứu cơ bản hay ứng dụng trong công nghệ nano đạt đến hàng tỷ đô la hằng năm ở các nước tiên tiến. Các vật liệu mới được hình thành theo phương pháp "từ dưới lên" sẽ có ứng dụng rộng khắp trong công nghệ quốc phòng. Giống như tiến trình tạo vỏ bào ngư, các nhà khoa học nghiên cứu các loại vật liệu nano tạo ra kim loại, ceramic, polymer vừa mỏng, vừa nhẹ, vừa siêu cứng cho chiến hạm, xe tăng, máy bay và áo giáp cá nhân có khả năng chống bom đạn. Những loại vật liệu "tàng hình" thông minh biết hấp thụ hay phản hồi radar tùy lúc, hay biết đổi màu giống môi trường xung quanh đang được nghiên cứu để tối ưu hóa hiệu quả tàng hình và ngụy trang. Transistor phân tử và transistor sinh học (biotransistor) dùng DNA là những đề tài nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực truyền thông quốc phòng.

Vật liệu và sản phẩm nano là con dao hai lưỡi. Vì là những vật cực nhỏ, chúng có thể là phương tiện trị liệu nhưng cũng là mầm móng gây bệnh ở mức tế bào. Trên phương diện "sức khoẻ và an toàn chức nghiệp" (occupational health and safety), người ta vẫn chưa hiểu rõ những tác hại nào có thể xảy ra khi hạt nano đi vào cơ thể mà không bao giờ bị phân hủy theo qua trình chuyển hóa tự nhiên (metabolism). Hiện nay vẫn chưa có một quy định chặt chẽ nào cho việc sử dụng và xử lý các sản phẩm vật liệu nano, điển hình là ống than nano và fullerene C60. Song song với những tiến bộ khoa học, khả năng tác hại của những mối nguy hiểm ẩn tàng cần phải đặc biệt cảnh giác.
Tiêu đề: Re: Khoa học và công nghệ nano: trong một thế giới cực nhỏ
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 11:04:58 AM
Lời kết!
Đã gần nửa thế kỷ từ ngày Feynman thốt ra những lời dự đoán thiên tài, nền công nghệ nano dần dần được hình thành và đang đưa loài người đến cuộc cách mạng kỹ nghệ lần thứ hai. Về mặt lý thuyết, cơ học lượng tử - bộ môn vật lý của thế giới vi mô - đã khẳng định vai trò độc tôn của mình trong việc giải thích và tiên liệu những hiện tượng nano. Thêm vào đó, việc triển khai nhiệt động học cổ điển đến các hệ thống vi mô bằng ngôn ngữ của công nghệ nano và công nghệ sinh học là một đề tài quan trọng trong vật lý lý thuyết, không những để giải thích cơ chế và hiệu suất vận hành của các động cơ nano nhân tạo mà còn dẫn dắt chúng ta thoát khỏi vòng vô minh để lý giải nguồn cội xuất hiện của sự sống dựa vào các động cơ phân tử sinh học.

Về mặt công nghệ, sự kết hợp của chính sách quản lý khoa học sáng suốt có tầm nhìn xa của chính phủ tại một số nước tiên tiến và số vốn đầu tư kếch sù của các doanh thương đã đẩy mạnh những tiến bộ khoa học và nhanh chóng thương mãi hóa nhưng thành quả nghiên cứu tạo ra sản phẩm. Năm 2004, Mỹ đứng đầu thế giới trong việc đầu tư vào công nghệ nano (1,7 tỷ đô la/năm ) sau đó là Nhật Bản (1 tỷ đô la/năm), Hàn Quốc (đứng thứ 6), Úc (thứ 9), Trung Quốc (thứ 10) và Đài Loan (thứ 11, 120 triệu đô la/năm) [5]. Dựa theo những số tiền đầu tư to lớn này, công nghệ nano chắc chắn sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến xã hội và sinh hoạt của chúng ta trong vài thập niên tới. Những vật cực nhỏ sẽ cho nhân loại tiềm năng kinh tế cực to ở thế kỷ 21.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 05:45:23 PM
    
Xử lý chất thải độc hại bằng công nghệ nano


Dưới tác động của ánh sáng khuếch tán, vật liệu bán dẫn có kích thước nano có thể phá vỡ các liên kết hữu cơ độc hại. Khai thác khả năng này, các nhà khoa học đã ứng dụng vật liệu bán dẫn TiO2 để làm sạch môi trường.

Từ năm 1996, các viện thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia, bao gồm Viện Vật lý ứng dụng và Thiết bị khoa học, Viện Hóa học, Phân viện Vật liệu tại TP HCM, Viện Kỹ thuật nhiệt đới đã hợp tác sử dụng công nghệ nano để nghiên cứu vật liệu bán dẫn này. Đề tài tập trung vào nghiên cứu công nghệ chế tạo lớp phủ TiO2 có kích thước hạt nano lên một số loại vật liệu khác nhau, dùng để phân hủy các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm như khói thải xe cộ, khói thuốc lá và các hóa chất độc trong nước thải, thuốc trừ sâu... nhờ tác động khuếch tán của ánh sáng.

Dựa trên các kết quả nghiên cứu cơ bản, hiện nay, các nhà khoa học đã thiết kế và chế thử thành công tấm panen quang xúc tác TiO2 có cấu trúc nano xốp để đưa vào một số thiết bị làm sạch môi trường như máy khử mùi, làm sạch không khí, hệ thống lọc nước.

Ứng dụng trên thế giới

Đi đầu trong ứng dụng hiệu ứng quang xúc tác mạnh của vật liệu bán dẫn TiO2 để làm sạch môi trường là Nhật Bản và Mỹ. Rất nhiều các sản phẩm mới đã ra đời như gạch men có khả năng tự làm sạch và diệt vi khuẩn dùng cho các bệnh viện, hệ thống lọc nước sử dụng ánh sáng tử ngoại và TiO2 để khử các chất độc hữu cơ còn sót lại trong nước sau khi đã xử lý bằng các phương pháp thông thường, thiết bị làm sạch không khí và mùi…

TiO2 là vật liệu rất bền, không độc hại, rẻ tiền và có thể chế tạo ở Việt Nam. Vật liệu này đã được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống. Tuy vậy, việc sử dụng tính chất quang xúc tác của TiO2 hạt siêu mịn (hạt có kích thước vài chục nano) để làm sạch môi trường còn là vấn đề rất mới mẻ ở nước ta.

SGGP,
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 05:54:15 PM
Công nghệ Nano và vũ khí vi ảnh

Các chuyên gia vũ khí Mỹ cho biết, trong khoảng 5 năm tới, một đội quân vi hình sẽ được thành lập từ các loại vũ khí vi ảnh trên cơ sở công nghệ Nano. Chiến tranh tương lai sẽ là cuộc chiến của vô số các loại thiết bị bỏ túi với những ưu điểm quân sự chưa từng thấy.

Cỏ tình báo là một trong những thiết bị thám thính trắc địa vi ảnh được thiết kế bằng công nghệ Nano (công nghệ sản xuất các thiết bị cực nhỏ). Nhìn bề ngoài, nó có hình dạng như một cọng cỏ thật. Bên trong, người ta lắp đặt máy ảnh, thiết bị trinh sát và bộ cảm ứng siêu nhạy cảm.

Nhờ các thiết bị này, cỏ tình báo có khả năng nhận biết được những chấn động và âm thanh phát ra từ xe tăng, xe tác chiến đang vận chuyển ở cự ly trên 100 m. Nó cũng có thể tự động định vị, định hướng và vượt qua các chướng ngại vật.

Con bọ điện tử là loại vũ khí có kích cỡ nhỏ như một con ruồi. Nó được phóng ra từ hàng loạt bằng máy bay, đại pháo, hoặc vũ khí bộ binh. Người ta cũng có thể bố trí chúng gần hệ thống truyền tin và hệ thống vũ khí của đối phương bằng biện pháp thủ công. Chúng có thể dựng thành một mạng lưới trinh sát hiệu quả cao tại một vị trí đặc biệt nào đó, nâng cao số lượng tin tức chiến trường thu được.

Cũng dựa trên công nghệ Nano, mới đây bộ phận thực nghiệm thuộc Đại học Illinois, Mỹ đã thiết kế một phi cơ tình báo vi ảnh có chiều dài khoảng 15 cm. Nó có khả năng bay liên tục trong 60 phút, hành trình đạt tới 16 km. Phi cơ gián điệp này còn có thể bay trong một vật thể kiến trúc hoặc gần một thiết bị mà radar thông thường không phát hiện được. Trong đêm tối, phi cơ có thể chụp ảnh hồng ngoại cực kỳ rõ nét rồi báo về bộ phận tác chiến, hướng dẫn các đường đạn tấn công chính xác vào mục tiêu.

Gần đây người Đức đã chế tạo thành công một máy bay trực thăng với kích cỡ chỉ bằng một con cánh cam, nặng không tới 0,5 gr, có khả năng bay cao 130 m. Bộ phận khởi động chỉ nhỏ như ngòi bút, nhưng tần số cánh quạt có thể lên tới 100.000 vòng/phút.

Từ công nghệ Nano, người ta còn sản xuất vệ tinh có thể tích rất nhỏ và nhẹ, do vậy, chỉ cần dùng một tên lửa đẩy nhỏ cũng có thể phóng lên trăm nghìn vệ tinh một lúc, tổ hợp thành mạng vệ tinh theo những quỹ đạo khác nhau. Chúng sẽ theo dõi từng “ngõ ngách” của trái đất để nắm rõ tình hình chiến sự. Hiện nay, Trung Quốc đã chế tạo thành công vệ tinh Nano mang tên TBNS1, có trọng lượng dưới 10 kg. Họ đã có kế hoạch phóng thử nghiệm vào cuối năm nay.

Người Lao Động
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 05:56:05 PM
Nối hai ống nano bằng "dây carbon"
Các nhà khoa học Đức vừa giải được bài toán thuộc loại hóc búa nhất trong kỹ thuật vi mạch: Nối hai ống nano có đường kính 2 phần triệu milimét bằng một mối hàn carbon có thể dẫn điện.

Trước nay, người ta mới chỉ nối được các ống nano có đường kính 20 nm (1 nm = 1 phần triệu mm) bằng dây kim loại. Vì vậy, phạm vi ứng dụng ống nano trong kỹ thuật siêu vi mạch (với các dây dẫn siêu nhỏ) bị hạn chế.
     
Giáo sư Florian Banhart, Đại học Ulm, Đức đã dùng một chùm điện tử chiếu vào điểm nối giữa hai ống nano để hàn chúng lại với nhau. Bằng kỹ thuật này, ông có thể khoanh chiếu chính xác khu vực nối tiếp (đường kính khoảng 1 nm) để đốt nóng. Dưới tác dụng của chùm điện tử, tại điểm nối, carbon của hai ống nano chảy ra, tạo thành một công tắc grafit (than chì) có khả năng dẫn điện tốt.

Ống nano là các loại ống dẫn bằng carbon có đường kính rất nhỏ (chỉ vài phần triệu mm). Tuỳ theo chiều dòng điện chạy qua, nó có thể trở thành dây dẫn, bán dẫn hoặc điện trở. Nhờ những tính chất này, ống nano được sử dụng như những bộ phận dẫn - ngắt trong vi mạch. Tuy nhiên, để nối các ống nano có đường kính nhỏ hơn 20 nm lại với nhau bằng công tắc điện là việc rất khó khăn. Đây cũng là trở ngại chính cho việc ứng dụng ống nano trong kỹ thuật vi mạch điện tử. Nhưng với kỹ thuật "dây carbon" của Banhart, trở ngại này đã được giải quyết.

Minh Hy (theo Nature, Bild der Wissenschaft)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 05:57:24 PM
Công nghệ nano giúp phục sinh các bức bích họa

Ứng dụng công nghệ nano, các nhà khoa học đã cho ra đời những hạt vôi tôi sáu cạnh, kích thước chỉ khoảng 100-250 nanomét (1 nanomét bằng 1 phần triệu mm) có thể giúp trám những khe nứt trên các bức tranh sơn màu vẽ trên tường, còn gọi là bích họa.

Vào thời Phục hưng, các hoạ sĩ đều dùng kỹ thuật sơn màu trực tiếp lên lớp vữa tường ẩm ướt. Khi khô ráo, màu và vữa kết lại rất chắc. Nhưng qua sự tàn phá của thời gian, đến nay lớp sơn phía trên bị bong tróc, nứt nẻ, gây lo ngại cho các nhà bảo tồn, đặc biệt ở các vùng có khí hậu ẩm ướt.

Piero Baglioni các đồng nghiệp tại Đại học Florence (Ý) đã cho những tinh thể vôi tôi (calcium hydroxide) hoà tan với cồn rồi phủ lên bức tranh. Sau khi cồn bay hơi, các tinh thể vôi sẽ hấp thu nước và CO2 rồi kết hợp với calcium carbonate trong lớp sơn và vữa bên dưới. Nhờ vậy, các khe nứt sẽ được gắn lại bằng một chất kết dính gần như vô hình.

Tuổi Trẻ (theo ABC News)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 05:58:40 PM
Công nghệ nano tạc tượng bò chỉ to bằng hồng cầu

Các nhà khoa học Đại học Osaka, Nhật, mới đây đã thực hiện được một tác phẩm điêu khắc độc đáo và là một kỳ công: dùng tia laser tạc tượng một con bò bằng nhựa trong, có kích thước chỉ to bằng một hồng cầu trong máu.
   
Thành công này mở đường cho việc chế tạo các thiết bị nhỏ xíu phục vụ các cuộc vi phẫu trong cơ thể người.

Bức tượng con bò này dài 10 micromet (1micromet bằng 1/1.000 milimet) nên chỉ có thể chiêm ngưỡng được qua kính hiển vi điện tử mà thôi. Nó cũng có đủ các chi tiết như hai cái sừng, đuôi và các bắp thịt, được tạc bằng kỹ thuật bắn tia laser dưới sự kiểm soát của một chương trình điện toán. Theo kỹ thuật này, nhựa sẽ đông đặc lại tại những nơi hai tia laser gặp nhau.

Trước đây, những bức tượng có kích thước nhỏ như vậy mới chỉ được giới hạn bằng những bề mặt hai chiều rồi dán keo lại với nhau để tạo thành hình ảnh ba chiều nên tác phẩm trông rất thô sơ.

Ngoài ra nhóm nghiên cứu còn tạc được một lò xo nhỏ xíu cũng bằng chất nhựa đó, có thể co giãn như một lò xo thông thường.

Tuổi Trẻ (theo BBC)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:00:45 PM
Công nghệ nano chế tạo quân phục chống độc

Để đảm bảo an toàn tính mạng cho binh sĩ trong chiến trận có sử dụng vũ khí hoá học và sinh học, các nhà nghiên cứu Mỹ mới chế tạo một loại quân phục chống độc, sử dụng công nghệ nano. Quần áo được dệt từ các sợi cực mảnh, cho phép không khí lọt qua, nhưng lại ngăn hơi độc.

"Không hề đơn giản khi ta kết nối những sợi cực mảnh trong một bộ quân phục", Tom Tassinari thuộc Trung tâm Natrik của Quân lực Mỹ tại Massachusetts, nói. Với việc ứng dụng công nghệ nano, người ta đã thay đổi tính chất của các sợi này, khiến chúng tăng độ chịu nhiệt, độ cứng và độ đàn hồi.

Gần đây, không chỉ trong quân sự mà cả các lĩnh vực dân sự, làn sóng sản phẩm mới của công nghệ nano cũng đang nổi lên: các sản phẩm nhựa, mắt kính nano... Sắp tới, có lẽ người ta sẽ chế tạo ra các robot nhỏ xíu, có thể chui vào những mạch máu để làm các cuộc vi phẫu, chữa trị các tế bào bị hỏng.

Văn Bình (theo AFP)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:02:21 PM
Ống nano carbon trong gia đình bạn

Ống nano, một thứ gì đó nghe rất xa vời với bạn, nhưng thực tế, nó lại hiện diện khá nhiều xung quanh ta, như trong các loại máy ảnh, điện thoại, máy tính xách tay dùng pin nhiên liệu, trong bóng đèn tivi hay các loại bóng đèn màu, trong các bộ vi xử lý, trong chất cách điện, dẫn điện, hoặc bán dẫn...

Ống nano carbon được phát hiện năm 1991, khi nhà khoa học Nhật Bản Sumio Lijima theo dõi các loại bụi hình thành trong bình phóng điện hồ quang, trong quá trình sản xuất fulơren. Đó là một dạng mới của phân tử carbon, giống như một cái ống đường kính cỡ nanomét (1 nm = một phần tỷ mét) và chiều dài khoảng 100 nm. Chúng gồm các nguyên tử carbon sắp xếp theo liên kết cộng hoá trị rất bền.

Tuy nhiên, cấu trúc các nguyên tử trong không gian có khác nhau ít nhiều. Cũng là nguyên tử carbon, nhưng sắp xếp theo kiểu liên kết tứ diện đều thì sẽ có cấu trúc kim cương trong suốt, không dẫn điện. Ngược lại, liên kết theo kiểu graphít (lục lăng) thì tinh thể lại có màu đen, dẫn điện tốt... Điều đó giải thích vì sau ống nano carbon khi thì là chất cách điện, khi thì dẫn điện hoặc bán dẫn.

Sau đây là một vài ứng dụng cụ thể của ống nano carbon:

Chứa hydro và làm pin nhiên liệu

Lâu nay, ôtô chạy xăng gây ô nhiễm nghiêm trọng buộc các nhà khoa học phải tìm đến các nguồn nhiên liệu sạch hơn, trong đó có hydro: rất dễ kiếm và hoàn toàn không độc hại. Tuy nhiên, việc chứa hydro lỏng trong các bình áp suất cao thường rất cồng kềnh và nguy hiểm.

Giải pháp có tính đột phá là dùng ống nano carbon rỗng, có đường kính gấp 2-3 lần đường kính nguyên tử hydro. Các nhà nghiên cứu tin rằng, hydro có thể chui vào trong ống, cũng như vào khoảng trống giữa các ống. Lượng hydro hấp thụ phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ, nên về nguyên tắc, người ta có thể thay đổi áp suất hoặc nhiệt độ, rồi bơm hydro vào để chứa, hay đẩy hydro ra để sử dụng. Vấn đề hiện nay là phải tìm ra các loại ống nano carbon chứa được nhiều hydro. Ngoài ta, người ta cũng cần vật liệu với tỷ lệ ống nano carbon cao, không lẫn với nhiều loại bụi than khác. Và tất nhiên, giá thành cũng rất quan trọng.

Ý tưởng dùng ống nano carbon chứa hydro để làm pin nhiên liệu cũng được quan tâm không kém. Với các phương tiện như máy ảnh, điện thoại, máy tính xách tay, xu thế hiện nay là dùng pin nhiên liệu, giúp người ta không phải nạp lại bằng cách cắm điện, mà chỉ việc đổ nhiên liệu vào.

Trong các loại pin nhiên liệu, pin sử dụng hydro có nhiều triển vọng nhất, và vật liệu tốt nhất để làm pin này là ống nano carbon. Mới đây, nhóm khoa học Terry Baker, Đại học Northeatern (Mỹ) cho biết, họ có thể chế tạo pin nhiên liệu với mật độ năng lượng 17.000 Wh/kg. Theo đó, nửa lít vật liệu làm từ ống nano carbon có thể đủ để một máy tính xách tay hoạt động liên tục trong một tháng.

Đèn hình ống nano carbon

Đèn hình ống phổ biến hiện nay là đèn ống tia điện tử. Nguyên tắc hoạt động của nó là, khi dây vonphơram bị đốt nóng, các điện tử sẽ phát ra ở tụ tiêu, tăng tốc, đập vào màn hình (có tráng lớp phốt pho ở mặt trong). Điện tử năng lượng cao (được tăng tốc bằng điện thế hàng chục nghìn vôn) sẽ kích thích phốt pho tỏa sáng.

Các loại đèn hình này khá cồng kềnh, phải có chân không, điện thế cao, tiêu thụ nhiều điện, không bền. Còn các loại màn hình tinh thể lỏng gọn hơn, tiêu thụ ít điện hơn, nhưng độ sáng không cao, hoạt động chậm, giá đắt. Ống nano carbon có những tính chất đặc biệt có thể khai thác làm đèn hình tốt hơn. Hãng Samsung tuyên bố, sẽ sớm đưa ra thị trường loại đèn hình dẹt, sử dụng dụng ống nano carbon. Đèn sẽ cho màu sắc đẹp không kém gì đèn hình ống tia điện tử nhưng chỉ tiêu thụ chưa đầy một phần mười điện năng.

Gần đây, hãng Ise Electrics (Nhật Bản) mới chế tạo một loại bóng đèn màu (6 màu) từ ống nano carbon, sáng gấp đôi đèn màu thông thường. Tuổi thọ của loại đèn mới rất cao, và tiêu thụ năng lượng ít hơn 10 lần so với đèn cũ.

Transistor trường bằng ống nano carbon

Trong công nghệ điện tử bán dẫn, transistor trường có một vai trò quan trọng, đặc biệt để khuyếch đại các tín hiệu yếu, giúp đóng mở các mạch logic trong các bộ vi xử lý. Trước đó, transistor trường chế tạo trên silic có tốc độ chậm và giá thành cao. Thay cho loại này, nhóm nghiên cứu của IBM đã chế tạo một transistor trường bằng ống nano carbon, làm việc tin cậy hơn và tiêu thụ ít năng lượng hơn. Về lý thuyết, loại transistor làm bằng ống nano có thể đóng mở với tốc độ nhanh hơn gấp nghìn lần so với tốc độ ở các bộ vi xử lý hiện nay.

(Theo KH&ĐS)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:03:39 PM
Bong bóng nano giúp vận động viên bơi dễ hơn

Những bóng khí có đường kính khoảng 20-30 nanomét (1 nm = 1 phần triệu milimét) trên bề mặt các sợi nilông, có tác dụng làm nước trượt qua nhanh hơn. Điều đó giải thích vì sao những vận động viên bơi cảm thấy rất thoải mái với các loại áo sợi này.

Đó là thông báo của nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Nam Australia. Lần đầu tiên, nhờ kính hiển vi điện tử, họ đã quan sát được một mạng dày đặc các bóng nano trên bề mặt sợi. Mạng lưới này được xếp rất hỗn loạn. Khi vận động viên bơi dưới nước, những bóng nano tạo thành các dòng nhỏ xíu, khiến nước trượt qua. Như vậy, ma sát nén giữa nước và áo được chuyển thành ma sát trượt, nhỏ hơn rất nhiều.

Trước nay, chưa bao giờ người ta quan sát được các bóng nano này, bởi chúng quá nhỏ và rất dễ vỡ. Khám phá này có thể sẽ được ứng dụng trong việc sản xuất các thiết bị nhạy cảm trong môi trường tiếp xúc với chất lỏng, ví dụ trong lĩnh vực quang học hoặc cơ khí chính xác.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:04:59 PM
Nối tế bào thần kinh với các tinh thể nano bán dẫn
Lần đầu tiên các nhà khoa học đã ghép thành công một cầu nối điện bằng protein giữa các tế bào thần kinh và các tinh thể nano bán dẫn. Thành quả này sẽ được ứng dụng để theo dõi hoạt động của não bộ và chữa trị một số bệnh về suy giảm chức năng của tế bào thần kinh.

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Christine Schmidt, Đại học Texas ở Austin (Mỹ) đã tạo ra các tinh thể cadmiumsulfid có đường kính cỡ 3 nanomét (1 nanomét bằng 1 phần triệu milimét) để làm thí nghiệm. Để tạo ra một cầu nối điện giữa tinh thể nano này với các tế bào thần kinh, người ta đã sử dụng một đoạn "dây" protein.

Phần đầu của sợi dây protein nối với một tế bào thần kinh và phần kia được gắn với một tinh thể nano cadmiumsulfid (thông qua một điểm nối bằng lưu huỳnh). "Đây là lần đầu tiên, một kết nối như vậy đã thành công, giúp chúng tôi có thể theo dõi các xung điện trong não bộ thông qua các dây dẫn bằng tinh thể nano", Schmidt nói.

Mục đích lớn nhất của thí nghiệm này là quan sát được cường độ của các xung điện do các tế bào thần kinh gây ra trong não. Điều này rất có ý nghĩa trong việc nghiên cứu và chữa trị các bệnh về thần kinh và chấn thương não bộ.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:06:17 PM
Carbon có tính siêu dẫn ở nhiệt độ thường?

Hai ống nano carbon được ghép với nhau. Có thể chính điểm nối này đã tạo ra điện trở.

Các nhà vật lý Mỹ dường như đã quan sát được khả năng siêu dẫn của ống nano carbon ở nhiệt độ thường. Tuy rằng điện trở của dây dẫn không thực sự bằng 0, nhưng những hiệu ứng khác lại cho thấy đã xuất hiện tính siêu dẫn.

Guo-meng Zhao và Yong Sheng Wang, thuộc Đại học Boston (Mỹ), đã làm thí nghiệm trên một dây dẫn ghép từ các ống nano carbon (đường kính vài phần triệu milimét). Khi đưa dây dẫn này vào một từ trường, người ta thấy xuất hiện một từ trường yếu trong dây dẫn theo hướng ngược lại.

Và từ trường này vẫn không thay đổi, ngay cả khi từ trường mẹ bên ngoài bị ngắt. Zhao và Wang tin rằng, từ trường bên ngoài đã tạo ra một dòng điện xoay chiều trong dây dẫn. Dòng điện đó không hề gặp một cản trở nào, nên đã duy trì được cường độ, tạo ra từ trường không đổi bên trong. Hiệu ứng này cho thấy, dưới tác động của từ trường, dây nano carbon đã có khả năng siêu dẫn ở nhiệt độ thường (dây siêu dẫn có điện trở bằng 0).

Tuy nhiên, khi không có từ trường bên ngoài, người ta lại đo được điện trở nhỏ của dây dẫn. Theo Zhao và Wang, điều này có thể giải thích là: Điểm nối giữa các ống nano không có tính siêu dẫn, nên gây ra điện trở. Hai ông giả định, khi loại bỏ được điện trở ở các điểm nối, người ta sẽ tạo ra một dây siêu dẫn thực sự ở nhiệt độ thường. Đây là một tiến bộ vượt bậc, mở ra khả năng ứng dụng cực lớn cho chất siêu dẫn, bởi cho đến nay, chưa có vật liệu nào có thể siêu dẫn ở nhiệt độ trên 0 độ C.

Năm 1911, lần đầu tiên nhà khoa học người Hà Lan Heike Kamerling Onnes phát hiện ra khả năng siêu dẫn ở một số kim loại: Khi nhiệt độ hạ thấp đến mức nhất định thì các điện tử có thể chuyển động mà không gặp bất kỳ cản trở nào. Chất siêu dẫn đầu tiên Kamerling tìm được là thủy ngân ở 4 độ K (-269 độ C).

Tuy nhiên, phải đến năm 1986, vật liệu siêu dẫn mới khẳng định được vị trí của nó trong công nghiệp khi người ta tìm ra vật liệu "siêu dẫn nóng" ở trên 30 độ K, trong đó có hợp kim của ôxit đồng và barium (77 độ K), hợp kim của ôxit nhôm (125 độ K)... Sắt có lẽ là vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ thấp nhất (-271 độ C).

Gần đây người ta mới chứng minh được khả năng siêu dẫn của các tinh thể carbon C70, tuy nhiên chỉ ở nhiệt độ -266 độ C. Trước đó, một đồng vị khác của carbon là C60 có thể siêu dẫn ở nhiệt độ -233 độ C.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:07:23 PM
Có thể dùng sắt làm vật liệu siêu dẫn

Sắt là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Khi cho dòng điện chạy qua một dây dẫn bằng thép ở môi trường nhiệt độ rất thấp (-271 độ C) và áp suất rất cao, lần đầu tiên, nhà khoa học Katsuya Shimizu, Nhật Bản, đã chứng minh được rằng, sắt cũng có khả năng siêu dẫn.

Kết quả này được đăng trên tạp chí Science hôm 19/7. Theo Shimizu, "tất cả đều phù hợp với tính toán lý thuyết trước đó".

Việc kiểm nghiệm được tính siêu dẫn của sắt có ý nghĩa rất lớn cho ngành vật liệu. Trước hết, nó xoá bỏ được những nghi ngờ lâu nay cho rằng, kim loại nhiễm từ tính không thể sử dụng được như một vật liệu bán dẫn. Sau nữa, sắt là loại vật liệu rẻ, được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, có nhiều ưu điểm như dẻo, chịu lực cao... nên nếu được ứng dụng trong kỹ thuật siêu dẫn thì sẽ rất tiện lợi và giảm được giá thành sản phẩm.

Năm 1911, lần đầu tiên nhà khoa học người Hà Lan Heike Kamerling Onnes phát hiện ra, ở một số kim loại, khi nhiệt độ hạ thấp đến mức nhất định thì các điện tử trong dây dẫn có thể chuyển động mà không gặp bất kỳ một vật cản nào. Ông gọi khả năng này của vật liệu là "siêu dẫn". Chất siêu dẫn đầu tiên Kamerling tìm được là thuỷ ngân ở 4 độ K (-269 độ C).

Tuy nhiên, phải mãi đến năm 1986, vật liệu siêu dẫn mới khẳng định được vị trí của nó trong công nghiệp khi hai nhà khoa học người Đức là J.G. Bednorz và K.A. Mueller tìm ra sự tồn tại của các chất "siêu dẫn nóng" ở nhiệt độ trên 30 độ K. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã lần lượt tìm ra các loại siêu dẫn khác như hợp kim của ôxit đồng và barium (77 độ K), hợp kim của ôxit nhôm (125 độ K)... Các loại vật liệu này đều có thể được sản xuất dễ dàng trong môi trường nitơ lỏng và áp suất cao.

Hiện nay, công nghệ siêu dẫn đang phát triển rất mạnh, đặc biệt trong các lĩnh vực điện tử, máy công cụ, cơ khí chính xác...

Minh Hy (theo dpa, VDI)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:08:25 PM
Tiếp tục xác định khả năng siêu dẫn ở carbon
Sau 6 năm thử nghiệm, cuối cùng người ta cũng tìm ra tính siêu dẫn của C70, một dạng tinh thể carbon có hình như quả bóng. Trước đó, năm 1995, "người em" của C70 là C60 cũng đã được xác nhận là có đặc tính này ở nhiệt độ cao: 40 độ K (-233 độ C).

Tuy nhiên, hồi đó người ta không hiểu vì sao tinh thể C70 lại không có tính siêu dẫn, mặc dù về mặt lý thuyết, điều này hoàn toàn có thể.

Hendrik Schoen, thuộc Phòng thí nghiệm Bell ở Murray Hill, New Jersey (Mỹ), và cộng sự đã giải được mã bí mật của C70. Đầu tiên họ phỏng đoán, sở dĩ C70 không thể siêu dẫn vì mẫu thử có quá nhiều lỗi, dẫn tới sự xô lệch về cấu trúc, làm cản trở các điện tử chạy qua. Bởi vậy, nhóm khoa học đã dành mọi nỗ lực để "trồng" một tinh thể với cấu trúc cực sạch. Với mẫu thử này, ở nhiệt độ 7 độ K, người ta đã xác định được tính siêu dẫn của C70.

Schoen nói: "Kết quả này cho thấy, các tinh thể carbon nhỏ hơn, ví dụ C36, cũng có thể có khả năng siêu dẫn ở nhiệt độ còn cao hơn cả C60. Điều này sẽ rất có ý nghĩa vì chúng tôi luôn tìm kiếm khả năng siêu dẫn của carbon ở nhiệt độ cao cho các ứng dụng trong ngành điện tử".

Năm 1911, lần đầu tiên nhà khoa học người Hà Lan Heike Kamerling Onnes phát hiện ra khả năng siêu dẫn ở một số kim loại: Khi nhiệt độ hạ thấp đến mức nhất định thì các điện tử có thể chuyển động mà không gặp bất kỳ một cản trở nào. Chất siêu dẫn đầu tiên Kamerling tìm được là thuỷ ngân ở 4 độ K (-269 độ C). Tuy nhiên, phải đến năm 1986, vật liệu siêu dẫn mới khẳng định được vị trí của nó trong công nghiệp khi người ta tìm ra sự tồn tại của các chất "siêu dẫn nóng" ở nhiệt độ trên 30 độ K, trong đó có hợp kim của ôxit đồng và barium (77 độ K), hợp kim của ôxit nhôm (125 độ K)... Tất cả các loại vật liệu này được sản xuất dễ dàng trong môi trường nitơ lỏng và áp suất cao.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:09:55 PM
Ống nano đặc - bước tiến mới trong ngành vật liệu
Những phân tử carbon hình quả bóng (màu xanh) trong cấu trúc của ống nano đặc.

Các nhà khoa học Mỹ mới xếp thành công những phân tử carbon nhỏ xíu hình quả bóng vào các ống nano rỗng, tạo ra một cấu trúc nano đặc với nhiều tính năng ưu việt hơn về mặt điện tử.

Những ống nano carbon rỗng đa số có cấu trúc tinh thể tự nhiên. Người ta phải lựa theo tính năng của chúng (như khả năng dẫn điện, chịu nhiệt) để sử dụng, chứ không thể điều chỉnh theo ý muốn. Để khắc phục hạn chế đó, Giáo sư Ali Yazdani, Đại học Illinois (Mỹ) đã tạo ra các ống nano đặc như sợi dây thừng, nhờ sắp xếp các phân tử carbon theo một trình tự có hệ thống.

Yazadani tạo ra các ống nano có đường kính chỉ cỡ vài nanomét (vài phần tỷ mét), với cấu trúc phân tử xác định. Khi muốn tìm hiểu tính chất của ống, người ta chỉ cần đưa nó vào môi trường nhiệt độ rất thấp rồi dùng kính hiển vi để quan sát chuyển động của các điện tử.

Theo ông Yazadani, ống nano mới sẽ được ứng dụng để chế tạo các chip và bộ chứa nhỏ hơn, bền vững hơn.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:12:13 PM
Dùng ống nano carbon làm cực ắcquy
Các ống nano carbon nhỏ xíu có thể thay thế những điện cực truyền thống làm bằng than chì. Chiếc ắcquy mới có điện dung cao hơn và bền gấp đôi so với bình thường.

Thông thường, các điện cực than chì của ắcquy được nhúng trong một dung dịch ion lithium. Khi ắcquy phóng điện, một nguyên tử lithium được vây bọc bởi 6 nguyên tử than chì. Tuy nhiên, nếu thay cực than chì bằng ống nano carbon, nó chỉ cần 3 nguyên tử carbon cho quá trình trên. Vì thế điện cực ít bị mòn hơn, và tuổi thọ của ắcquy cũng được nâng lên gấp đôi.

Điện cực bằng ống nano carbon được sản xuất bằng tia laser. Tiến sĩ Otto Z. Zhou, Đại học Bắc Carolina, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, ắcquy dùng điện cực này có điện dung cao hơn, mặc dù thể tích không thay đổi.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:13:00 PM
Xe nano - đột phá trong loại bỏ cholesterol khỏi cơ thể?

Giáo sư Nissim Garti, chuyên gia về hóa tại Đại học Tổng hợp Hebrew(Israel), cho biết ông đã tạo được một thiết bị có khả năng tăng cường vận chuyển một số chất dinh dưỡng tới dòng máu và ngăn cản các phân tử khác như cholesterol tới đây.

Cỗ xe này được làm từ nước, dầu ăn, một chất chuyển thể sữa (emulsifier) và rượu. Kích thước của nó là 5-15 nanomét (1 naonomét bằng 1 phần tỷ mét).

Theo tác giả, thay vì cholesterol, những chiếc xe nano sẽ đưa phytosterols, một chất béo thực vật, tới dòng máu. Cholesterol bị thải ra ngoài qua đường tiêu hóa, còn phytosterols cũng sẽ bị cơ thể tống ra vì nó không dùng được chất này. Kết quả là sau vài tuần dùng những chiếc xe nano, nồng độ cholesterol toàn phần có thể giảm 15-30 %, tùy theo lượng xe được đưa vào cơ thể.

Nếu đúng như vậy thì chả bao lâu nữa, những người ưa thích món bơ và váng sữa sẽ có thể yên tâm ăn những món này mà không phải cảm thấy áy náy.

Thu Thủy (theo Reuters)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:14:31 PM
Chế tạo tinh thể nano silic nhiều màu sắc

Lợi dụng hiệu ứng ăn mòn hóa điện, các nhà khoa học Mỹ mới chế tạo ra những sợi tinh thể silic nhỏ xíu. Các "ống nano" này có độ chính xác rất cao về kích thước và màu sắc. Chúng có thể được ứng dụng trong các chip của màn hình phẳng.

Nhóm nghiên cứu của Munir Nayfeh và Sahraoui Chaieb, Đại học Illinois (Mỹ), đã phát minh ra phương pháp sản xuất tinh thể nano silic khá đơn giản: Thoạt tiên, người ta nhúng một tấm silic mỏng vào một dung dịch hóa học. Khi dòng điện chạy qua dung dịch, tấm silic bị hóa chất ăn mòn. Kết quả là, tấm silic bị gặm dần, chỉ còn lại một mạng gồm những sợi cực mảnh. Bước tiếp theo, người ta đặt mạng này vào một môi trường cách ly để tách từng sợi nano riêng lẻ.

Các sợi tinh thể nano silic này bức xạ ánh sáng màu xanh, lục, vàng và đỏ. Chúng có thể được ứng dụng trong lĩnh vực điện quang, như để chế tạo các chip trong màn hình phẳng. Khả năng bức xạ ánh sáng màu của các sợi nano silic còn được ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu sinh học phân tử, chẳng hạn dùng để đánh dấu các cụm tế bào hoặc những cấu trúc sinh học khác.

Minh Hy (theo Spektrumder Wissenschaft)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:15:47 PM
Hạt nano chuyển chì và cadmium ra khỏi cơ thể

Hạt nano rỗng hoạt động theo nguyên tắc mô phỏng màng tế bào: Các lỗ hổng ở màng chỉ cho các ion nhất định lọt qua.

Các nhà khoa học Đức mới chế tạo thành công hạt nano đường kính 100 nanomét (1 nanomét = 1 phần tỷ mét). Hạt nano này rỗng ruột, vỏ có nhiều lỗ hổng như lỗ chân lông ở da, đủ cho các ion chì và cadmium lọt qua. Người ta có thể dùng nó để đem chất độc kim loại ra ngoài.

Thành tựu này của nhóm nghiên cứu thuộc Viện Hóa học Max - Plank, Postdam (Đức), ngay lập tức được giới y học đón nhận nồng nhiệt.

Nhóm khoa học dẫn đầu bởi Sascha General đã tìm thấy hình mẫu lý tưởng để thiết kế hạt nano rỗng, đó là các màng tế bào. Màng tế bào có những "rãnh protein", thực chất là những lỗ hổng, cho phép một số ion nhất định (của khoáng chất hòa tan) đi qua.

Mô phỏng nguyên lý hoạt động của màng tế bào, nhóm khoa học đã chế tạo hạt nano rỗng từ chất dẻo (polyethylenimin). Chất dẻo này tạo khung màng, trong khi hai phụ chất hóa học đặc biệt khác giúp màng luôn phồng lên.

Khi đặt hạt nano rỗng này lên một mặt phẳng bằng than chì và quan sát dưới kính hiển vi điện tử, các nhà khoa học thấy rằng, nó trông giống hệt một quả bóng rỗng với các lỗ nhỏ chi chít trên bề mặt. Hạt nano có đường kính khoảng 100 nanomét, các lỗ hổng ở vỏ có đường kính 10,4 nanomét, vừa đủ cho các ion chì và cadmium lọt qua.

Tương lai, hạt nano rỗng sẽ được sử dụng trong y học. Nó sẽ chui vào các mạch máu để lấy bớt chất độc kim loại nặng ra ngoài.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:16:44 PM
Vật liệu bán dẫn tổng hợp từ các sợi nano khác nhau
Tuần qua, ba nhóm khoa học độc lập đã cùng công bố kết quả nghiên cứu về vật liệu nano bán dẫn tổng hợp, trên ba tạp chí chuyên ngành khác nhau. Xem ra, cuộc tìm kiếm loại vật liệu lý tưởng cho các chip điện tử đang ở giai đoạn cạnh tranh khốc liệt.

Nhóm khoa học của Lars Samuelson, Viện Công nghệ Lund (Thụy Điển) công bố kết quả nghiên cứu trên Tạp chí Applied Physics Letters. Nhóm của Charkes M. Liebr, Đại học Harvard (Mỹ) công bố trên tạp chí Nature. Còn nhóm của Peidong Yang, Đại học California, công bố trên Nano Letters.

Loại vật liệu bán dẫn mà ba nhóm khoa học này tìm kiếm là một cấu trúc tổng hợp từ các sợi nano mảnh cỡ vài chục nanomét (1 nanomét = 1 phần tỷ mét). Các sợi nano này được làm từ những vật liệu khác nhau, mà thông dụng nhất là indiumarsenid và indiumphosphid.

Để chế tạo sợi indiumarsenid, các nhà khoa học cho các phân tử indium và vàng vào một môi trường chân không. Khi bị nung nóng, vàng và indium chảy ra, tạo thành một hỗn hợp lỏng. Sau đó, người ta bỏ hỗn hợp này vào một dung dịch asen (thạch tín). Nhờ xúc tác của vàng, indium phản ứng với asen, tạo thành indiumarsenid kết tủa dưới dạng sợi mảnh. Đó chính là sợi nano indiumarsenid.

Cũng tương tự, trong quy trình trên, khi thay dung dịch asen bằng một dung dịch phốtpho, người ta sẽ thu được các sợi nano indiumphosphid.

Vật liệu bán dẫn tổng hợp do ba nhóm khoa học tạo ra tuy có khác nhau đôi chút, nhưng chúng đều làm từ các sợi indiumarsenid và indiumphosphid xếp chồng lên nhau. Vật liệu này có thể dùng cho các mạch bán dẫn của chip điện tử, khiến chúng hoạt động nhanh hơn, với hiệu suất lớn hơn.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:17:42 PM
Ống nano carbon phát sáng

Khi cho dòng điện chạy qua một chùm ống nano carbon, các nhà khoa học phát hiện, nhiệt độ của chùm ống cứ tăng lên mãi, tới 1.500 độ C thì phát ra ánh sáng, tương tự như sợi tóc của bóng đèn. Phát hiện này có thể mở ra hướng ứng dụng ống nano carbon trong ngành quang điện tương lai.

Nhóm nghiên cứu của Stephen Purcell, ĐH Lyon (Pháp), đã dùng các ampe kế và vôn kế tinh xảo để xác định cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu chùm ống nano carbon. Họ thấy rằng ở một nhiệt độ nhất định, cường độ dòng điện tăng đều theo hiệu điện thế ở hai đầu ống. Điều đó cho thấy ống nano có thể dẫn điện theo định luật Ohm, và nhiệt lượng do ống giải phóng tuân theo định luật Joule.   

Khi nhiệt độ tăng tới 1.500 độ C, chùm ống phát sáng, tương tự như những sợi wolfram trong bóng đèn. Chỉ có điều khác biệt là các ống nano mảnh hơn những sợi wolfram tới cả triệu lần.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:19:44 PM
Gốm cao su đa tính năng ra mắt

Sự đa dạng trong cấu trúc phân tử của gốm cao su.

Sử dụng kỹ thuật hóa nano, các nhà khoa học Mỹ đã kết hợp cấu trúc phân tử của chất dẻo và của gốm, tạo ra một loại vật liệu mới, trong suốt, dẻo, chịu lực tốt. Vật liệu có tên gốm cao su này sẽ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sinh học, hóa học, vi điện tử...

Giáo sư Ulrich Wiesner, Đại học Cornell (Mỹ), nói: "Vật liệu mới kết hợp được tất cả tính ưu việt của chất dẻo và gốm. Ngoài ra, nó còn đạt được một số tính chất mới nữa". Khi "sáng tạo" loại vật liệu này, Wiesner đã trộn cấu trúc của chất dẻo diblock-copolymere với gốm. Soi vật liệu mới dưới kính hiển vi điện tử, người ta phát hiện những cấu trúc lập phương rất đều đặn. Nếu thay đổi thành phần giữa chất dẻo và gốm, cấu trúc này cũng thay đổi đáng kể, nhưng vẫn đều đặn như vậy (xem hình).

Cũng nhờ cấu trúc phân tử đa dạng, gốm cao su có thể ra mắt với nhiều hình thái cứng - dẻo, trong - đục... Ngoài ra, vật liệu này còn dẫn được ion ở nhiệt độ cao. Vì thế, ứng dụng của gốm cao su rất đa dạng, như trong công nghiệp chất dẻo, điện tử, vi điện tử, sinh học...

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:21:16 PM
Chế tạo sợi nano carbon dài nhất thế giới

Các nhà khoa học Mỹ mới chế tạo thành công sợi nano carbon dài 20 centimét - một kỷ lục đáng kinh ngạc nếu ta biết rằng sợi này chỉ mảnh cỡ vài phần nghìn đường kính sợi tóc. Thành tựu này là bước tiến mới trong kỹ thuật nano, nhằm chế tạo chip bán dẫn mạnh hơn cho máy tính tương lai.

"Đến nay, chúng tôi mới sản xuất được các ống nano carbon cỡ vài milimét, vì thế không đủ độ dài cần thiết cho các ứng dụng thực tế", ông Pulickel Ajayan, Viện Rensselaer ở Troy (Mỹ), nói. Bằng phương pháp ngưng tụ hơi hóa học (CVD - Chemical Vapour Deposition), lần đầu tiên nhóm nghiên cứu đã tạo ra các sợi nano dài 20 centimét. Nhờ chất xúc tác là lưu huỳnh và hydro, các phân tử carbon đã liên kết với nhau thành chuỗi cực mảnh mà không bị đứt.

"Trong quá trình này, các phân tử carbon đã kết hợp thành cấu trúc bền vững. Những sợi nano carbon dẻo như sợi mỳ ống luộc chứ không giòn như trước", ông Ajayan giải thích.

Tuần qua, một nhóm nghiên cứu khác của Viện Rensselaer đã phát hiện một tính chất mới của các ống nano carbon, đó là tính nhạy cảm với ánh sáng. Một sinh viên đã phát hiện ra điều này khi dùng máy ảnh chụp các ống nano. Tương lai, người ta có thể dùng ống nano chế tạo sensor ánh sáng, hoặc làm ngòi nổ cho mìn.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:22:45 PM
Động cơ siêu nhỏ làm từ một sợi ADN

Nhà nghiên cứu Weihong Tan, Đại học Florida (Mỹ), mới đây đã tạo ra một động cơ nano (kích cỡ phần triệu milimét) từ một phân tử ADN đơn lẻ. Động cơ này tí hon đến mức có thể đặt hàng trăm nghìn chiếc lên đầu một cái đinh ghim. Mỗi chiếc có thể cuộn lại và trải ra như một con sâu đo.

Đây không phải động cơ nano đầu tiên trên thế giới, nhưng là chiếc đầu tiên được làm từ một đơn phân tử duy nhất. Các động cơ nano được chế tạo trước nay đều bao gồm vài phân tử ADN khác nhau. Theo Tan, loại động cơ làm từ một đơn phân tử ADN sẽ dễ kiểm soát và có hiệu suất cao hơn.

Trong tương lai, động cơ nano có thể giúp ích trong việc điều trị. Chẳng hạn, để tiêu diệt tế bào ung thư hoặc khối u, người ta sẽ tiêm một động cơ nano mang theo thuốc đặc trị tới vùng cơ thể bị bệnh. Tại đây, động cơ sẽ gắn các phân tử thuốc vào màng tế bào ung thư. Với sự chính xác ở cấp độ phân tử, Tan hy vọng loại bỏ được hiện tượng thuốc bị gắn nhầm địa chỉ vào những tế bào lành và ngăn ngừa hiệu ứng suy nhược như thường gặp ở phương pháp hóa trị.

Trái với các động cơ truyền thống sử dụng điện, loại động cơ nano của Tan lấy năng lượng từ các quá trình hóa học.

B.H. (theo Cosmi)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:23:33 PM
Màn hình phẳng linh động từ tinh thể nano
Card rút tiền có màn hình làm từ các diot phát sáng, chỉ số tiền còn lại.

Với các diot phát sáng, tương lai người ta có thể chế tạo ra các màn hình phẳng linh động, chất lượng cao, rẻ hơn màn hình tinh thể lỏng. Các nhà khoa học Đức mới công bố một màn hình thử nghiệm được chế tạo từ các diot này.

Nhóm nghiên cứu của Jochen Feldmann, Đại học Ludwig-Maximilians ở Munich (Đức), đã chế tạo các diot phát sáng từ những tinh thể nano bán dẫn (làm từ chất liệu hữu cơ chứa carbon) có đường kính nhỏ hơn 500 nanomét (1nanomét = 1 phần triệu milimét). Các tinh thể này phát sáng ra ba màu cơ bản là đỏ, xanh lá cây và xanh lam tại mỗi điểm nhất định trên màn hình.

Vì các tinh thể nano hữu cơ rất linh hoạt, có thể phát sáng lựa theo hình dạng của màn hình, vì thế người ta có thể uốn cong màn hình linh hoạt dựa theo hình thể của vật mà người ta muốn gắn vào (xem hình bên).

Theo các nhà khoa học, người ta có thể sản xuất các màn hình từ tinh thể nano trên quy mô công nghiệp trong thời gian tới. Giá thành của loại màn hình này còn rẻ hơn màn hình tinh thể lỏng.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:24:19 PM
Keo làm bằng ADN áp dụng trong công nghệ nano
Chất keo nối các hạt chất dẻo trong một dung dịch.

Các hạt chất dẻo với đường kính nhỏ hơn một micromét có thể được kết nối thành những cấu trúc tổng hợp và có trật tự, nhờ các đoạn ADN. Một nhóm khoa học của Hải quân Mỹ đã dựa trên nguyên lý này, chế tạo ra những tinh thể trong suốt, ứng dụng trong lĩnh vực quang học.

Nhóm nghiên cứu của ông Carissa Soto đã tìm hiểu các khả năng có thể kết nối hai loại hạt chất dẻo đường kính khác nhau bằng cách đưa những đoạn ADN động vật gắn vào giữa các hạt này, khiến chúng tạo thành từng cặp kết dính. Cấu trúc tổng hợp này có thể bền vững với các cặp hạt có tỷ lệ đường kính từ 0,23 đến 0,42.

Nhóm khoa học tin rằng, bằng cách này, họ có thể tạo ra những cấu trúc trong suốt, cho phép lan truyền ánh sáng trong không gian hẹp, tạo thành các dải chuyển động của photon theo ý muốn. Thậm chí người ta có thể tạo ra dải photon hẹp dưới 1 micromét. Chúng được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực quang học, như chiếu sáng các chi tiết nhỏ xíu trong những thiết bị đo đạc chính xác.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:25:17 PM
Sản xuất pin mặt trời từ hạt nano

Các hạt bán dẫn đường kính vài nanomét (1 nanomét = 1 phần tỷ mét) có thể được kết hợp với nhau thành pin quang điện, chuyển năng lượng ánh sáng thành điện năng. Thử nghiệm cho thấy, tế bào mới có hiệu suất cao hơn và rẻ hơn so với các tấm pin mặt trời hiện nay.

Nhóm nghiên cứu của David Kelley, Đại học Quốc gia Kansas (Mỹ), đã chế tạo ra những hạt nano này từ chất bán dẫn gallium - selenit trong suốt. Khi được kết hợp với nhau thành tấm, chúng có thể hấp thụ phần ánh sáng mặt trời nhìn thấy rồi chuyển nó thành điện năng.

Các pin mặt trời (solar cell) hiện nay đều được sản xuất bằng cách ghép các lớp bán dẫn mỏng với nhau. Những lớp này bắt buộc phải tinh khiết, nếu không ánh sáng sẽ không được hấp thụ và chuyển hóa thành điện năng. Tuy nhiên, solar cell mới làm từ hàng trăm hạt nano khác nhau thì không cần phải tinh khiết, mà có thể lẫn tạp chất, nhưng chức năng chính vẫn không bị ảnh hưởng.

Ông Kelley hy vọng, sắp tới người ta có thể sản xuất hạt nano từ indium selenit. Loại hạt này đến nay còn khó sản xuất hơn là các hạt từ gallium, tuy nhiên chúng có thể chuyển năng lượng mặt trời thành năng lượng điện với hiệu suất cao hơn nhiều.

Minh Hy (theo dpa)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:27:42 PM
Tạo sợi tổng hợp bền hơn tơ nhện
Các nhà khoa học tại Đại học Texas, Mỹ, cho biết họ đã thành công trong việc dệt nên một loại sợi cực bền từ những ống nano carbon, với đặc tính như dai, nhẹ, song vẫn có thể dẫn nhiệt và dẫn diện.

Cho đến trước phát minh này, tất cả các nỗ lực nhằm tạo ra loại sợi siêu bền bằng cách mô phỏng những hoá chất tìm thấy trong tơ nhện đều thất bại.

Ray Baughman và cộng sự đã chế tạo thử được 100 mét sợi, với tốc độ 70 cm mỗi phút. Họ xoay tròn các ống nano đơn vách trong một chậu dung dịch rượu no, tạo thành các sợi sền sệt. Các sợi này sau đó được đông lạnh, rửa trong axeton, làm khô rồi cuộn lại. Sản phẩm là một hợp chất composite chứa 60% ống nano carbon, bền gấp 7 lần so với các sợi nano carbon trước đây và dễ làm hơn nhiều lần. So về trọng lượng và đường kính, loại sợi này bền gấp 5 lần thép, và tương đương với tơ nhện về độ bền biến dạng.

“Loại sợi này dai hơn bất kỳ sợi tổng hợp và tự nhiên nào được biết tới nay”, một thành viên của nhóm nghiên cứu nhận định. Bước đầu, nhóm nghiên cứu đã dệt những sợi này thành vải, tạo nên những siêu tụ điện.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:28:18 PM
Kỹ thuật nano trong sản xuất đồ gốm thời Phục Hưng

Các nhà khoa học Italy vừa phát hiện thợ gốm thế kỷ thứ 15-16 đã sử dụng muối đồng, muối bạc trộn với dấm, hoàng thổ, đất sét và một kỹ thuật nung đặc biệt để tạo thành các lớp men óng ánh. Đây được coi là một hình thức của kỹ thuật nano tiền phát.

Thế kỷ 15-16 là thời hoàng kim của các sản phẩm gốm sứ với họa tiết tinh xảo sản xuất ở Deruta (Italy), được ưa chuộng khắp châu Âu. Nghiên cứu đồ gốm Umbria (một thị trấn ở Deruta) thời Phục Hưng cho thấy, chúng có một hóa chất tổng hợp đặc trưng của thời đại: một hỗn hợp từ cát và kim loại kiềm, có thêm oxit chì để giảm độ co và tránh bị rạn nứt. Chính những chất tạo màu này là dấu hiệu để phân biệt các sản phẩm gốm sứ thật của Italy với các sản phẩm giả mạo.

Trong số gốm sứ của vùng Deruta, nổi tiếng nhất là các sản phẩm óng ánh nhiều màu sắc, hay có ánh kim. Một số trông giống như vàng, một số khác lại cho những màu ngũ sắc khi nhìn từ các góc độ khác nhau.

Theo Brunetti, hiệu ứng này được tạo ra bởi các hạt kim loại có đường kính từ 5 đến 10 nanomet (1 nanomet = 1 phần tỷ mét), mà theo thuật ngữ kỹ thuật là các hạt nano. Trong một nghiên cứu năm ngoái, ông và cộng sự nhận thấy men màu đỏ óng ánh có chứa các hạt nano đồng, còn men màu vàng thì có chứa các hạt nano bạc. Kích thước nhỏ của những hạt này khiến ánh sáng bị phản xạ với các bước sóng khác nhau, tạo hiệu ứng óng ánh màu sắc, hay làm cho lớp men có ánh kim.

Tuy nhiên, Brunetti cho rằng, các hạt nano kim loại không phải là tất cả bí mật. Các lớp men màu đỏ và màu vàng còn chứa một lượng vừa phải ion đồng, đủ để thay thế vai trò chất dẫn ánh sáng của vật liệu nền, góp phần tạo ra những màu sắc óng ánh.

Bằng chứng lịch sử của kỹ thuật nano tiền phát được tìm thấy trong cuốn sách về đồ gốm Li tre libri dell’arte del vasaio có từ năm 1557, của một người thợ thủ công Italy có tên là Cipriano Piccolpasso. Theo cuốn sách, các muối đồng và bạc được trộn với dấm, hoàng thổ (một oxit kim loại) và đất sét, và được phủ lên bề mặt của sản phẩm đã tráng men. Bằng một kỹ thuật nung tinh vi, người ta đã tạo được đồ gốm với một nước men lộng lẫy, óng ả.

Vào thời Phục Hưng, các hiệu ứng tạo nước men ánh kim có ý nghĩa sâu sắc, vì người ta coi nó là một thành công của thuật giả kim. Khả năng thay đổi màu sắc được coi là một tài sản của thuật này.

Thanh Tú (theo AFP)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:29:00 PM
Phát điện từ các 'nhà máy thủy điện' nano
Khối kính dẹt tròn, có đường kính ngang 3cm, dày 3 mm. Click vào hình để xem cơ chế hoạt động.

Các nhà khoa học Canada đã phát triển một phương pháp mới để sản xuất điện từ nước, bằng cách lợi dụng hiện tượng xảy ra khi nước được bơm qua các kênh nhỏ li ti. Kỹ thuật này trong tương lai có thể dùng để nạp năng lượng cho các thiết bị nhỏ, như điện thoại di động, máy tính xách tay.

Giáo sư Larry Kostiuk, thuộc Đại học Alberta và cộng sự Daniel Kwork tạo ra một khối kính dẹt hình tròn, đường kính ngang 3 cm, và dày 3 milimét, chứa khoảng 400.000 đến 500.000 rãnh nhỏ. Khi ép nước chảy qua những rãnh có đường kính 10 micromét này, nhờ một hiện tượng được gọi là "lớp điện kép", trong rãnh sẽ xuất hiện điện tích dương ở một đầu và điện tích âm ở đầu kia, giống như ở một chiếc pin bình thường.

Nguyên mẫu thiết bị của Kostiuk đã tạo ra được một dòng điện khoảng 1 miliampe, với hiệu điện thế 10 vôn, đủ để thắp sáng một bóng đèn nhỏ.

Nhóm nghiên cứu cho biết đây là phương pháp sản xuất điện mới đầu tiên trong vòng 150 năm qua, và nhấn mạnh công trình của họ mới ở trong giai đoạn sơ khai. "Những gì chúng tôi đạt được cho thấy có thể sản xuất điện trực tiếp từ những dòng chảy qua các kênh siêu nhỏ”, giáo sư Kostiuk nói.

Công nghệ này có thể cung cấp một nguồn năng lượng mới cho các thiết bị như điện thoại di động hay máy tính xách tay, và được nạp điện chỉ bằng cách bơm nước dưới áp suất cao. Đồng thời, đây cũng là một nguồn năng lượng sạch không ô nhiễm. Nhóm nghiên cứu cho biết nhiều nghiên cứu nữa cần được thực hiện để xác định tiềm năng thương mại của loại pin này.

Tuy nhiên, tiến sĩ Jon Gibbins thuộc Đại học Hoàng gia London lại tỏ ý nghi ngờ về tiềm năng ứng dụng của phương pháp. Theo ông, nó chỉ có thể sản ra một lượng điện nhỏ trên quy mô nhỏ, vì thế chỉ có thể sử dụng ở quy mô công nghệ nano.

Trên thực tế, việc phát điện từ nước không có gì là mới. Những nhà máy thủy điện quy mô lớn thậm chí có thể đạt hiệu suất 100% trong việc chuyển năng lượng nước thành điện năng. Phương pháp động lực điện từ cũng tạo ra điện từ nước. Song, điều đáng nói trong công trình của Kostiuk và cộng sự là tạo ra một loại tuabin mà các phần của nó không cần chuyển động.

"Hiệu suất của thiết bị này hiện là 1% và ngay bây giờ chúng tôi đang cố gắng hiểu rõ đặc tính của chúng. Mục tiêu là tìm ra cách cải tiến hiệu suất lên khoảng 16% để có thể cạnh tranh với các nguồn năng lượng khác", Kostiuk nói.

B.H. (theo BBC)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:29:43 PM
Khóa nano bền hơn keo dính
Loại khóa velcro này có thể đính các vật thể với nhau chặt như như loại keo dính nhất, các nhà khoa học Mỹ vừa tuyên bố. Tuy nhiên, thay vì có một bản bằng móc và bản kia gồm các vòng nhỏ như trong khóa velcro nylon, khóa nano chỉ gồm toàn các móc.

Các móc này thực chất là những ống carbon có đường kính chỉ vài phần triệu milimét. Nó có thể được sử dụng để đính các hợp phần của một robot siêu nhỏ với nhau, David Tománek và cộng sự tại Đại học Bang Michigan ở East Lansing, cho biết.

Các nhà nghiên cứu phỏng đoán khóa nano chắc gấp 30 lần các loại keo dính thông thường. Nó có thể liên kết hầu hết các vật rắn với nhau bền chặt đến nỗi bản thân các vật liệu sẽ nứt gãy ra trước khi hai bản khóa tách rời nhau. Nó cũng bền gấp khoảng 3.000 lần so với những chiếc khóa velcro tí hon làm bằng silic.

Khi dùng lực đủ mạnh, hai bản của khóa sẽ tách rời nhau, và các móc co về vị trí ban đầu. Khi được đẩy trở lại cho tiếp xúc, chúng liên kết với nhau, tạo ra "mối nối" cực kỳ bền vững. Năng lượng tích lũy trong quá trình tách rời hai bản khóa đốt nóng chúng đến khoảng 1.000 độ C. Nhưng các ống nano đủ bền vững để chịu đựng nhiệt độ này mà không bị đứt ra. Tuy nhiên, cho đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn chưa tìm ra cách chế tạo các móc bằng nano carbon trên quy mô lớn.

B.H. (theo Nature)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Một 31, 2008, 06:30:23 PM
Mực phát sáng tạo cảm hứng cho công nghệ nano

Một con mực toả sáng như một ngọn đuốc có thể dẫn tới sự phát minh những công cụ quang học. Tia sáng toả ra từ bụng có thể giúp con vật tìm kiếm thức ăn và bảo vệ nó khỏi kẻ săn mồi, bằng cách giảm cái bóng dễ nhận thấy ở dưới đáy biển.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Hawaii, Mỹ, đã nghiên cứu loài mực đuôi cộc Euprymna scolopes ở Hawaii và nhận thấy nguồn tạo sáng của loài sinh vật này là từ những con vi khuẩn phát sáng sống trong cơ thể. Nhưng tia sáng thì được phát ra ngoài bởi những cụm đĩa phản chiếu bao quanh cơ thể loài mực.

Hầu hết cơ quan phản xạ ánh sáng của động vật được làm từ thuỷ tinh, song những đĩa phản chiếu màu bạc của mực đuôi cộc lại được tạo ra từ một loại protein khác lạ (gọi là Reflectin). Loại protein này có hỗn hợp axit amin chỉ có riêng ở động vật thần mềm - gồm mực, bạch tuộc...

Các nhà nghiên cứu cho rằng cấu trúc của những đĩa phản chiếu đó có thể tạo cảm hứng cho những nhà thiết kế công nghệ nano để tạo ra những thiết bị quang học kiểu mới.

(Theo Tuổi Trẻ)
Tiêu đề: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 04:49:35 PM
MỞ ĐẦU
Ceri là nguyên tố chiếm 50% tổng hàm lượng các nguyên tố đất hiếm trong các khoáng vật đất hiếm. Ceri và các hợp chất của nó đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như luyện kim, gốm, thủy tinh, xúc tác, vật liệu phát quang…[4]
CeO2 kích thước nano là một trong những vật liệu nano đang được chú ý nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng vì nó có tiềm năng ứng dụng giá trị trong nhiều lĩnh vực như trong sản suất gốm sứ thủy tinh, làm xúc tác hay chất mang xúc tác, làm bột huỳnh quang…Do đó việc nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng CeO2 nano đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Có một số phương pháp hay được dùng để điều chế CeO2 nano như: phương pháp thủy nhiệt sol-gel, phương pháp kết tủa đồng thể, phương pháp sa lắng…Các phương pháp này kỹ thuật khó, thiết bị đắt nên rất khó có thể sản xuất CeO2 kích thước nano trong công nghiệp. Vì vậy cần có một phương pháp tổng hợp CeO2 nano tối ưu có thể sản xuất trong công nghiệp và đem lại hiệu quả kinh tế cao. Phương pháp tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy là một trong những phương pháp như vậy. Phương pháp này có kỹ thuật đơn giản, có thể sản xuất lượng lớn, tạo ra bột CeO2 nano siêu nhỏ, đồng thể, và có hoạt tính cao.
Phương pháp tự bốc cháy (the auto – combustion method ) là phương pháp hữu hiệu để tạo ra nhiều loại bột nano với cấu trúc và thành phần như mong muốn, dễ điều khiển kích thước hạt, các hạt tạo thành có kích thước đồng đều và giá thành lại rẻ rất thích hợp cho việc điều chế với quy mô công nghiệp. Do đó trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đã chọn phương pháp này để điều chế CeO2 nano.
Trong quá trình điều chế, để hạn chế sự lớn lên của mầm tinh thể (để thu được hạt với kích cỡ nano) chúng tôi sử dụng chất hoạt động bề mặt làm tác nhân bảo vệ các hạt CeO2 trong quá trình tạo gel và quá trình bốc cháy. Thông thường, các chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn, cấu trúc mạch dài và có nhóm chức chứa nguyên tử N, S, O có khả năng kiểm soát kích thước và sự phân bố của các oxit này bằng cách liên kết các oxit vô cơ hay bị hấp phụ lên bề mặt của các oxit này tạo thành chất hoạt động rắn và gây cản trở không gian, ngăn cản quá trình kết tụ các hạt đó. Do vậy những chất hữu cơ mạch dài có nhóm chức chứa N, S, O có thể sử dụng để kiểm soát kích thước hạt và sự phân bố của các phần tử nano. Chính vì những nguyên nhân trên mà chúng tôi chon chất hoạt động bề mặt là natriđođexylsunfat ( NaC12H25SO4) làm chất bảo vệ trong quá trình điều chế bột CeO2 nano.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 04:50:41 PM
Phần 1. TỔNG QUAN
1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM TRONG LĨNH VỰC KHOA HỌC NANO
1.1.1. Công nghệ nano

Công nghệ nghiên cứu và sử dụng các hệ bao gồm các cấu tử có kích thước cỡ nano ( 10-9) với cấu trúc phân tử hoàn chỉnh trong việc chuyển hóa vật chất, năng lượng và thông tin.
Trước đây thuật ngữ này đã được sử dụng với ý nghĩa hẹp hơn, ám chỉ các kỹ thuật sản xuất, đo đạc các thực thể với kích thước nhỏ hơn 100nm.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 04:52:01 PM
1.1.2. Vật liệu nano
Khái niệm vật liệu nano mang nghĩa tương đối rộng. Vật liệu nano có thể là những tập hợp (aggregate) của các nguyên tử kim loại hay phi kim ( được gọi là cluster) hay phân tử của các oxit, sunfua, cacbua, nitrua, borua…có kích thước trong khoảng từ 1 đến 100nm. Đó cũng có thể là những vật liệu xốp với đường kính mao quản nằm trong giới hạn tương tự    ( như các zeolit, photphat, và các cacboxylat kim loại…). Như vậy, vật liệu nano có thể thuộc kiểu hệ siêu phân tán hay hệ rắn có độ xốp cao.
Hiện nay các vật liệu nano được phân loại thành:
- Vật liệu trên cơ sở cacbon.
- Vật liệu không trên cơ sở cacbon. Loại này gồm các loại sau:
+ Vật liệu kim loại.
+ Vật liệu sunfua.
+ Vật liệu oxit.
+ Vật liệu B-C-N.
+ Vật liệu xốp.
- Các phân tử tự tổ chức và tự nhận biết.
Trong đó các oxit kim loại chuyển tiếp được sử dụng rộng rãi để chế tạo các vật liệu nano có kích thước và chức năng khác nhau dưới dạng que , màng hay vật liệu xốp. Phương pháp tổng hợp chúng rất đa dạng, phong phú và từ rất nhiều chất đầu khác nhau. Ở đây chúng tôi dùng muối Ce(NO3)3 là chất đầu để tổng hợp CeO2 dạng vật liệu xốp.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 04:52:53 PM
1.1.3. Hóa học nano
Hóa học nano là khoa học nghiên cứu các phương pháp tổng hợp và xác định tính chất của các vật liệu nano.
Với cấu trúc siêu vi và do các hiệu ứng lượng tử đóng vai trò hết sức quan trọng trong cấu trúc nên vật liệu nano có tính chất khác thường so với các vật liệu thông thường của cùng một chất. Do đó có thể tổng hợp vật liệu nano bằng cách tiến hành phản ứng hóa học truyền thống hoặc hoàn toàn mới.Cho tới nay đã có rất nhiều phương pháp tổng hợp thành công vật liệu nano như: phương pháp phóng điện hồ quang, phương pháp sol – gel, phương pháp nghiền bi, phương pháp ngưng đọng pha hơi, phương pháp mạ điện…
Việc xác định tính chất của vật liệu nano được thực hiện bằng các phương pháp vật lý như phương pháp phân tích nhiệt, phương pháp nhiễu xạ tia Rơnghen, phổ hồng ngoại, phổ khối, kính hiển vi điện tử quét (SEM)…
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 04:53:58 PM
1.1.4. Ứng dụng công nghệ nano
Sản phẩm của nền công nghệ nano đã có mặt trên thị trường và đã chiếm lĩnh trong nhiều lĩnh vực như:
+ Công nghệ điện tử - quang: làm các transnitro đơn điện tử, xử lý tốc độ nhanh, laze…
+ Công nghệ hóa học : làm xúc tác, chất màu…
+ Công nghệ năng lượng : làm vật liệu dự trữ năng lượng, pin hidro…
+ Công nghệ hàng không vũ trụ : làm vật liệu chịu nhiệt, siêu bền…
+ Công nghệ môi trường: làm vật liệu khử độc, làm sạch môi trường…
+ Y học : làm thuốc chữa bệnh, mô nhân tạo…
Sản phẩm của công nghệ nano đã được ứng dụng rộng rãi tại các nước phát triển.Việc tiêu thụ sản phẩm nano trong một nước gắn chặt với tiêu chuẩn đời sống của nước đó. Công nghệ nano còn đem lại hiệu quả kinh tế vô cùng to lớn cho các nước phát triển như Mỹ, Nhật, Đức,...Hiện nay, ở nước ta, công nghệ nano đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống xã hội. Các sản phẩm sử dụng công nghệ nano xuất hiện ngày càng nhiều và tỏ ra ưu việt hơn hẳn. Các sản phẩm này tiêu tốn ít nhiên liệu, thân thiện với môi trường… Hy vọng trong thời gian tới sản phẩm của công nghệ nano sẽ đem lại hiệu quả và đem lại kinh tế nhiều hơn nữa cho nước ta.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 04:54:36 PM
1.1.5. Ứng dụng của CeO2 nano.
Trong vài năm gần đây, CeO2  và các vật liệu có chứa CeO2 được coi là chất xúc tác và chất xúc tiến cả về mặt điện tử và cấu trúc đối với các phản ứng xúc tác dị thể. CeO2 đóng vai trò như là một chất tăng cường để cải thiện hoạt tính hoặc độ chọn lọc của xúc tác hoặc để tăng cường tính ổn định của xúc tác. Việc ứng dụng CeO2 làm tác nhân chính trong xúc tác ba hướng ( Three Way Catalyst – TWC ) đối với vấn đề xử lý khí thải từ các động cơ ô tô cho thấy những triển vọng tốt cả về mặt công nghệ và mặt kinh tế đã kích thích những lỗ lực nghiên cứu của nhiều nhà khoa học và đã có nhiều công trình nghiên cứu về khả năng ứng dụng của CeO2 trong chuyển hóa SOx từ quá trình Cracking và các khí thải từ các nhà máy công nghiệp hoặc là việc sử dụng nó làm một số vật liệu xúc tác oxi hóa [1].
Theo những nghiên cứu gần đây khi không có xeri oxit, các oxit kim loại nhóm Platin chỉ thực hiện được một phần chức năng xúc tác của nó. Do tính dễ lưu trữ và tính dễ dàng nhả oxi ( trong quá trình chuyển đổi giữa CeO2 và Ce2O3), xeri oxit điều tiết áp suất riêng phần của oxi, tạo ra một siêu bão hòa oxi tại vùng lân cận của những nguyên tố hoạt tính xúc tác như Pt, Pd,… và sử dụng oxi này để oxi hóa các cấu tử có trong khí thải.
Khi động cơ làm việc trong điều kiện ít nhiên liệu và dư oxi, Ce2O3 sẽ thu hồi lượng oxi thừa trong khí thải và khí NOx dưới tác dụng xúc tác của các kim loại quý có trong thành phần xúc tác; biến NOx thành N2 không gây độc hại. Trong điều kiện dư nhiên liệu và ít oxi, CeO2 nhả oxi để đốt cháy nhiên liệu làm cho nhiên liệu cháy hoàn toàn hơn – ít tạo thành sản phẩm phụ CO và CHx dư. Khi đó hiệu suất động cơ đạt tối ưu.
Trong thời gian gần đây, khoa học kỹ thuật tiến bộ vượt bậc kéo theo hiệu suất của động cơ tăng lên, nhiệt độ của khí thải có khuynh hướng giảm. Nhu cầu phát triển xúc tác để thu hồi CO, NOx, CHx từ khí thải ở nhiệt độ thấp hơn ngày càng tăng lên. Oxit xeri được sử dụng rộng rãi như xúc tác hoặc trợ giúp xúc tác để thực hiện các phản ứng như phản ứng đehiđro hóa, hiđro hóa, sunfo hóa, đồng phân hóa,  cracking…
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:02:28 PM
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO.
Để tổng hợp vật liệu nano có thể dùng nhiều phương pháp tổng hợp hóa học truyền thống hay phương pháp mới như: phương pháp ngưng tụ pha hơi, đồng kết tủa, nhiệt phân, thủy phân, điện kết tủa, phản ứng sol-gel… Tuy nhiên điều quan trọng nhất trong tổng hợp vật liệu nano là kiểm soát kích thước và sự phân bố theo kích thước của các cấu tử hay các pha tạo thành, do đó các phản ứng trên thường được thực hiện trên những cái khuôn đóng vai trò những bình phản ứng nano ( ví dụ như các khung cacbon…) vừa tạo ra không gian thích hợp, vừa có thể định hướng cho sự sắp xếp các nguyên tử trong phân tử hoặc giữa các phân tử với nhau. Ngày nay người ta dùng các ion kim loại, các mixen được tạo thành bởi các chất hoạt động bề mặt, các màng photpholipit, các phân tử nano có mặt trong cơ thể như ferritin làm khuôn để tổng hợp vật liệu nano. Sau đây là một số phương pháp cụ thể để tổng hợp vật liệu nano:
1.2.1. Phương pháp phóng điện hồ quang   
Cho chất khí trơ thổi qua bình chân không với áp suất thấp, trong bình có hai điện cực nối với một hiệu điện thế cỡ vài Vol. Khi mồi cho chúng phóng điện có hồ quang giữa hai điện cực, điện cực anôt bị điện tử bắn phá làm cho các phần tử ở đó bật ra, bị mất điện tử trở thành ion dương hướng về catot. Do đó catot bị phủ một lớp vật chất bay từ anot sang. Trong những điều kiện thích hợp sẽ tạo ra trên catot một lớp bột mịn, kích thước hạt cỡ nano.
1.2.2. Phương pháp sol-gel
Phương pháp sol-gel được biết từ đầu thế kỉ XIX trong việc nghiên cứu điều chế thủy tinh từ silicalcoxit nhưng chỉ được phát triển mạnh từ thập niên 50-60 của thế kỉ thứ XX.
Trong đó sol là một hệ keo chứa các cấu tử có kích thước hạt từ 1-1000nm trong dung môi đồng thể về mặt hóa học. Gel là một hệ rắn “ bán cứng” chứa dung môi trong mạng lưới sau khi gel hóa, tức là ngưng tụ sol đến khi độ nhớt của hệ tăng lên một cách đột ngột. Sol được hình thành bằng cách phân tán các tiểu phân rắn trong dung môi hoặc đi từ phản ứng hóa học giữa tiền chất và dung môi mang bản chất của phản ứng thủy phân:
            -MOR + H2O  =  -MOH + ROH
Gel được hình thành tiếp theo bằng phản ứng ngưng tụ:
      -MOH + ROM-  =  -MOM- + ROH
            -MOH + HOM-  =  -MOM + H2O
Gel được chia thành hai loại : gel keo được hình thành từ sol của oxit, hydroxit, muối của kim loại theo các phương pháp như đồng kết tủa , trộn sol với dung dịch ; gel polyme hình thành từ các sol đi từ tiền chất hữu cơ, phản ứng ngưng tụ tạo thành không gian ba chiều và đến một thời điểm nào đó, độ nhớt của hệ tăng lên đột ngột.
So với các phương pháp khác, phương pháp sol-gel có thể kiểm soát được tính chất của gel tạo thành và như vậy kiểm soát được tính chất của sản phẩm nhờ sự kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình như kiểu tiền chất, dung môi, hàm lượng nước, nồng độ tiền chất, pH, nhiệt độ…Ngoài ra phương pháp sol-gel còn có ưu điểm trong việc điều chế xúc tác nhiều thành phần với độ đồng nhất cao và giá thành sản xuất rẻ.
Hiện nay phương pháp sol-gel là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi và tỏ ra có ưu việt để tạo ra các vật liệu khối , màng mỏng có cấu trúc nano, bột với độ mịn cao hoặc dạng sợi có cấu trúc đa tinh thể hay vô định hình mà các phương pháp khác khó thực hiện được.
1.2.3. Phương pháp nghiền bi
Phương pháp này thích hợp để tạo ra bột nano oxit kim loại. Bột này có thể dùng làm mực in, bột màu, tụ điện… Tuy nhiên các hạt nano tạo ra có thể bị biến dạng do bị va đập mạnh. Khắc phục nhược điểm này bằng cách ủ nhiệt.
Trong quá trình nghiền bi cần chú ý đến những phản ứng hóa học có thể xảy ra. Có những phản ứng sẽ làm hư hại chất lượng bột nano, nhưng cũng có phản ứng tạo ra sản phẩm phụ có lợi.
1.2.4. Phương pháp ngưng đọng hơi
Phương pháp này có thể tạo ra bột nano kim loại có độ tinh khiết cao, kích thước hạt đồng đều. Để tiến hành người ta cho kim loại vào một bình kín, hút chân không và đốt nóng kim loại để kim loại nóng chảy và bốc hơi. Hơi kim loại bay lên được ngưng tụ lại trên bề mặt vật rắn ở trong bình chân không. Muốn tạo bột oxit kim loại hay nitrua kim loại người ta thay môi trường chân không bằng khí oxi hoặc khí nitơ ở áp suất thích hợp rồi thổi qua bình. Cùng với sự ngưng đọng trên bề mặt, còn có các phản ứng hóa học xảy ra tạo được bột với thành phần như mong muốn.
1.2.5. Phương pháp mạ điện
Được dùng phổ biến để tạo ra các lớp kim loại mỏng trên bề mặt vật dẫn điện. Những yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng lớp mạ gồm dung dịch điện phân, chất liệu điện cực, mật độ dòng điện, điện thế, nhiệt độ.
 Đối với công nghệ nano bên cạnh các yêu cầu về chất lượng như quá trình mạ thông thường còn có các yếu tố khác như : độ dày của  lớp mạ, kích thước hạt trên lớp mạ.
1.2.6. Phương pháp làm nguội nhanh
Dùng lò cao tần để làm nóng chảy kim loại, hợp kim đặt trong một ống thủy tinh thạch anh rồi cho khí trơ vào ống tạo áp suất phun lên bề mặt một hình trụ bằng đồng quay rất nhanh. Chọn chế độ thích hợp, khi cho ống dẫn dòng kim loại lỏng, hợp kim lỏng phun lên, mặt trống bị kéo theo và nguội đi rất nhanh, sau đó gắn lại thành một băng mỏng. Tùy theo chế độ băng tạo ra mà có thể thu được cấu trúc hoàn toàn vô định hình hoặc là các hạt tinh thể cỡ nano.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:05:54 PM
1.3 . CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU NANO.
Việc xác định cấu tạo của các vật liệu nano được thực hiện bằng phương pháp vật lý khác nhau tùy theo đối tượng và mục đích nghiên cứu.
 Những phương pháp thường được sử dụng là:
1.3.1. Nhiễu xạ tia Rơnghen ( X-ray Diffraction – XRD)
Ứng dụng: Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X được dùng để nghiên cứu cấu trúc tinh thể vật liệu. Ngoài ra phương pháp này còn có thể ứng dụng để xác định động học của quá trình chuyển pha, kích thước hạt và xác định trạng thái đơn lớp bề mặt của xúc tác oxit kim loại trên chất mang.
Nguyên tắc: Theo lý thuyết cấu tạo tinh thể, mạng tinh thể được xây dựng từ các nguyên tử hay ion phân bố đều đặn trong không gian theo một quy định xác định. Khi chùm tia Rơnghen tới bề mặt tinh thể và đi vào bên trong mạng lưới tinh thể thì mạng lưới này đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt. Các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm tia X sẽ thành các tâm phát ra các tia phản xạ.






 
Hình 1: Tia tới và tia phản xạ trên tinh thể (xem bài đọc phổ X-rays của mình nhé!)
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp nhiễu xạ tia X là dựa vào phương trình Vulf-bragg :
nλ = 2 d.sinθ

Trong đó :     n – bậc nhiễu xạ ( n là số nguyên)
      λ – bước  sóng của tia X
      d – khoảng cách giữa hai mặt phẳng tinh thể
      θ – góc giữa tia tới và mặt phẳng phản xạ
Với mỗi nguồn tia X có λ xác định, khi thay đổi góc tới θ , mỗi vật liệu có giá trị d đặc trưng. So sánh giá trị d này với d chuẩn sẽ xác định được cấu trúc mạng tinh thể của chất nghiên cứu.
Khi các xúc tác oxit kim loại ở trạng thái đơn lớp bề mặt, các oxit kim loại tồn tại ở trạng thái vô định hình. Vì vậy trạng thái đơn lớp bề mặt của các xúc tác oxit kim loại trên chất mang được xác định trên phổ XRD không có các pic đặc trưng cho sự có mặt tinh thể oxit kim loại hoạt động.
Khi chuyển sang trạng thái đa lớp bề mặt, trên bề mặt xúc tác sẽ xuất hiện các tinh thể của kim loại, do vậy khi đó trên phổ XRD sẽ xuất hiện các píc đặc trưng cho sự có mặt của tinh thể oxit kim loại.
Có nhiều phương pháp ghi các tia X nhiễu xạ như : phương pháp dùng phim ảnh, giấy ảnh hay kính ảnh; phương pháp dùng các thiết bị kiểu máy đếm, phương pháp dùng tinh thể thể hiện hiệu ứng quang electron…
Có hai phương pháp để nghiên cứu cấu trúc bằng tia X:
- Phương pháp bột: khi mẫu nghiên cứu là bột tinh thể, gồm những vi tinh thể nhỏ li ti.
- Phương pháp đơn tinh thể: khi mẫu gồm những đơn tinh thể có kích thước đủ lớn , thích hợp cho việc nghiên cứu.
Từ hình ảnh nhiễu xạ ghi nhận được ta biết cấu trúc của mẫu, thành phần pha, thành phần hóa học của mẫu.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:06:27 PM
1.3.2. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM–Transmission   Electron   Microscope)
Kính hiển vi điện tử cấu tạo dựa trên cấu tạo của kính hiển vi quang học (vi điện tử cũng có tính chất sóng và bước sóng của tia điện tử có thể nhỏ hơn bước sóng của  ánh sáng), thay nguồn sáng quang học bằng nguồn sáng điện tử, thay thấu kính thủy tinh bằng thấu kính điện tử. Đường đi của tia điện tử qua thấu kính điện tử và độ phóng đại ở hiển vi điện tử truyền qua giống với ở hiển vi quang học.
Độ phân giải của hiển vi điện tử truyền qua loại tốt vào cỡ 0,1nm. Với độ phân giải đó đủ để quan sát những chi tiết kích cỡ nano. Khi chuẩn bị mẫu chụp phải làm cho mẫu thật mỏng ( cỡ nửa micromet ) thì điện tử mới xuyên qua được mẫu để tạo ra ảnh phóng đại. Khi đã làm mẫu mỏng mà không làm sai lệch cấu trúc thì hiển vi điện tử truyền qua cho biết được nhiều chi tiết nano của mẫu nghiên cứu như hình dạng kích thước hạt, thành phần các chất…
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:15:35 PM
1.3.3. Hiển vi điện tử quét ( SEM – Scanning Electron Microscope )
Ứng dụng: Loại hiển vi này có nhiều chức năng nhờ khả năng phóng đại và tạo ảnh rất rõ nét, chi tiết. Hiển vi điện tử quét SEM được sử dụng để nghiên cứu bề mặt của xúc tác cho phép xác định kích thước và hình dạng của vật liệu.
Nguyên tắc: Hiển vi điện tử được thực hiện bằng cách quét một chùm tia điện tử hẹp có bước sóng khoảng vài Ao lên bề mặt mẫu. Khi chùm tia điện tử đập vào mẫu, trên bề mặt mẫu phát ra các điện tử thứ cấp. Mỗi điện tử phát xạ này qua điện thế gia tốc vào phần thu sẽ biến đổi thành một tín hiệu ánh sáng, chúng được khuếch đại, đưa vào mạng lưới điều khiển tạo độ sáng trên màn ảnh. Độ sáng tới trên màn ảnh phụ thuộc vào lượng điện tử thứ cấp phát ra tới bộ thu và phụ thuộc vào bề mặt mẫu nghiên cứu. Phương pháp kính hiển vi điện tử được sử dụng nghiên cứu bề mặt, kích thước, hình dạng vi tinh thể do khả năng phóng đại và tạo ảnh rõ nét, chi tiết. Tinh thể chỉ được ghi ảnh sau khi đã kiểm tra bằng phổ IR và XRD.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:16:16 PM
1.3.4. Phương pháp phân tích nhiệt
Khi đưa các khoáng vật hoặc các hợp chất hóa học lên nhiệt độ cao có thể xảy ra các phản ứng hóa học như phân li, mất nước… hoặc các quá trình biến đổi vật lý như chuyển pha, chuyển dạng thù hình… Các quá trình đó có thể kèm theo hiệu ứng nhiệt ( tỏa nhiệt hoặc thu nhiệt). Trong một số trường hợp lại kèm theo sự thay đổi khối lượng (mất khối lượng) của chất nghiên cứu. Các chất như thế gọi là hoạt động nhiệt. Ngược lại, các hợp chất hóa học hoặc khoáng vật khi được đốt nóng hoặc làm lạnh trong một khoảng nhiệt độ nhất định nào đó mà không xảy ra sự mất khối lượng cũng như hiệu ứng nhiệt thì gọi là các chất trơ nhiệt ( hoặc bền nhiệt). Trong thực tế, phần lớn các chất là chất hoạt động nhiệt nếu khoảng nhiệt độ nghiên cứu không quá hẹp (25 – 1000oC).
Cơ sở của phương pháp phân tích nhiệt là ghi sự thay đổi nhiệt độ của chất nghiên cứu dưới các dạng đường khác nhau khi đốt nóng chất như đường nhiệt độ T, đường vi phân DTA và đường dạo hàm DDTA.
Phương pháp phân tích nhiệt cùng với sự trợ giúp của các phương pháp toán học cho phép xác định các hằng số nhiệt động như hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học hay của quá trình chuyển pha, nhiệt dung riêng,… từ đó có thể đưa ra các giả thuyết về quá trình hóa học xảy ra khi thay đổi nhiệt độ.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:17:21 PM
1.4. TỔNG HỢP CeO2 NANO.
1.4.1. Nghiên cứu về đặc điểm của CeO2
CeO2 có cấu trúc giống với cấu trúc của canxiflorit (CaF2) trong đó các nguyên tử kim loại tạo thành mạng lập phương tâm mặt, xung quanh là các nguyên tử oxi tạo thành tứ diện
 
Khi bị khử trong không khí ở nhiệt độ cao, CeO2 tạo thành các oxit thiếu oxi dạng CeO2-x ( với 0  x  0,5 ) , đặc biệt sau khi thiếu một lượng lớn nguyên tử oxi trong mạng lưới tinh thể và tạo nên một lượng lớn lỗ trống tại những vị trí nguyên tử oxi đã mất, CeO2 vẫn có cấu trúc của caxiflorit và những oxit xeri thiếu oxi này sẽ dễ dàng bị oxi hóa thành CeO2 nhờ tác dụng của môi trường oxi hóa [1].
Quá trình oxi hóa – khử đó có thể biểu diễn bằng các phương trình phản ứng sau :
          Ce+3 – 1e = Ce+4       ( quá trình oxi hóa)
           Ce+4 + 1e = Ce+3       ( quá trình khử )
Ví dụ:     2Ce2O3 + O2 =  4CeO2
      2CeO2 + CO =  Ce2¬O3 + CO2
Giống như các vật liệu nano khác, CeO2 kích thước nano có kích thước hạt bé, chỉ lớn hơn kích thước của các nguyên tử 1-2 bậc. Hầu hết các nguyên tử được phơi ra bề mặt hoặc được che chắn không đáng kể, mỗi nguyên tử được tự do thể hiện toàn bộ tính chất của mình trong tương tác với môi trường xung quanh, trong khi ở vật liệu thông thường chỉ một số ít các nguyên tử nằm trên bề mặt được thể hiện tính chất còn phần lớn các nguyên tử còn lại nằm sâu trong thể tích của vật bị các nguyên tử lớp ngoài che chắn. Do đó CeO2 kích thước nano thể hiện một số tính chất khác thường như tính chất quang, điện, từ… nói chung là các tính chất lý- hóa khác nhiều so với CeO2  thông thường.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:22:34 PM
1.4.2. Một số phương pháp tổng hợp CeO2 kích thước nano.
CeO2 kích thước nano có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Chúng có thể sử dụng trong gốm sứ thủy tinh, làm bột huỳnh quang, làm xúc tác, làm sơn, … Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng, đặc điểm cấu trúc của mỗi dạng tập hợp và bản chất của tiền chất mà có các phương pháp tổng hợp khác nhau. Yếu tố quan trong nhất trong quá trình tổng hợp các vật liệu nano nói chung và CeO2 kích thước nano nói riêng là kiểm soát được kích thước của các phần tử và sự phân bố chúng. Do đó khác với các phản ứng tổng hợp hóa học truyền thống , ở đây việc tạo ra không gian thích hợp cho phản ứng và bền hóa các phần tử tạo thành có vai trò quan trọng hàng đầu.
Hiện nay có nhiều phương pháp tổng hợp CeO2 siêu mịn như phương pháp lắng đọng đồng thể, phương pháp thủy nhiệt, phương pháp sol – gel , phương pháp lắng đọng phun … Các phương pháp này thường đòi hỏi mức độ phức tạp về kiểm soát hệ thống thiết bị.. và khống chế phản ứng để nhận được những tính chất mong muốn của bột nên những phương pháp này không thuận tiện cho việc điều chế CeO2 nano ở quy mô lớn do những khó khăn về mặt kỹ thuật và đòi hỏi những trang thiết bị đắt tiền.
Bột CeO2 nano có kích thước khoảng 10nm đã được tổng hợp bởi Jin–SeokLe và cộng sự bằng phương pháp thủy nhiệt sol – gel . Tác giả đã dùng H2O2 oxi hóa Ce(NO3)3 , phản ứng được tiến hành trong môi trường NH4OH, sản phẩm của phản ứng được nung ở 200oC trong vòng 6 giờ [8].
Sriksnth Gopalan và các cộng sự đã tổng hợp bột CeO2 nano bằng phương pháp cơ hóa, với các hợp chất đầu là CaO và CeCl3. Hỗn hợp đầu được nghiền nhỏ và nung ở 400oC trong vòng 6 giờ. Các hạt CeO2 nano thu được có kích thước 19nm [9].
Yen – PeiFu và các cộng sự đã điều chế thành công bột CeO2 có kích thước 20 – 30 nm bằng phương pháp đốt cháy hỗn hợp xeri nitrat và ure (nhiên liệu) trong lò vi sóng trong 15 phút. Các tác giả cũng đã điều chế CeO2 nano bằng phương pháp kết tủa muối xeri nitrat trong môi trường ammoniac ở pH = 8 và dung dich được nung ở nhiệt độ 85 – 90oC trong vòng 2 giờ. Kết tủa được đun nóng ở nhiệt độ 200 – 400oC trong vòng 2 giờ với tốc độ gia nhiệt 4oC/phút. Bột CeO2 thu được có kích thước 30 – 50nm [10].
Phương pháp tự bốc cháy ( Auto – combustion method ) là phương pháp hữu hiệu để tạo ra nhiều loại bột nano với cấu trúc và thành phần như mong muốn, dễ điều khiển kích thước hạt, các hạt tạo thành khá đồng đều và giá thành rẻ. Phương pháp tự bốc cháy tận dụng phản ứng tự cháy : chất ban đầu có thể cháy ở nhiệt độ thấp ( 150 – 500oC) và tăng nhanh tới nhiệt độ cao (1000-1400oC) mà không cần cung cấp năng lượng ngoài. Khi quá trình cháy diễn ra nhanh và có thể đạt đến việc chuyển hóa trực tiếp hỗn hợp phân tử của dung dịch tiền chất (precursor) đến sản phẩm oxit cuối cùng, tránh sự hình thành các pha tinh thể trung gian mà các pha này phải khuyếch tán qua lại lẫn nhau để tạo thành sản phẩm cuối cùng.
Trong đề tài này, chúng tôi đã chọn phương pháp tự bốc cháy để điều chế bột oxit CeO2 kích thước nano với chất hoạt động bề mặt natriđođêxylsunfat và axit xitric làm tác nhân điều chỉnh pH cho quá trình tạo sol – gel.

Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:24:30 PM
Phần 2. THỰC NGHIỆM
2.1. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ :
- Pipet 5ml
- Pipet 10ml
- Bình định mức 100ml
- Bình định mức 250ml
- Bát sứ 250ml
- Máy khuấy từ gia nhiệt
- Cân phân tích.

2.2. HÓA CHẤT:
2.2.1. Dung dịch Ce(NO3)3 1M.
Cân chính xác 108,557 gam Ce(NO3)3.6H2O trên cân phân tích và chuyển toàn bộ lượng hóa chất vừa cân vào bình định mức 250 ml. Thêm nước cất đến 2/3 bình, lắc đều cho tan hết rồi thêm tiếp tới vạch định mức. Ta có dung dịch Ce(NO3)3 1M.
2.2.2. Dung dịch axit xitric 3M.
Cân 63 gam C6H8O7.H2O trên cân phân tích rồi chuyển toàn bộ lượng hóa chất vào bình định mức 100ml. Thêm nước cất đến 2/3 bình, lắc cho tan và định mức tới vạch. Khi đó ta thu được 100ml dung dịch axit xitric 3M.
2.2.3. Natri đođexylsunfat
Lượng natriđođexylsunfat (NaC12H25SO4) ở dạng rắn được lấy trong các thí nghiệm khác nhau bằng 5%, 10%, 15%, 20% khối lượng của Ce(NO3)3 và tương ứng lần lượt là: 0,065g; 0,13g; 0,2g; 0,26g.

Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:27:37 PM
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU

2.3.1. Phương pháp phân tích nhiệt
Phân tích nhiệt được chụp trên máy Labsys TG/ DSC Sataram- Pháp, nhiệt độ đo từ 30-800oC; tốc độ nâng nhiệt là 10oC/ phút trong không khí.
2.3.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
Sản phẩm được ghi nhiễu xạ tia X trên máy nhiễu xạ D8 ADVANCE (Bruker – Đức ) của khoa Hóa Học , ĐHKHTN với bức xạ CuKα (λ = 0.15406 nm), 40kV, 40mA, góc 2θ = 25-70o.
Kích thước hạt trung bình được tính theo công thức Debye – Scherrer
 
Trong đó   :
d       :  Kích thước hạt trung bình             (nm)
λ      :  Bước sóng tia X                   (nm)
β      : Độ rộng tại nửa chiều cao vạch nhiễu xạ cực đại
β = 
θ      : Góc nhiễu xạ của vạch nhiễu xạ cực đại       (độ)
2.3.3. Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua.
Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và ảnh nhiễu xạ electron được ghi trên máy JEOL-JEM 1010, Nhật Bản ( Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam).
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:28:26 PM
2.4. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CeO2 NANO BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỰ BỐC CHÁY.
2.4.1. Các giai đoạn tổng hợp
2.4.1.1. Giai đoạn tạo gel
Lượng natriđođexylsunfat phù hợp với từng thí nghiệm hòa tan vừa đủ bằng nước cất ấm trong bát sứ, tiếp tục thêm vào bát sứ 4ml dung dịch Ce(NO3)3 1M và dung dịch axit xitric 3M (tùy thuộc vào từng thí nghiệm). Lúc này thể tích đúng dịch trong bát sứ khoảng 20ml và dung dịch này được khuấy liên tục trên máy khuấy từ ở nhiệt độ 40-90oC để nước trong dung dịch bay hơi.
Khi lượng nước bay hơi hết khoảng 2/3, dung dịch chuyển sang màu trắng đục và rất sánh. Khi nước trong dung dịch bay hơi gần hết, dung dịch biến đổi thành gel. Gel có màu vàng trông giống mật ong và hơi dính. Lấy một ít gel đem chụp phân tích nhiệt (hình 3):
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:32:16 PM
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201861906_phuong1.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:32:40 PM
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201861906_phuong2.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:33:24 PM
Từ đường DTA của kết quả phân tích nhiệt cho thấy có một vai nhỏ (pic nhỏ) ở nhiệt độ trên 110oC , theo chúng tôi có thể ở đây có hiệu ứng thu nhiệt ứng với quá trình phân hủy của axit HNO3 và quá trình đehiđrat hóa; đồng thời xuất hiện 1 pic phát nhiệt rất gần nó ( 119oC), chúng tôi cho rằng hiệu ứng này ứng với quá trình cháy một phần chất hữu cơ. Do hiệu ứng phát nhiệt (mạnh) và rất gần với hiệu ứng thu nhiệt (yếu) nên hiệu ứng phát nhiệt đã át hiệu ứng thu nhiệt làm cho píc của hiệu ứng thu nhiệt khó quan sát thấy. Ở nhiệt độ 145,7oC có một hiệu ứng phát nhiệt rất mạnh và xảy ra nhanh, giai đoạn này là quá trình cháy của gel được tạo thành. Ở 272oC có một hiệu ứng phát nhiệt, có thể đây là giai đoạn cháy của cacbon dư đồng thời tạo ra sản phẩm cuối cùng là CeO2.
2.4.1.2. Giai đoạn làm khô gel
Ở nhiệt độ khoảng 150oC, gel sôi mạnh, có khí màu nâu mùi hắc thoát ra khỏi hỗn hợp phản ứng ( chủ yếu là NO2 thoát ra do quá trình phân hủy NO3- và hơi nước do quá trình đehiđrat). Sau 5 phút gel trở nên khô, màu vàng nhạt chuyển dần thành màu nâu đen và rất xốp ( có cấu trúc bọt).
2.4.1.3. Giai đoạn tự bốc cháy
Do nhiệt độ của khối xốp khác nhau, phần tiếp xúc của đáy bát với bếp có nhiệt độ cao hơn nên khối xốp chuyển sang màu nâu đen trước và bốc cháy. Quá trình cháy tỏa nhiều nhiệt và lan nhanh trong toàn bộ khối xốp. Quá trình cháy diễn ra trong khoảng 5 phút, có khí màu nâu thoát ra (do quá trình phân hủy và oxi hóa giải phóng ra NO2 và CO2) . Do sinh ra một thể tích khí rất lớn trong quá trình phản ứng làm tăng cường quá trình chia tách các hạt CeO2. Sau khoảng 15 phút sẽ thu được bột CeO2 có màu vàng nhạt ở trong khối xốp còn có cacbon chưa cháy hết màu đen phía gần thành bát và lớp trên của khối xốp. Đặt sản phẩm thu được vào lò nung, chỉnh nhiệt độ xấp xỉ 300oC để cháy hết cacbon còn dư. Sản phẩm thu được chỉ có CeO2 màu vàng nhạt. Đặc trưng của sản phẩm được xác định bằng một số phương pháp vật lý: Nhiễu xạ tia X, ảnh hiển vi điện tử truyền qua.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:38:12 PM
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201862260_phuong3.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:40:08 PM
2.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến kích thước hạt CeO2
2.4.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel.
Tiến hành thí nghiệm này, chúng tôi lấy 4ml dung dịch Ce(NO3)3 1M và 4ml dung dịch axit xitric 3M, lượng natriđođexylsunfat là 0,13 gam tức là tỉ lệ mol Ce3+: axit xitric = 1:3 và lượng natriđođexylsunfat bằng 10% lượng Ce(NO3)3 . Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel, chúng tôi tiến hành khuấy hỗn hợp phản ứng bằng máy khuấy từ và điều chỉnh nhiệt độ thay đổi tương ứng là: 40oC, 60oC, 80oC, 90oC để tìm khoảng nhiệt độ tối ưu cho quá trình tạo gel.
2.4.2.2. Ảnh hưởng pH của dung dich hỗn hợp ban đầu
Trong thí nghiệm này chúng tôi lấy 4ml dung dịch Ce(NO3)3 1M và 2,6ml dung dịch axit xitric 3M, lượng natriđođexylsunfat là 0,13gam (tức là tỉ lệ mol Ce3+: axit xitric=1:2, % natriđođexylsunfat =10% so với lượng Ce(NO3)3 .).
Dùng dung dịch HNO3 và NaOH để điều chỉnh pH của dung dịch.
2.4.2.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol Ce3+/axit xitric
Trong thí nghiệm này, chúng tôi lấy 4ml dung dịch Ce(NO3)3 1M và thêm những thể tích tương ứng dung dịch axit xitric 3M để có các tỉ lệ mol của Ce3+/axit xitric khác nhau:
Ce3+: axit xitric =1:2 → Vdd xitric = 2,6 ml.
Ce3+: axit xitric = 1:3 → Vdd xitric = 3,9 ml.
Ở mỗi tỉ lệ mol Ce3+/axit xitric, chúng tôi lại thay đổi lượng natriđođexylsunfat bằng 5%, 10%, 15%, 20% lượng Ce(NO3)3 tương ứng bằng 0,065gam; 0,13gam; 0,2gam; 0,26gam natriđođexylsunfat. Dung dịch hỗn hợp được làm bay hơi nước trên máy khuấy từ ở nhiệt độ 80 – 90oC.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:42:36 PM
Phần 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ TẠO GEL.
Trong các thí nghiệm này, sản phẩm thu được có màu vàng. Lấy sản phẩm đem phân tích bằng phương pháp nhiễu xạ tia X thì thu được kết quả dưới đây:
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201862573_phuong4.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:43:44 PM
Kích thước hạt trung bình của CeO2 nano tính theo công thức Debye– Scherrer được tính cho kết quả ở bảng 1 :

Bảng 1 : Kích thước hạt trung bình (nm) của CeO2 phụ thuộc vào nhiệt độ tạo gel.
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201862573_phuong5.gif)

(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201862573_phuong6.gif)

Từ kết quả trên, chúng tôi thấy CeO2 được điều chế từ chất hoạt động bề mặt natriđođexylsunfat đạt kích thước hạt nhỏ nhất khi nhiệt độ tạo gel từ 80oC- 90oC. Chúng tôi chọn khoảng nhiệt độ này để tạo gel cho các thí nghiệm tiếp theo.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:56:15 PM
3.2. ẢNH HƯỞNG pH DUNG DỊCH ĐẾN KÍCH THƯỚC HẠT CeO2.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến kích thước hạt CeO2, chúng tôi nghiên cứu điều chế CeO2 khi pH của dung dịch bằng 1; 2; 3. Kết quả được trình bày ở hình 6, hình 7.
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201863392_phuong7.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:57:15 PM
Từ ảnh nhiễu xạ tia X trên hình 6 và 7, chúng tôi thấy khi pH=1 thì sản phẩm chỉ có một pha duy nhất là CeO2 nhưng ở pH=2 thì sản phẩm có cả CeO2 và Ce2O3 , còn từ pH=3 thì dung dịch xuất hiện kết tủa trắng và khi được làm khô dung dịch có tạo thành gel nhưng gel không cháy được. Do đó chúng tôi chọn pH=1 cho các thí nghiệm tiếp theo.
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201863392_phuong8.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:57:49 PM
3.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ MOL Ce3+/AXIT XITRIC.
Trong quá trình phản ứng, tỉ lệ mol Ce3+/axit xitric và lượng natriđođexylsunfat không những ảnh hưởng đến thời gian tạo gel và phụ thuộc vào tính chất của gel mà còn ảnh hưởng tới kích thước và hình thái của hạt CeO2 . Axit xitric được xem như phối tử tạo phức và tác nhân điều chỉnh pH của quá trình hình thành sol – gel; còn natriđođexylsunfat vừa là tác nhân điều khiển kích thước và hình thái hạt, vừa là tác nhân cung cấp nhiệt cho sự bốc cháy.
Trong thí nghiệm này, chúng tôi nghiên cứu tỉ lệ mol của Ce3+/ axit xitric là 1:2 và 1:3. Lượng natriđođexylsunfat được lấy bằng 5%, 10%, 15%, 20% khối lượng của Ce(NO3)3, ở pH=1và tiến hành thí nghiệm ở nhiệt độ tạo gel là 80- 90oC.
Kết quả được trình bày ở hình dưới đây:
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201863392_phuong9.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:58:31 PM
Khi tỉ lệ mol Ce3+ : axit xitric =1:1 và lượng natriđođexylsunfat thay đổi  từ 5% đến 20% thì gel không tạo thành. Do đó chúng tôi không tiến hành xác định kích thước hạt với các mẫu này.
Từ giữ liệu phổ XRD và áp dụng cộng thức Debye – Scherrer cho thấy các mẫu CeO2 tạo thành là đơn pha và các hạt CeO2 thu được đều có kích thước hạt khá nhỏ: từ 14 – 26nm.
(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201863392_phuong10.gif)

(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201863393_phuong11.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:59:03 PM
Từ bảng 3 và hình 10, hình 11 cho thấy, với các tỉ lệ Ce3+/axit xitric nghiên cứu thì hạt CeO2 đạt kích thước nhỏ nhất khi tỉ lệ này là 1:2. Lượng Natriđođexylsunfat thay đổi tử 5% - 20% ít ảnh hưởng tới kích thước hạt CeO2, nhưng khi lượng chất hoạt động bề mặt này đạt 5% thì kích thước hạt đạt nhỏ nhất trong khoảng nghiên cứu của chúng tôi.

Kết quả hiển vi điện tử truyền qua của một số mẫu CeO2 sử dụng chất hoạt động natriđođexylsunfat được trình bày trên hình 12.

(http://upload69.net/uploaded/images/2008/02/01/Upload69.Net_1201863393_phuong12.gif)
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:59:26 PM
Khi tỉ lệ Ce3+: axit xitric = 1:1 và lượng natriđođexylsunfat thay đổi từ 0 – 20% thì không tạo được gel, do đó chúng tôi chỉ sử dụng hai tỉ lệ Ce3+:  axit xitric = 1: 2 và 1:3 trong phần nghiên cứu này. Từ kết quả ở bảng 3 cho thấy: ở cả hai tỉ lệ mol Ce3+: axit xitric =1:2 và 1:3 kích thước hạt trung bình giảm khi hàm lượng natriđođexylsunfat giảm. Tuy nhiên khi lượng chất hoạt động bề mặt giảm sẽ xảy ra hiện tượng kết tụ các hạt CeO2 thành đám ( phân tán không tốt) mặc dù kích thước hạt trung bình tính toán theo XRD là nhỏ.
Điều này được thể hiện rõ thông qua ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM (với tỉ lệ Ce3+: axit xitric =1:2 hình 12 (1) và hình 12 (2)). Khi không có chất hoạt động bề mặt sẽ có sự kết khối của các hạt CeO2 và hình thái hạt không rõ ràng, ở hàm lượng 5% natriđođexylsunfat sự kết khối này có giảm nhưng mức độ đồng đều của các hạt không cao. Sự phân tán được tốt hơn, kích thước hạt cũng đồng đều hơn ở các mẫu có hàm lượng chất hoạt động bề mặt cao hơn ( hình 12 (3) và hình 12 (4)). Từ đó có thể thấy rằng ở tỉ lệ Ce3+: axit xitric = 1:2 và 1:3 thì hàm lượng natriđođexylsunfat tối ưu là 10%.
Tuy nhiên nếu hàm lượng chất hoạt động bề mặt quá cao ( trên 10% natriđođexylsunfat) lại có ảnh hưởng không tốt tới kích thước hạt CeO2 tạo thành. Lý do là natriđođexylsunfat đóng vai trò kép: vừa là tác nhân phân tán đồng đều các ion kim loại, vừa là tác nhân cung cấp nhiệt trong giai đoạn bốc cháy gel. Một lượng quá cao natriđođexylsunfat làm cho sự tăng nhiệt độ quá nhanh trong một thời gian ngắn sẽ gây ra hiệu ứng âm tính đối với quá trình hình thành của các hạt CeO2. Việc dùng natriđođexylsunfat dư thậm chí còn để lại tro đen trong sản phẩm là do cacbon dư không cháy hết trong quá trình tự bốc cháy.
Một trong những tác nhân quan trọng ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp CeO2 nano bằng kỹ thuật đốt cháy sol – gel là axit xitric. Thông qua các bảng tổng hợp ảnh hưởng của tỉ lệ Ce3+/axit xitric và lượng natriđođexyl sunfat tới kích thước hạt CeO2 chúng ta thấy lượng axit xitric cũng là một yếu tố quan trọng quyết định sự tạo thành sol – gel và các phần tử nano. Theo tài liệu [7] quá trình có thể xảy ra như sau:
   Ce3+ + 3 HA → CeA3  + 3H+ (1)
   CeA3 +  H2O  →  Ce(OH)A2  +  HA  (2)
   Ce(OH)A2  + Ce(OH)A2  → A2Ce2OA2 +  H2O  (3)
pH của dung dịch có ảnh hưởng tới quá trình tạo Ce(OH)A2, đó là sản phẩm của quá trình tạo dung dịch keo, và dung dịch keo này biến đổi thành gel. Khi giá trị pH quá thấp sẽ cản trở sự tạo thành hợp chất CeA3, nhưng khi giá trị pH tăng thì quá trình phản ứng (2) sẽ tăng và đẩy nhanh quá trình tạo ra kết tủa Ce(OH)3. Như vậy lượng A2Ce2OA2 sẽ giảm, mà A2Ce2OA2 là sản phẩm trung gian của quá trình tự cháy để tạo ra CeO2 , do đó ảnh hưởng tới sản phẩm sau của phản ứng. Vì vậy axit xitric không chỉ là một phối tử mà còn là một tác nhân điều chỉnh pH trong quá trình tạo gel.
Như vậy, chúng tôi đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của: nhiệt độ tạo gel, pH dung dịch, tỉ lệ Ce3+: axit xitric và % natriđođexylsunfat tới quá trình tổng hợp CeO2 nano. Những ảnh hưởng khác chúng tôi chưa có thời gian khảo sát và hy vọng sẽ được tìm hiểu trong tương lai để có thể thu được CeO2 nano ở điều kiện tối ưu hơn.
Tiêu đề: Re: Tổng hợp CeO2 nano bằng phương pháp tự bốc cháy
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 05:59:54 PM
KẾT LUẬN
Từ những kết quả thực nghiệm điều chế CeO2 và nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
1. Tổng hợp thành công bột CeO2 ( tinh thể) kích thước nanomét có độ tinh khiết cao bằng phương pháp tự bốc cháy với chất hoạt động bề mặt natri- đođexyl sunfat.
2. Đã khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel đến kích thước hạt trung bình, các kết quả cho thấy nhiệt độ tối ưu cho quá trình tạo gel là 80 – 90oC.
3. Đã khảo sát ảnh hưởng của pH dung dịch tới quá trình tổng hợp CeO2 nano tinh khiết, kết quả tối ưu là pH=1.
4. Đã khảo sát được ảnh hưởng của tỉ lệ mol Ce3+/axit xitric tới kích thước hạt CeO2 , từ đó tìm được tỉ lệ tối ưu là 1:2.
5. Các thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của lượng chất hoạt động bề mặt cho thấy rằng lượng natriđođexylsunfat tối ưu là 10% ( kích thước hạt nhỏ với độ phân tán tốt nhất đạt 14,4nm ).
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 06:16:18 PM
Những điều cần biết về NANO
NANO” là một từ bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp và tiếng La Tinh vàcó nghĩa là lùn, nhỏ bé. Từ NANO được sử dụng để diễn tả đơn vị đo đạc bằng 1 phần tỷ . Trong hệ thống đo đạc có nghĩa là 1/ tỷ mét (1 nm) hoặc 1/ triệu mm. Với đơn vị này chúng ta đã đi vào lãnh vực của nguyên tử và phân tử …
Mục đích của kỹ thuật NANO là xây dựng một cấu trúc nhỏ bé nhất từ những nguyên liệu cơ bản trong bảng tuần hoàn hoá học và như vậy có thể chế được những vật liệu, nguyên liệu với các đặc tính mới, những bộ máy thật nhỏ và cho đến cả một hệ thống mới ..
Đặc tính cơ bản là trong suốt, không bị trầy trụa, không bi ảnh hưởng hoá chất, dẫn điện tốt và ngay cả chống lại rỉ sét. Tất cả các đặc tính này có thể hoà trộn với nhau tuy thích để cho ra những sản phẩm đa năng hoàn toàn mới lạ như sự chống bám, dính dài hạn trên mặt thủy tinh, Ceramics, kim loại, các loại sản phẩm chống trầy trụa cho các loại nhựa ..
Từ các nguyên liệu mới này người ta có thể sản xuất các vật dụng hàng ngày như các loại sản phẩm chống dính nước mưa, chống dính bụi, chất chống ánh nắng mặt trời, các loại hợp chất nguyên liệu cho xe hơi. Các loại băng cá nhân, băng vết thương chống khuẩn ….
Nước Đức đặt trọng tâm trong lãnh vực nghiên cứu, phát triển công nghệ NANO và đã đầu tư hàng tỷ dollars vào công việc nghiên cứu. IBM, Fujitsu và Intel hiện đang nghiên cứu ứng dụng công nghệ NANO vào những loại CHIPS cực nhỏ phải dùng kính hiển vi mới thấy được
Công nghệ NANO mở ra một cánh cửa hoàn toàn mới trong lãnh vực khoa học kỹ thuật, đặc tính của nguyên liệu hoàn toàn thay đổi khi dùng NANO xử lý. Quá trình nghiên cứu kéo dài 40 năm mãi cho đến khi các thiết bị công nghệ đủ tinh xảo để thực hiện công nghệ NANO. Công nghệ NANO là công nghệ nguyên liệu và bao gồm các phần tử vô cơ cũng như hữu cơ

Để so sánh:
Cấu trúc NANO là tỉ lệ của trái banh với trái đất. Cho đến nay, cấu trúc này chúng ta chỉ tìm thấy trong thiên nhiên. Từ hàng triệu năm nay thiên nhiên đã xây dựng địa cầu theo cơ bản này, bao gồm cây cỏ , thú vật và con người … Công nghệ NANO đang phát triển trên cơ bản hiện có và hữu hiệu này …
Tiêu đề: Re: Công nghệ nanô sẽ cứu giúp thế giới hay chỉ là một sự khoa trương?
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 06:18:28 PM
Công nghệ nano - kỳ vọng và lo lắng
Kể từ khi John Dalton thuyết phục thế giới về sự tồn tại của nguyên tử vào năm 1803, các nhà khoa học đã muốn làm nhiều điều với chúng. Công nghệ nano đưa khả năng đó lên một tầm cao mới và mở ra một chân trời mới.
Mong đợi
 
Máy nano trong mạch máu vẫn chỉ tồn tại trong tiểu thuyết khoa học.
Công nghệ nano là sự thao tác ở cấp phân tử - khoảng cách vài phần triệu của 1mm. Tuy nhiên, tiềm năng của nó không chỉ là thu nhỏ đồ vật mà còn giúp các nhà khoa học nhận ra những giới hạn căn bản của sự thu nhỏ thuần tuý. Thao tác ở kích cỡ nhỏ hơn đầu kim một triệu lần cho phép các nhà nghiên cứu điều chỉnh đặc tính vật liệu, làm cho chúng hoạt động theo một cách khác biệt so với các chất rắn có kích cỡ lớn.
Công nghệ nano đã tồn tại trong tự nhiên một thời gian dài. Một ví dụ điển hình là những chiếc lông siêu mịn trên bàn chân của thạch sùng cho phép nó bám vào tường và thậm chí là ở mặt dưới của một tấm kính nằm ngang. Học từ tự nhiên, công nghệ nano giúp con người chế tạo các hệ thống nhỏ hơn, nhẹ hơn, bền hơn, hiệu quả hơn song lại rẻ tiền.
GS Mark Welland, giám đốc Phòng thí nghiệm Khoa học nano, ĐH Cambridge, cho biết: ''Nano là công nghệ đa dạng nên nó sẽ xuất hiện trong nhiều sản phẩm khác nhau. Nó đang xuất hiện trong mạch bộ nhớ cực nhanh, chip máy tính và nhiều sản phẩm khác chẳng hạn như vật liệu phủ, các loại máy cảm biến mới cũng như nhiều thiết bị trong y học''.
 
Hãng Pilkington phủ lên bề mặt kính Activ các hạt titanium oxid cỡ nano để phân huỷ chất bẩn mà không cần lau.
Con người mong đợi công nghệ nano sẽ thay đổi hiệu suất của các vật liệu như polymer, thiết bị điện tử, sơn, pin, máy cảm biến, tế bào nhiên liệu, tế bào điện mặt trời, lớp phủ, máy tính và hệ thống hiển thị. Theo GS Welland, trong vòng năm năm tới, những loại pin hoạt động ba ngày đã cạn kiệt thật đáng cười. Mười năm nữa, cách khám chữa bệnh hiện nay sẽ được coi là... chưa phát triển. Trong tương lai không quá xa, một terabit dữ liệu, tương đương với 10 giờ video không nén, chất lượng cao, sẽ được lưu trên một khu vực có kích cỡ bằng con tem thư. Rõ ràng là những thiết bị như vậy sẽ không chỉ có kích cỡ nano. Công nghệ nano sẽ thu gọn các linh kiện, làm cho thiết bị hoạt động hiệu quả hơn rất nhiều.

Có thể chế tạo được các thiết bị nano bằng cách ghép từng nguyên tử. Tuy nhiên, đó không phải là phương pháp sản xuất khả thi do chi phí cao và tốc độ chậm. GS John Ryan, giám đốc Trung tâm Công nghệ Sinh học Nano (ĐH Oxford), nói: ''Một trong những thách thức lớn của khoa học trong những năm tới là hiểu các nguyên tắc sinh học cơ bản và áp dụng chúng để sản xuất các loại thiết bị nano mới, sử dụng vật liệu bền hơn vật liệu sinh học''.
Lo sợ tương lai

Các chuyên gia cho biết nhận thức sai và sự bóp méo công nghệ nano đã tiếp sức cho nhiều viễn cảnh thảm khốc. Nhiều người lo sợ trong khi những người khác cho rằng công nghệ nano là phi hiện thực.
 
Ngành mỹ phẩm đã bổ sung các hạt kẽm oxid nano vào kem chống nắng. Chúng không chỉ hấp thụ tốt các tia tử ngoại mà còn làm cho kem trong suốt và trơn mượt.
Theo GS Welland, một quan niệm lập dị đeo đuổi công nghệ nano là viễn cảnh máy móc... tự sao chép. Ông nói: ''Quan niệm này quá viễn vông. Tôi nghĩ những người lo ngại về các cỗ máy tự sao chép không nên nhìn nhận công nghệ nano theo kiểu đó. Thiết kế một cỗ máy phân tử là rất khó khăn. Nếu bạn muốn làm cho nó có khả năng tự sao chép, bạn sẽ không thể bước chân vào lĩnh vực này''. Eric Drexler, người được coi là cha đẻ của công nghệ nano cũng cho rằng những cỗ máy nano tự sao chép như vậy chắc chắn sẽ không phổ biến.
Nhiều người còn lo ngại các phân tử sinh học, cỡ nano, với khả năng tự sao chép sẽ di chuyển vào cơ thể con người và làm những việc không thể dự đoán được. GS Welland và Ryan coi đây là tin đồn nhảm. Theo họ, các viễn cảnh trong tiểu thuyết khoa học này không chỉ hướng sự chú ý của mọi người khỏi những lợi ích thực sự của công nghệ nano mà còn làm lu mờ những vấn đề mà con người quan tâm, như các loại hạt có trong khí thải của xe cộ mà chúng ta hàng ngày hít phải. Một phần những hạt đó có kích cỡ nano. Ngoài ra, con người vẫn chưa biết liệu các hạt nano được tìm thấy trong dòng máu có nguy hại cho sức khoẻ hay không...
Phạm vi tác động

Các vật liệu nano khai thác những đặc tính điện, quang học và nhiều đặc tính khác thường thông qua cách sắp xếp cực kỳ chính xác của nguyên tử. Điều này có nghĩa là vải có thể đổi màu bằng điện tử. Cho quân phục tiếp xúc với ánh sáng tử ngoại có thể tạo ra những thay đổi mà không cần người mặc phải cởi quần áo.

Không nên nhầm lẫn công nghệ nano với việc thu nhỏ kích cỡ đồ vật mặc dù nó giúp sản xuất các linh kiện tí hon như chip.
Tuy nhiên, theo GS Ryan, công nghệ nano sẽ mang lại những tiến bộ đáng chú ý nhất trong lĩnh vực y học. Y học nano sẽ chẩn đoán nhanh và tốt hơn. Quá trình điều trị kết hợp phát thuốc sớm hơn và đúng mục tiêu hơn. Công nghệ nano dưới dạng màng mỏng linh hoạt chứa các điện cực thu nhỏ sẽ cải thiện hiệu suất của thiết bị cấy vào võng mạc, ốc tai cũng như thần kinh. Nó có thể giúp thu nhỏ các thiết bị chẩn đoán và thăm dò, giảm chi phí cho các nước đang phát triển. Các nước phát triển có thể bỏ qua công nghệ cũ, giống như điện thoại di động thế chỗ điện thoại dây đồng và cáp quang.
Các tập đoàn công nghiệp lớn như GE đang tập trung phát triển công nghệ nano. Troy Kirkpatrick thuộc Global Research của GE cho biết: ''Chúng tôi nghĩ rằng những đột phá lớn nhất trong công nghệ này sẽ là vật liệu mới''. Những vật liệu đó bao gồm lớp phủ chống mòn để làm tua-bin thuỷ điện hoạt động hiệu quả hơn trong nước có nhiều phù sa cũng như các bộ lọc nước có màng nano giúp lọc nhanh hơn.
 
Ngành dệt may cũng sử dụng công nghệ nano để sản xuất quần áo đẩy chất bẩn. Những đôi tất được làm bằng hạt nano bạc có tác dụng chống vi khuẩn và nấm gây ngứa cũng như tạo mùi hôi.
Do cấu trúc phân tử đặc biệt của các vật liệu nói trên, lớp phủ bằng gốm nano trên máy bay có thể làm cho chúng hiệu quả hơn 10%. Do vậy, máy bay tiêu thụ ít năng lượng hơn và tạo ra ít khí thải hơn.
GE Global Research cũng đang hướng vào ngành điện tử. Ông Kirkpatrick nói: ''Thách thức của các hãng sản xuất chip trên thế giới không phải là tìm cách làm cho chúng nhanh hơn. Vấn đề là chip chạy nhanh tới mức chúng tạo nhiều nhiệt và tan chảy. Họ cần vật liệu chịu nhiệt tốt hơn''. Sử dụng các vật liệu lợi dụng đặc tính của phân tử nano, GE đã tạo ra các chất dính có thể truyền nhiệt ra khỏi bộ xử lý hiệu quả hơn. Đó mới chỉ là sự khởi đầu.
Minh Sơn (Tổng hợp)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 01, 2008, 06:19:16 PM

Sử dụng hạt nano để tạo ra bộ nhớ

Các nhà vật lý người Anh đã chế tạo thành công bộ nhớ quang học đầu tiên bằng cách mã hóa thông tin trong pha cấu trúc của một hạt nano. Bộ nhớ này có kích thước tương đương với kích thước của một bit thông tin lưu trữ trên các đĩa cứng ở thế hệ tiếp theo, nhưng lại tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều để đảo các trạng thái 0 và 1.
Nhóm nghiên cứu lãnh đạo bởi Bruno Soares ở Đại học Southampton (Anh), đã sử dụng các hạt nano đơn nhất, giúp cho việc nâng cao dung lượng lưu trữ các bộ nhớ quang lên ít nhất 2 lần so với các bộ nhớ máy tính hiện nay.

 

Công nghệ lưu trữ thông tin hiện nay sử dụng trên nguyên lý các hệ lưu trữ nhị phân với 2 trạng thái 0 và 1, có thể đảo qua lại bằng cách kích thích từ bên ngoài. Bộ nhớ sử dụng sự thay đổi pha để lưu trữ thông tin là ứng cử viên đầy hứa hẹn cho lưu trữ thông tin mật độ cao, bởi vì chúng sử dụng năng lượng tương đương so với bộ nhớ điện tử, đồng thời cho khả năng lưu trữ cao hơn.

 

Soares và các cộng sự đã tạo ra bộ nhớ  quang thế hệ thứ tư với thông tin được mã hóa trong các trạng thái cấu trúc của các hạt nano gali  có đường kính cỡ 80 nm. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các hạt nano mọc trên đầu sợi cáp quang có phủ vàng bằng công nghệ kết tủa chùm nguyên tử. Thông tin được lưu trữ trong các hạt này bằng cách sử dụng các xung laser quang học ngắn để đảo giữa các trạng thái khác nhau của Ga tinh thể, cũng như là trạng thái lỏng.

 

"Do các trạng thái khác nhau có các tính chất quang khác nhau, nên trạng thái nhớ có thể điều khiển bằng cách đo các phản hồi quang học của hạt," - Soares giải thích - "Nguyên lý hoạt động này cũng tương tự như nguyên lý đang được sử dụng trong các bộ nhớ đổi pha điện tử mà đang được sử dụng thành công trong các bộ nhớ flash ".

 

Nhóm cũng phát hiện ra rằng năng lượng cần thiết để đảo giữa hai trạng thái logic chỉ  ở mức 1,5pJ (10-12 J), tức là nhỏ hơn một cấp so với năng lượng cần thiết trong các ổ cứng hiện đại nhất hiện nay. Hơn nữa, nhóm cũng xác định được mật độ lưu trữ có thể đạt được là 0, 2 Tb/in2 (đĩa DVD Blu-ray hiện nay có mật độ 0,015 Tb/in2, đĩa cứng sử dụng công nghệ ghi vuông góc đạt được là 0,23 Tb/in2).

 

Soares nói rằng kích thước và năng lượng cần thiết của phần tử nhớ thế hệ thứ tư này có nghĩa là các bộ nhớ chức năng hóa ở thang nano có thể cạnh tranh với cạnh tranh trực tiếp với các công nghệ hiện tại. "Hơn nữa, sử dụng bộ nhớ này cho phép tạo ra thuật toán hoàn toàn mới mà các phép tính với số phức có thể đơn giản hóa một cách tối đa và giảm thiểu các sai số tích trữ" - Soares bổ sung.

 

Hiện nhóm  đang tiếp tục các nghiên cứu để định vị các hạt riêng biệt trong mảng hạt nano gần nhau, đồng thời cũng có kế hoạch tiến hành đối với các vật liệu khác không phải là Ga.

Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 14, 2008, 09:26:31 AM
Công nghệ nano có thể thay thế nông dân?
Công nghệ Nano có thể thay thế nông dân hay không là một trong những vấn đề được tranh luận nhiều nhất tại Hội nghị Bộ trưởng WTO lần thứ 6 tổ chức tại Hồng Kông vừa qua.

Công nghệ Nano là sự thao tác ở cấp phân tử - khoảng cách vài phần triệu của 1 mm. Tuy nhiên, tiềm năng của nó không chỉ là thu nhỏ đồ vật mà còn giúp các nhà khoa học nhận ra những giới hạn căn bản của sự thu nhỏ thuần tuý. Thao tác ở kích cỡ nhỏ hơn đầu kim một triệu lần cho phép các nhà nghiên cứu điều chỉnh đặc tính vật liệu, làm cho chúng hoạt động theo một cách khác biệt so với các chất rắn có kích cỡ lớn.

Công nghệ Nano đã tồn tại trong tự nhiên một thời gian dài. Ví dụ điển hình là những chiếc lông siêu mịn trên bàn chân của thạch sùng cho phép nó bám vào tường hay mặt dưới của một tấm kính nằm ngang. Học từ tự nhiên, công nghệ Nano giúp con người chế tạo các hệ thống nhỏ hơn, nhẹ hơn, bền hơn, hiệu quả hơn và rẻ tiền.

Bằng công nghệ Nano, có thể tạo ra loại vật liệu tổng hợp để làm kết dính khô theo kiểu chân tắc kè hoặc bắt chước lá sen làm vật liệu không ướt, tự làm sạch. Công nghệ Nano sử dụng trong sản xuất nông nghiệp được biết đến như là những sản phẩm nông sản biến đổi gene.

Rất nhiều đại biểu trong số 150 nước tham dự hội nghị cho rằng, nền công nghệ Nano đang bắt đầu “cất cánh” và sẽ trở thành tâm điểm thu hút sự chú ý của người dân trên khắp thế giới. Trong thời gian tới, công nghệ Nano không chỉ thống lĩnh ở các nước giàu mà tại các nước nghèo rất nhiều sản phẩm sẽ được tạo ra nhờ hiệu quả của công nghệ này mang lại.

Tuy nhiên cũng có rất nhiều ý kiến phản đối. Họ cho rằng dù hiện đại đến đâu thì công nghệ này cũng chỉ góp phần giúp quá trình sản xuất gặp nhiều thuận lợi hơn chứ hoàn toàn không thể thay thế được con người. Quá lạm dụng công nghệ này sẽ mang lại những “phản ứng ngược” cho môi trường sống và sức khoẻ con người.

Các chuyên gia môi trường thế giới đã khẳng định, mặc dù công nghệ Nano có thể tạo nên một cuộc cách mạng trong thương mại và thay đổi cuộc sống vật chất của con người. Đặc biệt là khi công nghệ Nano đã “đủ lông đủ cánh”, nông dân sẽ tiết kiệm được sức lao động và năng suất nông sản sẽ tăng lên rõ rệt. Song nó đang tiềm ẩn nhiều mối đe doạ đến đời sống sức khoẻ của người dân. Meena Raman - Chủ tịch Tổ chức “Những người bạn thế giới” cho biết: “WTO không nên áp đặt người dân phải sử dụng những nông sản biến đổi gene. Thật sai lầm khi nói rằng sử dụng nông sản biến đổi gene là cách để chúng ta bảo vệ môi trường sống”.

Theo đánh giá của ông Thomas - chuyên gia kinh tế hàng đầu thế giới, công nghệ Nano rất hữu ích trong việc sản xuất ra bất kỳ loại sản phẩm nào kể cả bông sợi tổng hợp và bào chế mủ cao su... Tuy nhiên, một câu hỏi được đặt ra, nếu sử dụng công nghệ Nano để sản xuất bông sợi thì nông dân Châu Phi sẽ sống bằng nghề gì? Vẫn theo ông Thomas, một vấn đề đáng lo ngại là hiện có khoảng 500 Cty trên thế giới (gồm cả những Cty chuyên kinh doanh nông sản) đã bắt đầu đầu tư nghiên cứu công nghệ mới này. Chính phủ Mỹ cũng đã tuyên bố sẵn sàng đầu tư hàng tỷ USD hàng năm cho công nghệ Nano. Tại hội nghị, các quan chức nông nghiệp Mỹ đã đánh giá, những sản phẩm được sản xuất từ công nghệ Nano sẽ có chi phí sản xuất rẻ hơn so với những sản phẩm được sản xuất theo cách thông thường.

Với những lợi thế như vậy, công nghệ Nano sẽ trở thành nỗi lo ngại thực sự của người nông dân.
Đào Thiện
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 14, 2008, 09:27:56 AM
3 thành tựu công nghệ nano nổi bật năm 2007

* Cải thiện năng lực sản xuất và tích trữ điện năng: Các dây nano và ống nano cacbon đang khẳng định giá trị của mình trong lĩnh vực sản xuất và tích trữ điện năng. Các nhà nghiên cứu đã cho thấy các dây nano có thể biến rung động thành điện. Một số dây nano khác có thể tạo ra điện từ ánh sáng. Các ống nano cacbon đem lại ích lợi trong việc tăng cường điện năng của các vật liệu pin mặt trời giá rẻ. CNNN cũng có thể cải thiện năng lực của các acquy. Các nhà nghiên cứu ở MIT đã tạo ra được các sợi từ virus được phủ các vật liệu chức năng. Các sợi này có thể dệt thành vải thu giữ năng lượng mặt trời và biến năng lượng đó thành điện, lưu trữ lại để sử dụng khi cần. Cuối năm 2007, các nhà nghiên cứu ở Stanford đã thông báo rằng các dây nano silic có tăng năng lực lưu trữ của các điện cực acquy lên nhiều lần.

* Đem lại khả năng tàng hình: Các nhà vật lý lý thuyết đã dự báo rằng sẽ có những vật liệu mới có thể làm cho đối tượng tàng hình. Những vật liệu đó có năng lực như vậy vì chúng tương tác với ánh sáng theo những cách bất thường. Nay các nhà nghiên cứu đang bắt đầu đưa lý thuyết đó thành thực tiễn, với những chiếc áo choàng làm tàng hình, còn ở mức độ phôi thai, bằng cách kiểm soát cấu trúc vi mô và nano của vật liệu. Ngoài khả năng làm tàng hình, những vật liệu đó còn hữu ích để lập mô thức các chi tiết siêu nhỏ cho con chip máy tính hoặc những anten truyền thông.

* Những vật liệu hoàn toàn không bám dính và siêu bám dính: Dựa vào CNNN, các nhà khoa học đã tạo ra loại vật liệu tự làm sạch siêu đẳng, thực sự khiến cho bụi và dầu mỡ bật ra khỏi bề mặt. Một loại vật liệu khác trong suốt để làm kính che không hề bị mờ bởi hơi nước và dầu mỡ. Trong khi đó, những nhà nghiên cứu khác lại đang phát triển những vật liệu siêu dính. Họ tạo ra các cấu trúc từ các ống nano cacbon giống như những cấu trúc ở chân tắc kè, giúp bám được lên bức tường thẳng đứng. Họ cũng chế tạo các loại keo giống các protein mà cho phép con trai bám dính được với hầu hết mọi thứ, thậm chí ở dưới nước.

NACESTI (Theo The Small Times, 1/2008)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 14, 2008, 09:37:07 AM
Chất liệu nano mới: Tương lai của năng lượng mặt trời

Trong cuộc đua biến các pin thu năng lượng mặt trời trở nên rẻ hơn và hiệu quả hơn, nhiều nhà nghiên cứu và những công ty đang mong đợi vào cấu trúc nano có kích cỡ một phần tỷ của mét. Sử dụng công nghệ nano, các nhà khoa học có thể thí nghiệm và kiểm soát cách thức sản sinh, thu thập, vận chuyển và lưu trữ những gốc electron tự do có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển từ ánh mặt trời thành điện năng.

Hai phương pháp vận hành pin năng lượng mặt trời sử dụng công nghệ nano hứa hẹn khả năng thành công cao. Một phương pháp sử dụng những tấm phim mỏng từ những phân tử oxide kim loại nano, như titanium dioxide, kết hợp với những thành tố khác như nitrogen. Một phương pháp khác sử dụng các tinh thể nano lượng tử có khả năng hút sáng mạnh. Những vi bán dẫn đẩy electron vào một tấm màng oxide kim loại, hay còn gọi là “kích sáng” nó nhằm tăng cường quá trình chuyển đổi năng lượng mặt trời. Cả hai phương pháp đểu đẩy mạnh khả năng hấp thụ ánh sáng của các chất liệu oxide kim loại.

Theo Jin Zhang - giảng viên hóa học tại Đại học California, Santa Cruz, kết hợp cả hai phương pháp này sẽ tạo ra những chất liệu pin năng lượng mặt trời tốt hơn so với chỉ dùng một trong hai cách. Zhang là trưởng nhóm nghiên cứu bao gồm các nhà khoa học từ California, Mexico và Trung Quốc đã tạo ra một lớp phim mỏng tráng nitrogen và kích sáng bằng những đốm lượng tử.

“Chúng tôi đã phát hiện một phương thức mới có thể rất hữu ích để cải thiện quá trình chuyển đổi của pin năng lượng mặt trời dựa vào vật liệu nano. Đầu tiên, chúng tôi cho rằng kết quả tổng của hai phương pháp riêng biệt sẽ tốt nhất và có thể kết hợp lại sẽ không thành công nhưng thật ngạc nhiên là vật liệu mới này tốt hơn rất nhiều.”

Công trình nghiên cứu của nhóm được trình bày trên tạp chí Physical Chemistry trong một bản báo cáo đăng trực tuyến ngày 4 tháng 1. Tác giả chính của bản báo cáo là Tzarara Lopez-Luke, một nghiên cứu sinh đến thăm phòng thí nghiệm của Zheng, hiện đặt tại Instituto de Investigaciones Metalurgicas, Mexico.

Nhóm nghiên cứu của Zhang xác định đặc tính của vật liệu nhựa nano bằng rất nhiều công cụ như kính hiển vi lực nguyên tử, kính hiển vi chuyển đổi electron, phương pháp quang phổ Raman và các kỹ thuật khác sử dụng điện hóa. Nhóm đã tạo ra những tấm phim có độ dày từ 150 đến 1100 nanomet, với các phân tử titanium dioxide có kích cỡ trung bình 100 nanomet. Nhóm cũng nhúng lưới titanium dioxide vào nguyên tử nitrogen; đối với lớp phim này, họ sử dụng liên kết hóa học những đốm lượng tử làm từ cadmium selenide để kích sáng.

Vật liệu lai tạo mới này có rất nhiều lợi ích. Nitrogen khiến các vật liệu này hấp thụ nhiều loại năng lượng ánh sáng bao gồm năng lượng từ vùng hữu hình của phổ điện từ. Điểm lượng tử cũng tăng cường hấp thụ ánh sáng hữu hình, tăng cường dòng điện và quá trình chuyển hóa năng lượng của vật liệu. Khi tiến hành so sánh với những vật liệu khác chỉ nhúng nitrogen hoặc chỉ được thêm vào những điểm lượng tử cadmium selenide thì loại nhựa nano kết hợp cả hai cho thấy công năng cao hơn hẳn, theo công thức tính hiệu suất chuyển đổi lượng tử ánh sáng tới thành dòng điện (IPCE). Chỉ số IPCE của nhựa nano cao hơn gần 3 lần so với tổng chỉ số IPCE của hai vật liệu riêng biệt.

Zhang giải thích: “Chúng tôi nghĩ rằng điện tích dễ dàng di chuyển qua vật liệu này. Điều đó chỉ có thể xảy ra nếu điểm lượng tử kích sáng và nitrogen hoạt động cùng một lúc.”

Vật liệu nanocomposite không chỉ được dùng để cải thiện pin năng lượng mặt trời mà còn có thể hữu dụng trong công nghệ năng lượng. Một trong những mục tiêu lâu dài của Zhang là kết hợp một loại pin năng lượng mặt trời hiệu suất cao vơi pin điện hóa công nghệ cao. Về mặt lý thuyết, một thiết bị như thế có thể sử dụng năng lượng sản sinh từ ánh mặt trời để tách nước và cho ra đời năng lượng hydro. Nanocomposite cũng có thể được dùng để chuyển đổi CO2 thành năng lượng hydrocacbon như mê-tan.

Phương pháp chế tạo vật liệu pin năng lượng mặt trời mới hứa hẹn một hướng nghiên cứu mới cho phòng thí nghiệm của Zhang trong nhiều năm tới. “Công trình mới chỉ khởi đầu và còn rất nhiều khâu chúng tôi phải thực hiện. Chúng tôi đã có 3 loại vật liệu để tiến hành nghiên cứu cho đến khi đạt được mức năng lượng mong muốn.”

Thực chất, nhóm đang thử nghiệm nhân các loại vật liệu để khi ánh mặt trời chiếu vào, những electron tự do sinh ra có thể dễ dàng di chuyển từ một mức năng lượng lên một mức khác hoặc giữa các loại vật liệu khác nhau và cuối cùng đươc chuyển thành điện một cách hiệu quả. Zhang phát biểu: “Phương pháp chúng tôi đang thực hiện thực ra là tăng mức năng lượng của nanocomposite lên để các electron có thể hoạt động sinh điện tốt hơn. Nếu thử nghiệm của chúng tôi thành công thì chúng tôi đang ứng dụng rất hiệu quả phương pháp này.”

(Theo PhysOrg, khoahoc)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 14, 2008, 09:40:25 AM
Xe đạp công nghệ nano dự giải Tour de France

Nếu Floyd Landis chiến thắng trong cuộc đua xe đạp vòng quanh nước Pháp Tour de France thì đó sẽ là chiến thắng của công nghệ nano.

Landis, đội trưởng của đội đua Phonak và là một trong những nhóm được ưa chuộng tại vòng đua sơ bộ, hiện đang sử dụng một chiếc xe đua được tăng cường bằng những ống nano carbon.

BMC, hãng chế tạo ra những chiếc xe này cho biết mặc dù trước đây ống nano đã được đưa vào đùi xe và những bộ phận khác để giảm trọng lượng và tăng độ bền của chúng, nhưng những chiếc xe mà đội đua Phonak sử dụng còn có một chiếc khung xe với các ống nano được cuộn vào khung xe.

Và kết quả là, khung của những chiếc xe BND Pro Machine SLC 01 nặng chưa tới 1 kg và trở thành một trong những loại khung xe nhẹ nhất trong cuộc đua và nhẹ hơn khoảng 20% so với những khung xe BMC mà đội đua này sử dụng một năm trước đây. Toàn bộ chiếc xe đua chỉ nặng khoảng 6,7kg.

Được phát triển từ đầu những năm 90, ống nano carbon được nhiều người xem như một loại vật liệu kỳ diệu. Các ống nano về cơ bản là những ống nguyên tử carbon được sắp xếp theo các hình lục giác; hình ảnh từ các kính hiển vi điện tử cho thấy các ống nano này trông giống như các cuộn lưới thép.

Và cấu trúc độc nhất này đã mang lại cho các ống nano những thuộc tính khác thường. Chúng bền hơn gấp nhiều lần so với các sợi thép có cùng kích thước, nhưng lại nhẹ hơn nhiều. Các ống nano còn có thể dẫn điện, có thể đóng vai trò như bộ cách điện và truyền dẫn các tín hiệu ánh sáng.

Trong một vài thập kỷ tới, các ống nano có thể sẽ thực hiện việc truyền tín hiệu trong các con chíp, vận chuyển các loại thuốc tới những tế bào cụ thể trong cơ thể người và có thể giúp những chiếc máy bay trở nên tàng hình trước tín hiệu rada. Nhưng giờ đây, nó chủ yếu được sử dụng để giúp tăng độ bền và giảm trọng lượng của những đồ vật như các bộ phận của xe ô tô, gậy đánh golf, vợt tennis và một số bộ phận của xe đạp.

Loại vật liệu mà BMC sử dụng để chế tạo khung xe đạp đua được Easton và Zyvex sản xuất và là một phiên bản cải tiến của sợi carbon tiêu chuẩn. Thông thường, một tấm sợi carbon (bao gồm những sợi carbon dệt thành một tấm vải), được phủ bằng một lớp chất dẻo. Loại chất dẻo này thấm vào những lỗ hổng giữa những sợi carbon, đó chính là nơi yếu nhất của loại vật liệu này.

Easton đã trộn vào loại chất dẻo này những ống nano phân tán (do Zyvex chế tạo) nhằm khắc phục những điểm yếu. Easton đã bán ra thị trường những phụ tùng xe đạp được chế tạo từ những tấm sợi carbon được tăng cường bằng ống nano này.

Tất nhiên, những chiếc xe đạp của BMC không hề rẻ chút nào. Giá khởi điểm của một chiếc xe là vào khoảng 6.597 USD và khi được lắp đầy đủ các bộ phận bổ sung, mức giá của nó có thể lên tới 8.390 USD.

(tuoitre.com.vn)
Tiêu đề: Re: Công nghệ nanô sẽ cứu giúp thế giới hay chỉ là một sự khoa trương?
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 14, 2008, 05:18:58 PM
Công nghệ nano gây thất vọng ở châu Âu

Đối mặt với các công ty mới khởi sự gặp khó khăn và một sự phân rẽ giữa nghiên cứu và đổi mới, ngành khoa học về những vật thể nhỏ bé vẫn chưa làm nên được điều gì to tát ở châu Âu.

Châu Âu với một thị trường chung duy nhất rộng lớn và truyền thống lâu đời về sự vượt trội xuất sắc khoa học khiến cho người ta nghĩ đến vai trò tự nhiên của châu lục này trong việc phát triển và khai thác công nghệ nano, điều có thể làm nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực công nghiệp chế tạo và y học trong những thập kỷ tới. Theo các chuyên gia trong lĩnh vực dự báo, thị trường thế giới về các sản phẩm công nghệ nano có thể đạt tới 1,5 nghìn tỷ USD vào năm 2015.

Thế nhưng mặc dù được Chính phủ đầu tư nhiều tiền của, theo các nhà phân tích, châu Âu thực sự đang ở vị trí tồi tệ hơn so với các khu vực khác trong lĩnh vực thương mại hóa công nghệ nano. Theo Tim Harper, một chuyên gia về công nghệ nano thuộc Hãng tư vấn Cientifica ở London, thì trong khi các công ty châu Âu chú trọng nghiên cứu vào các vật liệu như ống nano và bột nano, thì các công ty mới khởi sự của Mỹ đã chú trọng nhiều hơn vào những ứng dụng của thế giới thực.

Các công ty của Mỹ đã triển khai một loạt các sản phẩm ứng dụng công nghệ nano rất thiết thực đối với đời sống, như quần bò có độ bền màu cao, hay những quả bóng tennis có độ bền cao hơn. Nhưng Mỹ còn đang tạo dựng cơ sở cho thành công của mình trong những năm tới thông qua việc sản sinh ra số bằng sáng chế về công nghệ nano nhiều hơn gấp đôi so với của châu Âu, với cùng một mức đầu tư nghiên cứu gần như tương đương.

Tính đến cuối năm 2006, các Chính phủ trên phạm vi toàn thế giới đầu tư khoảng 24 tỷ USD cho nghiên cứu và phát triển công nghệ nano, đây là một con số không nhiều, gần như tương đương với khoản chi tiêu của Mỹ cho Chương trình vũ trụ Apollo của mình.

Trên thực tế, một số hãng của châu Âu đã gặt hái được nhiều thành công trong lĩnh vực công nghệ nano. Nhiều công ty lớn đã chú ý đến lĩnh vực khoa học này từ cách đây 10 năm hay lâu hơn nữa và đã phát triển tốt các Chương trình nội bộ của mình. Nhưng các doanh nghiệp mới khởi sự trong lĩnh vực công nghệ nano của châu Âu kém thành công hơn so với ở Mỹ. Họ gặp nhiều khó khăn do không sáng tạo ra các thị trường mới, chỉ cạnh tranh ở những thị trường hiện tại với các nhà cạnh tranh lớn hơn, theo ý kiến của Nhà phân tích nghiên cứu Rodrigo Amandi thuộc Tập đoàn Thụy Sĩ Sam Group. “Các công ty của châu Âu chưa làm nên được điều gì ngoạn mục, cái mà chúng ta mong đợi từ công nghệ nano”, ông nói.

Theo các nhà phân tích, điều gây lo ngại là châu Âu chưa định hướng được kênh đổi mới vào đúng nơi cần thiết để có thể sinh lợi ở giai đoạn tiếp theo. Điều này một phần là do truyền thống phân ly lâu đời ở châu Âu, giữa R-D thuộc khối trường đại học và các doanh nghiệp. Tại đây, có ít mối quan hệ hợp tác giữa các trường đại học và ngành công nghiệp hơn so với ở Mỹ và Nhật Bản, và các nhà khoa học châu Âu ít có khuynh hướng sẵn sàng từ bỏ các công việc nghiên cứu được đảm bảo tại các trường đại học hay doanh nghiệp để khởi sự một công việc kinh doanh mạo hiểm. Ngoài ra, theo các số liệu của ủy ban châu Âu cho thấy ngành công nghiệp châu Âu đầu tư ít hơn vào công nghệ nano nếu so với các đối tác ở Mỹ và Nhật Bản.

Các công ty công nghệ nano mới được thành lập của châu Âu thường thiếu các chiến lược và mô hình kinh doanh rõ ràng, và họ thường thiếu cả kinh nghiệm thương mại. Đây cũng là một nguyên nhân khiến cho châu Âu chỉ chiếm được một phần tương đối nhỏ trong tổng đầu tư vốn mạo hiểm toàn cầu cho công nghệ nano. Và mặc dù tài trợ của Nhà nước có thể tạo nên một vài khác biệt, nhưng nó không thể mang lại những ích lợi khác như của đầu tư vốn mạo hiểm, đó là kiến thức công nghiệp và kết nối mạng lưới.

Tuy nhiên với một môi trường đầu tư thuận lợi và những thay đổi chính sách đã được quyết định nhằm giúp công nghệ nano có thể được chuyển giao dễ dàng hơn từ phòng thí nghiệm ra thị trường, châu Âu vẫn có thể trở thành người lãnh đạo toàn cầu về công nghệ nano. Ngành khoa học về những vật thể nhỏ bé cuối cùng sẽ mang lại một tác động to lớn.

(Nguồn: NACESTI)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 14, 2008, 05:20:06 PM
Thiết bị laser ở cấp nanomet

Các nhà nghiên cứu ở Mỹ vừa thành công trong việc tạo ra linh kiện nanolaser cho phép hội tụ một chùm ánh sáng với công suất 200 nW (Nanowat) vào một điểm nhỏ có đường kính chưa đầy 35 nm. Các kết quả này sẽ giúp làm cho bộ nhớ quang với mật độ lưu trữ 1 Tbit/inch2 trở thành hiện thực.

"Hơn thế nữa, công nghệ nanolaser của chúng tôi có thể giảm kích thước điểm sáng hội tụ nhỏ tới 10 nm", Lãnh đạo nhóm, ông Sakhrat Khizroev, cán bộ trường Đại học California, nói. "Thí nghiệm này có thể tạo ra thiết bị lưu trữ thông tin bằng bộ nhớ từ cực kỳ nhỏ gọn, và đặc biệt là kỹ thuật ghi từ có sự hỗ trợ của nhiệt (heat-assisted magnetic recording - HAMR), một trong những kỹ thuật lưu trữ thông tin đầy hứa hẹn trong tương lai".

Công nghệ lưu trữ thông tin hiện nay đang trong cuộc chạy đua tìm kiếm các giải pháp để thay thế cho công nghệ ghi truyền thống mà ta vẫn biết là ghi từ theo phương song song (Longitudinal Magnetic Recording) - kỹ thuật ghi từ mà chiều của các mômen từ trong mỗi bit từ nằm trong mặt phẳng của môi trường ghi từ, đã được sử dụng từ cách đây gần 5 thập kỷ kể từ khi nó được đưa ra lần đầu tiên. Kỹ thuật này sẽ dần tiến đến giới hạn siêu thuận từ, khi đó kích thước các bit từ ngày càng giảm xuống và sự ổn định của thông tin lưu trữ sẽ bị suy giảm rất nhiều.

Kỹ thuật HAMR sử dụng các chùm sáng được định hướng đồng thời với từ trường để tạo ra một năng lượng đủ lớn, có thể đảo chiều của véctơ từ trường của một bit từ ở kích thước nano trong một môi trường ghi từ có dị hướng từ lớn. Tuy nhiên, một trở ngại để hiện thực hóa khả năng của HAMR là khó chuyển tải một năng lượng đủ lớn vào một điểm có kích thước nanomet. Và kỹ thuật mới đã giải quyết điều này khi nó tạo ra cơ cấu cho phép hội tụ chùm sáng có năng lượng tới 200 nW vào một điểm với kích thước chỉ 35 nm, thừa đủ để đảo bit từ kích thước nanomet.

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra nanolaser bằng cách cho kết tủa một lớp màng mỏng kim loại vào rìa phát quang của một điốt laser. Sau đó, họ sử dụng kỹ thuật chùm iôn hội tụ (sử dụng chùm iôn Ga có năng lượng cao và hội tụ vào điểm nhỏ) để bào mòn và phá hủy các chi tiết nhằm tạo ra một khẩu độ (Aperture) có kích thước nanomet. Và khi ánh sáng truyền qua Aperture này, nó sẽ bị hội tụ vào một điểm nhỏ. Sau khi tiến hành thử nghiệm với nhiều hình dạng khác nhau của Aperture, Nhóm đã phát hiện được rằng khẩu độ hình chữ C cho phép lượng ánh sáng cao nhất truyền qua.

Khizroev nói rằng công nghệ này có thể nhanh chóng trở thành thương phẩm trên thị trường chỉ trong vòng 2 năm, tất nhiên điều này còn phụ thuộc vào việc các công ty quang học quan tâm đến việc hợp tác triển khai như thế nào. Công nghệ này còn cho phép tạo ra một kiểu ghi dữ liệu khác gọi là "Bộ nhớ trên cơ sở protein" (Protein-Based Memory). Loại bộ nhớ và kiểu lưu trữ thông tin này chỉ có thể ra thị trường trong vòng 10 năm tới, theo dự đoán của Khizroev. Nhóm nghiên cứu còn bao gồm cả các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Houston, Texas, hiện đang nỗ lực tìm kiếm các hợp tác nghiên cứu với các nhóm nghiên cứu có tiềm lực và các công ty công nghệ cao để phát triển công nghệ này thành thương phẩm thực sự.

Nguồn: VISTA
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 12:48:12 PM
Vải sinh điện nhờ công nghệ nano
Nhóm nghiên cứu của Zhong Lin Wang tại Viện Công nghệ Georgia ở bang Atlanta (Mỹ) công bố đã chế tạo loại sợi nano có thể sinh điện khi được chà xát.

Nhóm nghiên cứu đã tẩm tetraethoxysilane vào sợi tổng hợp Kevlar và phủ thêm một lớp ôxýt kẽm. Các tinh thể ôxýt kẽm tạo thành que hướng ra ngoài các sợi trông giống lông bàn chải. Điện sinh ra từ lớp ôxýt kẽm này theo nguyên lý áp điện: Khi có sức ép như uốn hay căng vật liệu áp điện sẽ sinh điện.

Hệ thống sinh điện này rất đơn giản, chỉ gồm 2 sợi bện vào nhau. “Lông bàn chải” của một trong 2 sợi được phủ một lớp vàng mỏng. Khi các sợi được cọ xát nhau, lớp phủ vàng cứng hơn sẽ uốn cong “bàn chải” không phủ vàng. Do hiệu quả áp điện, điện sinh ra trên cả 2 sợi và những “lông” phủ vàng sẽ tích điện, truyền điện qua dây dẫn đến thiết bị tiêu thụ, như bóng đèn (ảnh).

Đến nay, hệ thống lớn nhất mới có 6 sợi và nhóm nghiên cứu ước tính, 1m2 vật liệu có thể phát 20-80 miliwatt điện từ những rung động thông thường như bước chân. Nhóm hy vọng trong vòng 3 năm nữa có thể dệt vải từ sợi này để may quần áo, giày... sinh điện từ những động tác nhỏ, thậm chí từ nhịp tim đập.

Theo SGGP
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 12:50:57 PM
Tiến vào lĩnh vực nano bằng cách  nào
Giải thích về công nghệ nano,  một GS cho biết: Đó là công nghệ siêu nhỏ, mà theo các trường đại học và các nhà khoa học danh tiếng trên thế giới đều nhìn nhận là công nghệ của thế kỷ 21 này. Công nghệ nano – công nghệ siêu vi hình hóa, được đo bằng kích thước nguyên tử, đang được nghiên cứu ở các nước phát triển và sẽ tạo ra bước nhảy vọt mới về công nghệ trong nay mai.

Do vi khuẩn ngày càng kháng thuốc, nên các nhà khoa học đang tập trung đi tìm các tác nhân mới để diệt chúng. Và bạc là một trong những chất được tập trung nghiên cứu. Với sự phát triển của công nghệ nano, các nhà khoa học hướng tới việc sử dụng các hạt bạc có kích thước cực nhỏ để diệt khuẩn.

Theo trung tâm Nano Thượng Hải (Trung Quốc), nano bạc là một chất diệt khuẩn mới được tạo ra nhờ phương pháp trao đổi ion. Tác nhân này dễ sử dụng, an toàn và dễ phân tán trong nước.

Quá trình ion hóa ngược bạc trong nước sẽ tạo ra các hạt bạc có kích thước cực kỳ nhỏ. Có tới 80% bạc ở dạng hạt bạc, phần còn lại ở dạng ion. Các hạt bạc trong công nghệ nano bạc có kích thước chưa tới 2 nanomet. Nhờ kích thước nhỏ, nên hạt bạc xuất hiện trên diện tích bề mặt của dung dịch ở mức tối đa.

Sử dụng công nghệ siêu nhỏ (nano) sẽ làm tăng đặc tính diệt khuẩn, khử trùng của bạc do các hạt ion bạc có kích thước từ 1-100 Nano met, nên dễ dàng xâm nhập vào các tế bào. Khi gặp vi khuẩn, virus, nấm, các hạt bạc sẽ ngăn không cho chúng thở, cản trở quá trình trao đổi chất, cũng như không cho các vi khuẩn phát triển.

Dựa trên tính năng diệt khuẩn của bạc, Samsung đã đưa ra phương pháp sử dụng ion bạc trong các thiết bị dân dụng để khử trùng. Đây là kết quả nghiên cứu của hơn 30 nhà khoa học, với vốn đầu tư khoảng 10 triệu USD.

Theo đại diện hãng Samsung, nano bạc là công nghệ tiên phong kết hợp đặc tính khử trùng và diệt khuẩn của các hạt ion bạc có kích thước cực kỳ nhỏ trong máy giặt, tủ lạnh và điều hòa không khí. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy, hầu như vi khuẩn đều bị diệt.

Trong máy giặt, công nghệ này tạo thành hệ thống diệt khuẩn của máy mà không cần phải đun sôi nước. Cách làm này vừa ít hao tốn điện năng nhưng vẫn bảo đảm hiệu quả. Bên cạnh việc diệt khuẩn, công nghệ nano bạc cũng giúp khử mùi.

Các lưới lọc trong điều hòa nhiệt độ hay các khoang trong tủ lạnh cũng được áp dụng công nghệ tương tự để bảo vệ sức khỏe cho người dùng. Theo công bố của hãng sản xuất, thời gian bảo quản thực phẩm có thể lên tới 15 ngày mà không ảnh hưởng đến mùi vị.

Sau Samsung, công ty điện tử LG cũng công bố ứng dụng công nghệ nano để diệt khuẩn vào các thiết bị dân dụng như điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh, máy hút bụi và máy giặt. Nguyên tắc chung của diệt khuẩn, khử mùi là sử dụng các hạt bạc và các-bon siêu nhỏ. Kết quả trên đã được các cơ quan có uy tín như cơ quan thực phẩm và dược phẩm (FDA), cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA), SIAA (Nhật Bản) kiểm định.

Các hạt nano được phủ trên bề mặt lồng giặt, túi chứa bụi của máy hút bụi để diệt khuẩn. Trong máy điều hòa không khí hay trong tủ lạnh, hệ thống lọc khí sử dụng các hạt các-bon có kích thước từ 200-500 nanomet để khử mùi. Hiện tại, Viện Pasteur (Việt ) đang kiểm định hiệu quả diệt khuẩn của công nghệ nano bạc trong điều kiện môi trường Việt . Theo lời nhân viên kỹ thuật của các hãng, người tiêu dùng khó có thể cảm nhận được hiệu quả khử mùi, cũng như diệt khuẩn.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 12:52:13 PM
Sợi nano khỏe nhất

Các nhà khoa học cho biết đã tạo ra được sợi dây nano khoẻ nhất từ trước tới nay, đạt tới giới hạn lý thuyết mà họ đã đặt ra. Sợi mỏng hơn 1.000 lần so với sợi tóc người, và nếu có đường kính 1 cm thì đủ để nâng 16 con voi châu Phi.

"Sức mạnh tối ưu mà chúng tôi thu được là cao nhất cho bất cứ vật liệu bán dẫn nào và đạt tới giới hạn lý thuyết được định trước", giáo sư John Sader tại Đại học Melbourne của Australia cho biết. "Nó cho thấy sợi nano là vật liệu gần như hoàn hảo".

Các chuyên gia cho biết những sợi dây nano như vậy có thể được sử dụng làm thiết bị điện tử cơ học như máy cảm ứng môi trường hay đồng hồ siêu chính xác.

Sợi nano được tạo ra từ nguyên tố germani, có những đặc tính hoá học giống thiếc. Họ tạo ra vật liệu trên một bề mặt phủ tinh thể nano bằng vàng, cho phép germani cấu tạo hạt nhân và phát triển. Sau khi thử nghiệm, họ nhận thấy nó có thể bị bẻ cong và kéo căng hơn bất cứ sợi nano nào từng được tạo ra trước đó, chịu được 15 gigapascal trước khi bật lại. Trong khi rất nhiều sợi nano bán dẫn khác bật cong chỉ tại 15% giới hạn lý thuyết. Nếu sợi dây có đường kính 1 cm, nó có thể nâng tới 100 tấn mà không bị đứt.

Khả năng đàn hồi này sẽ được áp dụng trong những thiết bị nano có độ an toàn cao và về mặt lý thuyết, không thể tạo ra sợi nano khoẻ hơn được nữa.

Theo VnExpress
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 12:53:18 PM
Lớp phủ nano giúp kính không đọng sương

Hãy hình dung những tấm kính không bao giờ đọng hơi nước hoặc phản xạ ánh sáng. Các nhà khoa học Mỹ tin rằng họ đã có trong tay công nghệ để biến nó thành hiện thực, cùng với những chiếc kính bảo hộ, kính cửa ôtô, gương nhà tắm... không phản quang và không đọng nước.

Michael Rubner từ Viện công nghệ Massachusetts ở Boston và cộng sự đã phát triển một lớp phủ nano chỉ phản xạ 0,2% ánh sáng đập tới. Con số này nhỏ hơn nhiều so với mức phản xạ 2-3% của các lớp phủ chống phản xạ ánh sáng hiện tại.

Lớp phủ mới cũng hút các giọt nước nhỏ liti vốn thường gây ra hiện tượng đọng sương. Nó bao gồm nhiều lớp sợi polymer và các hạt thuỷ tinh nano, tạo thành một mạng lưới chi chít các lỗ rỗng nhỏ. Nước được hút vào những lỗ rỗng này, tương tự như kiểu hút nước của bọt biển. Kết quả là tạo ra một màng nước mỏng (thay vì một số giọt nước nằm rải rác) không tán xạ ánh sáng và làm tối kính.

Rubner cho biết các hạt nano này có đường kính chỉ 7 nanomét (nhỏ hơn 100 lần so với bước sóng ánh sáng nhìn thấy) nên nó giữ cho kính trong suốt.

Ngoài ra, quy trình chế tạo cũng rất đơn giản. Các nhà khoa học nhúng bề mặt cần phủ vào một loạt dung dịch, được tích điện âm dương xen kẽ để giúp dính các lớp với nhau. Sau đó họ nung lớp phủ này ở 500 độ C để làm nó cứng hơn và tăng cường sức kháng trầy xước.

Công đoạn này đồng nghĩa rằng hiện tại lớp phủ chỉ có thể ứng dụng cho những bề mặt (chẳng hạn kính) chịu được nhiệt độ cao. "Chúng tôi đang tiếp tục nghiên cứu để áp dụng lớp phủ cho những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp như nhựa", Rubner nói.

Cách đây không lâu, các nhà khoa học của Viện Vật lý ứng dụng và Thiết bị khoa học, thuộc Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam cũng đã chế tạo ra sơn tự làm sạch TiO2, mà nếu phủ lên kính sẽ giúp kính không đọng nước.

Theo VnExpress
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 12:54:13 PM
Công nghệ nano trong dàn trống

Một vật liệu bằng chất dẻo siêu nhỏ mới có khả năng thay đổi cách các tay trống điều khiển bộ nhạc cụ của mình mang tên Pickup sẽ được hãng Phần Lan B-Band giới thiệu tại Anh vào mùa hè này.

Công nghệ trong Pickup đã được sử dụng để tạo ra những thiết bị ghi nhận chấn động cơ học. Chúng dò tìm dao động nhất định và chuyển thành tín hiệu điện tử có khả năng khuếch đại. Trước đây Pickup được làm từ những tinh thể mỏng manh, không phù hợp để dùng trong một dàn trống luôn phải chịu va chạm mạnh.

Thiết bị Pickup mới này được thiết kế trên một màng polymer mỏng, bên trong chứa những tia khí gas nhỏ li ti. Lớp màng, bao quanh điện cực để đo và ghi lại chấn động và độ rung của trống, được làm từ polipropilen, chất dẻo xuất hiện trong hầu hết mọi đồ gia dụng hiện nay, từ ghế cho đến cốc nhựa.

Xử lý âm thanh của dàn trống là quá trình khá phức tạp và mất tương đối nhiều thời gian, do mỗi trống được thiết kế độc lập và âm thanh của chúng dễ tác động đến nhau. Khi đó, microphone đòi hỏi cần được đặt vào đúng vị trí để chúng có thể thu nhận âm phát ra từ trống hiệu quả nhất, ít bị ảnh hưởng bởi trống xung quanh nhất, chưa kể phải để ở nơi khó bị dùi trống va vào.

Ngược lại, bộ Pickup được tích hợp hoàn toàn bên trong mỗi trống và chỉ thu nhận âm thanh xuất phát từ chính trống đó. "Microphone ghi cả những tiếng động khác lẫn trong không khí", Heikki Raisanen, Giám đốc điều hành B-band, cho biết. "Còn Pickup chỉ ghi nhận những gì phát ra trực tiếp từ chiếc trống, nhờ vậy giải quyết được vấn đề rò rỉ hay nhiễm âm từ trống khác. Vì thế, âm thanh nghe tự nhiên và tinh lọc hơn so với dùng microphone".

"Do chỉ thu nhận âm thanh từ xuất phát từ trống, nghệ sĩ có thể tạo ra những giai điệu theo ý muốn nhanh hơn và sẽ tiết kiệm thời gian xử lý hơn", Janne Vuori, chuyên gia về âm thanh của ban nhạc heavy metal 69 Eyes, khẳng định.

Theo VnExpress
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 05:03:54 PM
Cách mạng công nghệ nano trên xe hơi

Ngành công nghiệp ôtô đánh giá nano sẽ là một trong những lĩnh vực làm biến đổi cấu trúc xe hơi trong tương lai. Ngày càng có nhiều sản phẩm ứng dụng công nghệ nano ra đời và thu hút sự quan tâm của những hãng xe hàng đầu.


Vào những năm 80 của thế kỷ trước, nhờ phương pháp và thiết bị khoa học hiện đại, các nhà khoa học đã chế tạo thành công vật chất có kích thước ở quy mô phân tử, nghĩa là chỉ bằng một phần một tỷ mét và đặt tên cho chúng là "nano". Trong tiếng Hy Lạp, “nano” nghĩa là “nhỏ xíu” và một sợi tóc người cũng lớn hơn 50.000 lần so với một nano.
áds

Vật liệu nano áp dụng trong ngành công nghiệp ôtô một cách hiện thực và rõ ràng nhất khi Mercedes-Benz giới thiệu công nghệ sơn mới, chứa những hạt sứ kích cỡ một vài nano năm 2004. Sau khi ngâm qua dung dịch, đến giai đoạn sấy, loại sơn này tạo nên lớp sứ cứng, mỏng hơn 100 lần so với sợi tóc. Các nhà nghiên cứu tại Mercedes đã thử nghiệm bằng cách rửa xe hàng trăm lần, công việc được cho là gây xước và làm mất sơn nhanh nhất. Kết quả cho thấy, sơn nano có khả năng giữ màu và độ bóng cao hơn 40% so với sơn thông thường.

Chuyên gia của Volkswagen, Stefan Langenfeld, cho biết, hãng xe lớn nhất châu Âu này đang tiến hành thử nghiệm loại sơn trơn và bóng đến mức bụi bẩn có thể trượt trên bề mặt. Thậm chí xa hơn nữa, các nhà nghiên cứu còn chế tạo ra loại sơn tự “làm lành” vết xước hay tự đổi màu. Bên cạnh đó, tập đoàn này cũng phát triển công nghệ kính nano, có khả năng “lọc” nhiệt và loại bỏ các ảnh hưởng tia cực tím khi xe đỗ ngoài trời, hay kính hậu tự động tối đi khi đèn pha xe sau chiếu vào.

Công nghệ nano có thể giúp tạo nên các vật liệu triệt tiêu ma sát xuất hiện giữa các phần chuyển động, giảm lượng dầu nhờn và tăng tuổi thọ động cơ. Theo Stefan Langenfeld, tăng cường độ an toàn, cải thiện hiệu suất cháy và tạo ra lợi ích cho khách hàng là nguyên nhân mà Volkswagen tập trung phát triển công nghệ nano.

Còn General Motors, hãng xe lớn nhất thế giới đã hiện thực hoá phần nào trong số những ý tưởng về công nghệ nano trong tương lai. Hai mác xe GMC Safari và Chevrolet Astro là những sản phẩm thương mại đầu tiên có ngoại thất sử dụng nanocomposite. Các kỹ sư GM không phát triển vật liệu nano độc lập mà chỉ thêm chúng vào nhựa truyền thống nhằm gia cường tính bền và khả năng chịu nhiệt.

Công nghệ nano thực sự tạo nên làn sóng mới trong chiến lược của các hãng xe hàng đầu. Viện nghiên cứu công nghệ và tiêu chuẩn Hoa Kỳ gọi công nghệ nano là “cuộc cách mạng tạo nên những sáng tạo mới trong các sản phẩm công nghiệp và dịch vụ”. Hiện có khoảng 1.700 công ty và 34 quốc gia đang tập trung nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano trên quy mô thương mại.(Hummer H2 SUT 2005 trang bị vỏ nanocomposite.Hummer H2 SUT 2005 trang bị vỏ nanocomposite)

Khi các điều luật về môi trường, quy trình tái sinh hay an toàn ngày càng chặt chẽ thì công nghệ mới mà đặc biệt là nano sẽ đóng vai trò quyết định. Chính phủ các nước đã bỏ ra những khoản tiền lớn để đầu tư vào nghiên cứu công nghệ mang tính chiến lược này. Tổ chức nghiên khoa học Hoa Kỳ, NSF (National Science Foundation) dự đoán, công nghệ nano sẽ tạo nên khoảng 1.000 tỷ USD kinh doanh thương mại trong 10 hay 15 năm nữa. Năm 2006, các quốc gia sẽ chi khoảng 2,36 tỷ USD vào công nghệ nano. Năm ngoái, ngân quỹ liên bang Mỹ đã chi ra 847 triệu USD mà cựu tổng thống Bill Clinton duyệt năm 2000 để nâng cao ứng dụng công nghệ nano trong y tế, vật liệu, công nghệ thông tin, công nghệ môi trường và tất nhiên, không thể thiếu ngành công nghiệp xe hơi.

(Nguồn: vnexpress)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 05:04:46 PM
NASA dùng carbon nano tube của VN làm vỏ phi thuyền

Tin vui cho ngành công nghệ cao VN: Trung tâm Nghiên cứu thuộc Cơ quan Không gian Mỹ - NASA - đặt tại thung lũng Silicon ở California (NASA Ames Research Center) và Trung tâm R&D thuộc Khu Công nghệ cao TPHCM ký thỏa thuận hợp tác về việc ứng dụng sản phẩm carbon nano tube do Trung tâm R&D sản xuất vào các lĩnh vực mũi nhọn của NASA.

Theo đó, NASA sẽ dùng carbon nano tube của VN để sản xuất đầu đọc của kính hiển vi điện tử có độ phân giải nguyên tử (AFM tips). Đây là ứng dụng đầu tiên của công nghệ nano vào việc sản xuất thiết bị khoa học, mang lại siêu lợi nhuận. Nguyên liệu để làm nên một sản phẩm này trị giá khoảng 10 USD, nhưng khi thành phẩm, một AFM tip được đưa ra thị trường có giá bán khoảng 600 USD.
Bên cạnh đó, NASA đã quyết định hợp tác để triển khai công nghệ phức chất nano (nano composite) của VN vào việc sản xuất vỏ phi thuyền vũ trụ. NASA đã chọn sản phẩm carbon nano tube của VN sản xuất nhờ các tính năng đồng đều, không nhiễm bẩn, giá trị ứng dụng cao và đặc biệt là giá thành rẻ hơn so với các sản phẩm của Nhật Bản, Trung Quốc... Carbon nano tube được coi là vật liệu trung tâm của thế kỷ, được bán trên thị trường thế giới với giá từ 100.000 USD - 800.000 USD/kg, được Trung tâm R&D sản xuất thành công với số lượng lớn hoàn toàn bằng nguyên liệu và công nghệ trong nước.
NASA cũng đề nghị hợp tác với Trung tâm R&D trong việc thường xuyên trao đổi, đào tạo nhân lực, chia sẻ kinh nghiệm về công nghệ nano. Thời gian tới, phía Mỹ sẽ tiến hành việc cấp vốn, nhân lực, thiết bị để cùng Trung tâm R&D lập kế hoạch sản xuất, cho ra đời khoảng 3 tấn nano carbon tube vào cuối năm 2008, phục vụ mục đích chế tạo các sản phẩm của NASA. Theo TS Nguyễn Chánh Khê, Giám đốc Trung tâm R&D, đây là một trong những thỏa thuận hợp tác khoa học có ý nghĩa, nâng tầm ngành công nghệ cao VN khi được một cường quốc về lĩnh vực này đánh giá cao, hợp tác, học hỏi và chia sẻ kinh nghiệm.
Thùy Vinh (Theo Người lao động)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 05:05:47 PM
Sơn nano dành cho nhà tắm

Nhờ một loại chất phủ mới bằng titan dioxide, phòng tắm trong tương lai sẽ luôn sạch bóng, không cần tới bàn tay quét dọn của con người

Vật liệu tự làm sạch nói trên là sản phẩm của các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm vật liệu nano chức năng ARC, Australia. Theo GS Rose Amal, với vật liệu này, các gia đình và bệnh viện sẽ không phải sử dụng chất tẩy rửa bề mặt cũng như các loại hoá chất khác.

Hiện các hạt titan dioxide tí hon, đường kính 20nanomet, được sử dụng để phủ lên các loại bề mặt ngoài trời, chẳng hạn như cửa sổ tự làm sạch. Chúng hấp thụ ánh sáng tử ngoại có bước sóng dưới 380nanomet.

Bước sóng này kích thích các electron và làm cho hạt titan dioxide có khả năng oxy hoá mạnh hơn chất tẩy rửa clo. Do vậy, các hạt nano có thể tiêu diệt vi khuẩn, phân huỷ các chất hữu cơ từ khí thải xe cộ và nhà máy thành cacbon dioxide và nước.

Các bề mặt được phủ hạt titan dioxide cỡ nano còn có khả năng tự làm sạch khi có nước và nước không đọng thành giọt trên đó.

Tuy nhiên, titan dioxide chỉ có thể được kích hoạt bởi ánh sáng tử ngoại có bước sóng dưới 380 nanomet, trong điều kiện có ánh sáng mặt trời, không phải các nguồn sáng khác. Điều đó có nghĩa là cho tới nay các lớp phủ tự làm sạch chỉ được sử dụng cho bề mặt ngoài trời.

GS Amal cùng cộng sự đã biến đổi các hạt titan dioxide cỡ nano để chúng có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng cao hơn, trên 400nanomet, trong phổ nhìn thấy. Họ cũng trộn lẫn các hạt này với một lượng nhỏ sắt hoặc nitơ.

Các cuộc thử nghiệm cho thấy kính được phủ các hạt mới này có thể được kích hoạt bởi ánh sáng đèn để tiêu diệt khuẩn Escherichia coli. Ngoài ra, nó còn phân huỷ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.

Vật liệu này có thể được phủ lên gạch, gương, kính che và ghế trong nhà tắm, bệnh viện. Nó cũng rất hữu ích đối với bề mặt ngoài trời.
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 15, 2008, 05:07:44 PM
Công nghệ nano bảo đảm an ninh năng lượng

Một bản nghiên cứu chính sách khoa học của trường đại học Rice (Hoa Kỳ) vừa công bố, cho thấy công nghệ nano có thể cung cấp những công nghệ cải thiện cho an ninh và nguồn cung năng lượng trên toàn cầu.

Những nhận định của nhóm 50 nhà khoa học Mỹ được công bố cùng lúc với thời điểm Quốc hội Mỹ khởi động nỗ lực phê chuẩn luật năng lượng quốc gia. Các nhà khoa học ủng hộ khoa học nano và chương trình nghiên cứu khoa học cho biết, công nghệ nano có thể cung cấp những công nghệ hiệu quả hơn, rẻ hơn và an toàn cho môi trường hơn những loại công nghệ hiện có.

Nghiên cứu nhằm vào những thành tựu trong năng lượng mặt trời, gió, than sạch, hydrô, hợp chất phân tử hạt nhân, lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới, pin chất đốt, ắc quy, sản xuất, dự trữ và vận chuyển hydrô, và một mạng lưới điện mới kết hợp tất cả nguồn năng lượng.

Tài trợ cho nghiên cứu năng lượng: vấn đề cấp bách

Công nghệ nano đòi hỏi giải quyết 14 vấn đề để có thể ứng dụng được vào cuộc sống: 

Giảm chi phí năng lượng mặt trời quang điện xuống 10 lần; thu được chất chuyển biến từ CO2 thành mê tan để bán; giảm chi phí pin nhiên liệu xuống 10-100 lần và tạo ra chất mới, tốt hơn; tăng tính hiệu quả và khả năng dự trữ của pin và siêu tụ điện lên 10-100 lần để ứng dụng cho tự động hoá và phát điện; tạo ra cáp điện, chất siêu dẫn hoặc chất dẫn lượng tử làm bằng chất nano mới để thay đổi lại mạng lưới điện và vận chuyển năng lượng điện trong khoảng cách dài, xuyên lục địa hoặc thậm chí vận chuyển toàn cầu, thay cho dây điện bằng đồng và nhôm để giảm hoặc loại trừ việc mất điện, sụt điện; dùng chất điện tử nano để tái cách mạng hoá máy tính, cảm biến và thiết bị mạng điện và các ứng dụng khác, tạo quá trình hoá nhiệt dùng chất xúc tác tạo hydro từ nước tại nhiêt độ dưới 900 C; tạo chất siêu mạnh, siêu nhẹ dùng để tăng hiệu quả của xe hơi, máy bay và du hành vũ trụ; tạo chất nano và lớp phủ cho phép khoan sâu để khai thác năng lượng (bao gồm hơi nóng địa nhiệt) trong địa tầng; tạo ra phương pháp khoáng hoá CO2 trên diện rộng … 

Những thách thức của công nghệ nano

Những tiến bộ của công nghệ nano có thể đủ để giải quyết vấn đề năng lượng. Năm nay, thị trường năng lượng sạch sẽ đạt doanh thu 130 tỷ đô la, tạo 1,2 triệu việc làm. Một số nhà quan sát dự đoán, đến năm 2010, doanh thu sẽ lên tới 255 tỷ đô la, 429 tỷ đô la năm 2015, và tạo 3 triệu việc làm. Khi đó, Trung Quốc sẽ là thị trường năng lượng sạch lớn nhất toàn cầu. Đặc biệt công nghệ nano và công nghệ phân tử nano là những nhân tố chính cho sự phát triển và cạnh tranh trên thị trường năng lượng sạch.

Sáng kiến toàn cầu nhằm giảm phụ thuộc vào dầu sẽ dẫn đến sự tăng trưởng cao của năng lượng sạch. Chi phí nghiên cứu và phát triển ở Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản và châu Âu lên tới hơn 25 tỷ đô la. Công nghệ nano và công nghệ phân tử nano đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển và tính hiệu quả của hệ thống năng lượng và chi phí. Điều này sẽ giúp cải thiện nhanh chóng công nghệ và ứng dụng.

Hiện nay, Mỹ và Nhật Bản đứng đầu thế giới về công nghệ nano. ấn Độ phấn đấu để năm năm nữa sẽ dẫn đầu thế giới về công nghệ nano. Hiện Tổ chức Nghiên cứu và Phát triển Quốc phòng ấn Độ (DRDO) đang phát triển những thiết bị dựa trên công nghệ nano ứng dụng trong y tế và công nghiệp.

(Theo PRWEB/Oil & gas journal/India News)-vnn.vn
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 22, 2008, 05:04:07 PM
Nano - từ phòng thí nghiệm ra cuộc sống
Trong tháng 11 vừa qua, có hai hoạt động quan trọng đối với ngành công nghệ nano tại VN. Đầu tiên là khóa học "Công nghệ micro-nano" do các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ nano đến từ Tập đoàn MINATEC (Pháp) giảng dạy cho 80 cán bộ khoa học và sinh viên sau ĐH của VN.
     Sau đó là "Hội thảo quốc tế lần thứ nhất về công nghệ nano và ứng dụng" (IWNA 2007) do ĐH Quốc gia TP.HCM và Tập đoàn MINATEC phối hợp tổ chức tại TP Vũng Tàu. Hội thảo có mặt 230  nhà khoa học VN và quốc tế đến từ 18 quốc gia phát triển, thực sự là diễn đàn trao đổi rất cần thiết giữa các nhà khoa học, tạo điều kiện để cùng các doanh nghiệp gặp gỡ, trao đổi về cơ hội kinh doanh.

     Giáo sư (GS) - Viện sĩ Nguyễn Văn Hiệu (Chủ tịch Trung tâm Vật lý lý thuyết châu Á - Thái Bình Dương) nhận xét: "Điều rất mừng là các nhà khoa học VN đã có xu thế đi vào liên ngành; công nghệ nano là của các nhà vật lý, nhưng ứng dụng của nano đã giải quyết được những vấn đề của nhiều ngành học khác, đi ngay vào mũi nhọn của thời đại và phát huy thế mạnh của việc liên kết các ngành khoa học khác nhau. Xu thế này cũng được thể hiện rất rõ ở hội thảo này".

     Giám đốc Phòng thí nghiệm (PTN) nano (ĐHQG TP.HCM), PGS-TS Đặng Mậu Chiến cho rằng, thành công lớn nhất của PTN là xây dựng được đội ngũ các nghiên cứu viên trẻ để bảo đảm hoạt động lâu dài. Bên cạnh việc gửi 12 người học các khóa đào tạo ngắn ngày ở nước ngoài (từ 3 - 6 tháng), PTN đã gửi nhiều người đi học chương trình sau ĐH (thạc sĩ, tiến sĩ) chuyên ngành nano tại các nước phát triển và ngay đầu năm 2008 sẽ có người về làm việc.

     Đi vào hoạt động cụ thể, ông Chiến cho biết một trong những hướng nghiên cứu chính của PTN là hướng đến các ứng dụng trong y học. Hợp tác với Hà Lan, PTN sẽ làm những bộ linh kiện nhỏ (KIT) mang theo người để người bị bệnh tiểu đường chẩn đoán hàm lượng đường trong máu, từ đó chủ động điều chỉnh chế độ ăn uống. Còn nhiều ứng dụng khác nhờ độ nhạy của nano. Chẳng hạn như độ nhạy của nano có thể phát hiện sớm mầm mống của bệnh ung thư, thêm hy vọng để chữa trị được căn bệnh này.

     Một số hướng nghiên cứu khác của PTN là nhóm sản phẩm tiết kiệm năng lượng (hợp tác với NAPOTEC) sản xuất đèn LED thay thế đèn truyền thống nhằm  tiết kiệm năng lượng, chế tạo những linh kiện, những tấm pin mặt trời để đưa vào sử dụng; ống carbon nano (hợp tác với Trung tâm công nghệ Hàn Quốc): sản xuất các linh kiện; phát xạ trường như màn hình; các vật liệu nano ứng dụng trong môi trường. gồm nano bạc (khử khuẩn trong nước, làm sạch nước uống), nano vàng (khử khí ô nhiễm từ các động cơ), nano Oxit Titan (phủ trên lớp gạch men để khử khuẩn tự làm sạch trong dân dụng, trong các thiết bị vệ sinh).
Triển vọng công nghệ nano của VN rộng lắm, cần ngồi lại với nhau để chọn được lĩnh vực nào có thể tiến đến xây dựng được một nền công nghiệp trong nước.

     Về hướng nghiên cứu tới, tôi đề nghị chú ý đến các mặt hàng liên quan đến vi mạch và điện tử, vì đây là loại mặt hàng ảnh hưởng đến mọi người dân. Nghiên cứu và sản xuất đèn LED mà PTN công nghệ nano (ĐHQG TP.HCM) đang hướng đến cũng là một hướng tốt.
GS-TS Đặng Lương Mô
Theo thanhnien.com.vn
Tiêu đề: Cấy nanobot vào não người
Gửi bởi: vinhcntp trong Tháng Hai 25, 2008, 06:59:31 AM
"Nhân loại sẽ chứng kiến việc những con robot tí hon (nanobot) được cấy vào tế bào não của người để làm cho chúng ta trở nên khôn ngoan hơn”.

Đó là phát biểu của kỹ sư Ray Kurzweit - một trong 18 người tham gia chương trình nghiên cứu về những thách thức kỹ thuật đối với nhân loại ở thế kỷ thứ XXI, do Viện Hàn lâm kỹ thuật Hoa Kỳ tổ chức. Ray Kurzweil cũng cho rằng đến năm 2029 sẽ có những vật thể được tạo ra mà cả phần cứng lẫn phần mềm đều đạt được trí tuệ nhân tạo như con người bao gồm cả cảm xúc. (BBC)

Tạ Xuân Quan
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 26, 2008, 12:54:02 PM
Trị bại liệt nhờ công nghệ Nano

Bác sĩ Samuel I. Stupp - giáo sư về khoa học vật chất, hóa học và y học, Hiệu trưởng Trường Công nghệ nano trong y tế (Institute of BioNanotechnology in Medicine) thuộc Northwestern University, Mỹ đã  kết hợp công nghệ nano với sinh vật học và đạt được nhiều thành tựu lớn. Công trình nghiên cứu mới đây của ông có thể được áp dụng trong việc huy động nội lực của cơ thể để giúp cơ thể tự khôi phục các bộ phận bị thương tổn.


Trong quá trình thử nghiệm, những con chuột thí nghiệm bị tổn thương tủy sống đã có thể hồi phục khả năng hoạt động 6 tuần sau khi được tiêm thuốc. Chế phẩm này (theo các nhà nghiên cứu, giống như phân tử xà phòng) giúp khôi phục các tế bào thần kinh bị thương tổn. Trong loại chế phẩm này có chứa một chút laminin - một loại protit tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của não và tủy sống.

Theo các nhà nghiên cứu, có các mức hồi phục chức năng từ 0 đến 21. Mức 21 là  hồi phục hoàn toàn, ở  mức 9 đến 12 là có thể đi lại được. Trong thí nghiệm, một con chuột bại liệt đã  hồi phục ở  mức 12. Sáu tuần sau khi được tiêm thuốc nó đã đi lại được. Kết quả nhận được có thể giúp chữa trị các bệnh tương tự ở con người. Ông Stupp cho biết: “Tất nhiên cần phải có nhiều thời gian nữa mới có thể áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế, nhưng chúng tôi muốn cải thiện cuộc sống cho những con người bị hạn chế vận động, và hiện nay bất cứ thành tựu nào trong lĩnh vực này cũng là sự đột phá”.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang thỏa thuận với FDA (Cục Quản lý dược phẩm và thực phẩm Mỹ) để bắt đầu thử nghiệm lâm sàng về mặt độc tố và tính an toàn của chế phẩm trong vòng 2 năm tới.

Điều quan trọng là ở chỗ: Phải đưa những phân tử chất này vào trong cơ thể trong vòng khoảng 1 ngày sau khi bị bệnh, nhất thiết phải thực hiện trước khi hình thành mô sẹo, vì mô sẹo có thể cản trở quá trình hồi phục dây thần kinh.

“Chưa chắc có thể hoàn toàn khôi phục tất cả các chức năng của một người như trước khi bị bệnh nhưng dù sao vẫn hơn là không giúp được gì” - bác sĩ này cho biết.

Ngoài ra, các nhà bác học còn nghiên cứu các biến tính khác nhau của các phân tử  “giống như xà phòng” có thể giúp con người hồi phục sau khi bị đột quỵ, nhồi máu hoặc các bệnh về xương cũng như bệnh Parkinson.

thanhnien.com.vn - Quỳnh Anh
(theo Membrana)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 26, 2008, 12:56:15 PM
Công nghệ nano giúp sản xuất ổ cứng 4 terabyte

Đầu đọc/ghi trong ổ cứng của Hitachi (Nhật) sẽ được thu nhỏ hơn 2.000 lần so với sợi tóc, cho phép phát triển thiết bị lưu trữ trong máy tính để bàn và xách tay với dung lượng 1 - 4 terabyte (TB) khoảng 4 năm nữa.

Đầu đọc nhỏ hơn sẽ hỗ trợ đọc mật độ dữ liệu dày hơn trên đĩa. Hitachi tin tưởng cải tiến này sẽ thúc đẩy kỷ nguyên terabyte, tạo điều kiện cho người sử dụng lưu hơn một triệu bài hát trên ổ.

Ổ cứng hiện nay lưu 200 GB thông tin trên 6,4 cm vuông trong khi công nghệ mới có thể đạt tới 1 TB. "Hitachi sẽ tiếp tục đầu tư cải tiến công nghệ này và tin rằng không giải pháp nào khác có khả năng mang đến dung lượng lớn và chi phí sản xuất thấp cho ổ cứng như thế trong thời gian tới", Hiroaki Odawara, Giám đốc nghiên cứu tại Hitachi Storage Technology Research Centre, khẳng định.

Hitachi dự định tung ra thị trường ổ 4 TB dành cho hệ thống desktop và 1 TB cho máy tính xách tay vào năm 2011.

Phương Thúy (theo VNUNet)
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 26, 2008, 12:58:31 PM
Ứng dụng công nghệ nano vào bộ vi xử lý Core 2

Sau hơn một năm xuất xưởng đến nay, bộ vi xử lý thế hệ thứ 8 mang tính bước ngoặt Core 2 đã được đưa vào các laptop đời mới. Bên cạnh đó, Intel còn kết hợp công nghệ siêu phân tử với kỹ thuật chế tạo bộ vi xử lý để phát triển dòng Core 2 Duo 45-nanometer. Kỹ thuật này tạo ra được bóng bán dẫn nhỏ bằng 1/3 so với sản phẩm hiện nay, nhờ đó số bóng bán dẫn được tăng lên giúp tăng cường quy trình xử lý.

Dự kiến bộ vi xử lý sẽ được hoàn thiện vào đầu năm sau với tên gọi Penryn. Tốc độ của máy tính khi sử dụng bộ vi xử lý này có thể đạt tới 3,16Ghz trong khi mức tiêu thụ năng lượng chỉ hết 65 watts. Nhãn hiệu Pentium do Intel đưa ra từ năm 1993 cũng vì thế mà lu mờ dần.

Hãng bán dẫn AMD cũng bám sát ngành công nghệ bộ vi xử lý với các sản phẩm Athlon cho thị trường cao cấp và Duron cho thị trường cấp thấp. Nhà chế tạo bộ vi xử lý thứ đứng thứ nhì này cũng đang tập trung vào kế hoạch tung ra sản phẩm chip 4 lõi mang tên Barcelona dành riêng cho máy chủ.
Tiêu đề: Re: Công nghệ nanô sẽ cứu giúp thế giới hay chỉ là một sự khoa trương?
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Hai 26, 2008, 01:03:35 PM
Ảnh hưởng chưa biết của công nghệ nano


Những nghiên cứu gần đây đã ngụ ý rằng một số hạt nano có thể gây ung thư. Các hạt nano đủ nhỏ để bị bỏ qua khi đi qua màng tế bào nhưng cũng đủ lớn để mang theo các chất lạ bên ngoài vào giữa các sợi DNA.

Không có nghiên cứu dài hạn nào về vấn đề này, nhưng các nhà khoa học đã nhìn thấy ung thư não phát triển trong những con cá đã tiêu hóa một lượng nhỏ các hạt nano carbon. Những con chuột mà hít phải các ống nano carbon thì bị các vấn đề về phổi tương tự như các bệnh về phổi do amiăng gây ra. 

Thanh Vân (Theo Reuters)
Tiêu đề: cứu tớ với
Gửi bởi: thuongnv trong Tháng Ba 09, 2008, 12:36:03 AM
tớ đang điều chế 2 vật liệu nano là CeO2 và Cu2O. Bạn nào có tài liệu gì liên quan trợ giúp cho mình với. Tớ đã đọc bài viết của plasticgum rồi. Bài viết rất tốt, đóng góp nhiều cho anh em. Tuy nhiên tớ có câu hỏi là tạo ko dùng axit xitric và natriđođêxylsunfa mà dùng muối C6H8Na3O7.2H2O và Polyvinyl ancohol (PVA)có ảnh hưởng gì đến kích thước hạt CeO2 thu được hay ko?
Tiêu đề: Re: cứu tớ với
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Ba 10, 2008, 08:20:50 AM
Đề tài tốt nghiệp của mình và một đứa bạn như nhau nhưng khác nhau ở chất hoạt động bề mặt. Đứa bạn là polivinyl ancol còn mình là Natri dodexylsunfat. Hai cái này có ảnh hưởng tới kích thước hạt:
- Với Na C12H25 SO4 thì hàm lượng C nhiều, Khi cháy ko thể cháy hết do đó trong sản  phẩm còn dư C. Đáng nhẽ đề tài của mình là dùng "phương pháp tự bốc cháy" nhưng cuối cùng để loại hết C còn dư mình phải cho sản phẩm vào lò nung để cháy hết.
- Hàm lượng C nhiều thì các lỗ trống trên mạng C lớn lên kích thước hạt cũng lớn!
- Một điều "khó hiểu" là mình dùng chất ban đầu là natri dodexyl sunfat làm chất hoạt động bề mặt, tức là trong sản phẩm phải có Na (S+6 có thể tham giả phản ứng oxi hóa khử tạo thành SO2) nhưng khi mình đem chụp phổ thì ... ko có natri.
Tiêu đề: Re: cứu tớ với
Gửi bởi: thuongnv trong Tháng Ba 18, 2008, 02:42:45 PM
em cũng làm thử 2 mẫu rồi và đem phân tích ở trung tâm KH vật liệu, ĐHKHTN, ĐHQGHN. Tuy nhiên kết quả ảnh SEM  ko tốt cho lắm, kích thước hạt khá lớn, còn lẫn cả Na2CO3. Hình như anh là đồng tác giả trong bài báo đăng trên tạp chí của ĐHQG với thầy Nguyễn Đình Bảng ở khoa Hóa thì phải. anh có thể gửi cho em phần thực nghiệm trong nghiên cứu đó được ko.
Địa chỉ email của em là: acmilan_khtn@yahoo.com
rất cảm ơn anh!
Tiêu đề: Titandioxide TiO2
Gửi bởi: dothoa trong Tháng Ba 18, 2008, 03:44:46 PM
Sưu tầm
Cấu trúc và tính chất của TiO2
1. Các dạng cấu trúc và tính chất vật lý
Titandioxide TiO2 là một loại vật liệu rất phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Chúng được sử dụng nhiều trong việc pha chế tạo màu sơn, màu men, mỹ phẩm và cả trong thực phẩm. Ngày nay lượng TiO2 được tiêu thụ hàng năm lên tới hơn 3 triệu tấn. Ngày nay TiO2 còn được biết đến trong vai trò của một chất xúc tác quang hóa.
Tinh thể Titandioxide- TiO2 có nhiều dạng thù hình trong đó có 2 dạng thù hình chính là:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/Ru.jpg)
Cấu trúc của dạng tinh thể anatase và rutile thuộc hệ tinh thể tetragonal Cả 2 dạng tinh thể trên đều được tạo nên từ các đa diện phối trí TiO6 cấu trúc theo kiểu bát diện (hình vẽ), các đa diện phối trí này sắp xếp khác nhau trong không gian. Tuy nhiên trong tinh thể Anatase các đa diện phối trí 8 mặt bị biến dạng mạnh hơn so với Rutile, khoảng cách Ti-Ti ngắn hơn và khoảng cách Ti-O dài hơn. Điều này ảnh hưởng đến cấu trúc điện tử của hai dạng tinh thể, kéo theo sự khác nhau về các tính chất vật lý và hóa học.
Trong tự nhiên dạng tinh thể Anatase và Rutile thường phổ biến hơn các dạng khác.
Đa diện phối trí của TiO2:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/TO2.jpg)
Ngay trong hệ tetragonal, do sự gắn kết khác nhau của các đa diện phối trí mà tính chất của Anatase và Rutile cũng có sự khác nhau, bảng dưới đây cho ta các thông số vật lý của hai dạng thù hình này.

Thông số vật lý của Anatase và Rutile
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/Bang.jpg)
 Anatase có cấu trúc tinh thể thuộc hệ tetragonal, tại khoảng nhiệt độ 915 độC thì anatase bắt đầu chuyển sang pha rutile. Vì vậy dạng rutile là phổ biến nhất trong 2 dạng thù hình trên của TiO2 , dạng anatase rất hiếm gặp trong tự nhiên. Tinh thể anatase thường có màu nâu sẫm, đôi khi có thể có màu vàng hoặc xanh, có độ sáng bóng như tinh thể kim loại, tuy nhiên lại rất dễ bị rỗ bề mặt, các vết xước có màu trắng. TiO2 không tồn tại riêng biệt, anatase được tìm thấy trong các khoáng cùng với rutile, brookite, quarzt, feldspars, apatite, hematite, chlorite, micas, calcite...
Tuy nhiên trong cả 2 dạng thù hình trên của TiO2 thì chỉ có dạng Anatase thể hiện tính hoạt động nhất dưới sự có mặt của ánh sáng mặt trời. Đó là do sự khác biệt về cấu trúc vùng năng lượng của Anatase so với Rutile, dẫn đến một số tính chất đặc biệt của Anatase.
Tiêu đề: Re: Titandioxide TiO2
Gửi bởi: dothoa trong Tháng Ba 18, 2008, 03:48:03 PM
2. Tính chất xúc tác quang hoá của TiO2 ở dạng anatase

Năm 1930, khái niệm xúc tác quang ra đời. Trong hoá học nó dùng để nói đến những phản ứng xảy ra dưới tác dụng đồng thời của chất xúc tác và ánh sáng, hay nói cách khác, ánh sáng chính là nhân tố kích hoạt chất xúc tác, giúp cho phản ứng xảy ra.
Khi có sự kích thích của ánh sáng, trong chất bán dẫn sẽ tạo ra cặp điện tử - lỗ trống và có sự trao đổi electron giữa các chất bị hấp phụ, thông qua cầu nối là chất bán dẫn.
a. Cơ chế phản ứng xúc tác quang dị thể.
Quá trình xúc tác quang dị thể có thể được tiến hành ở pha khí hoặc pha lỏng. Cũng giống như các quá trình xúc tác dị thể khác, quá trình xúc tác quang dị thể được chia thành 6 giai đoạn như sau:
- Khuếch tán các chất tham gia phản ứng từ pha lỏng hoặc khí đến bề mặt xúc tác.
- Hấp phụ các chất tham gia phản ứng lên bề mặt chất xúc tác.
- Hấp thụ photon ánh sáng, phân tử chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích electron.
- Phản ứng quang hóa, được chia làm 2 giai đoạn nhỏ:
•Phản ứng quang hóa sơ cấp, trong đó các phân tử bị kích thích(các phân tử chất bán dẫn) tham gia trực tiếp vào phản ứng với các chất bị hấp phụ.
•Phản ứng quang hóa thứ cấp, còn gọi là giai đoạn phản ứng “tối” hay phản ứng nhiệt, đó là giai đoạn phản ứng của các sản phẩm thuộc giai đoạn sơ cấp.
- Nhả hấp phụ các sản phẩm.
- Khuếch tán các sản phẩm vào pha khí hoặc lỏng.
Tại giai đoạn 3, phản ứng xúc tác quang hoá khác phản ứng xúc tác truyền thống ở cách hoạt hoá xúc tác. Trong phản ứng xúc tác truyền thống, xúc tác được hoạt hoá bởi nhiệt còn trong phản ứng xúc tác quang hoá, xúc tác được hoạt hoá bởi sự hấp thụ ánh sáng.
Điều kiện để một chất có khả năng xúc tác quang.
- Có hoạt tính quang hoá.
- Có năng lượng vùng cấm thích hợp để hấp thụ ánh sáng cực tím hoặc ánh sáng nhìn thấy.
Quá trình ban đầu của xúc tác quang dị thể với chất hữu cơ và vô cơ bằng chất bán dẫn (Semiconductor Catalyst) là sự sinh ra của cặp điện tử - lỗ trống trong chất bán dẫn.
Có rất nhiều chất bán dẫn khác nhau được sử dụng làm chất xúc tác quang như: TiO2, ZnO, ZnS, CdS… Khi được chiếu sáng có năng lượng photon (hv) thích hợp, bằng hoặc lớn hơn năng lượng vùng cấm EG (hv >= E(G)),
thì sẽ tạo ra các cặp electron (e-) và lỗ trống (h+). Các e được chuyển lên vùng dẫn (quang electron), còn các lỗ trống ở lại vùng hoá trị.
Các phân tử của chất tham gia phản ứng hấp phụ lên bề mặt chất xúc tác gồm hai loại:
•Các phân tử có khả năng nhận e (Acceptor).
•Các phân tử có khả năng cho e (Donor).
Quá trình chuyển điện tử có hiệu quả hơn nếu các phân tử chất hữu cơ và vô cơ bị hấp phụ trước trên bề mặt chất xúc tác bán dẫn (SC). Khi đó, các quang electron ở vùng dẫn sẽ chuyển đến nơi có các phân tử có khả năng nhận electron (A), và quá trình khử xảy ra, còn các lỗ trống sẽ chuyển đến nơi có các phân tử có khả năng cho electron (D) để thực hiện phản ứng oxy hoá:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/1.jpg)
 Các ion A-(ads) và D+(ads) sau khi được hình thành sẽ phản ứng với nhau qua một chuỗi các phản ứng trung gian và sau đó cho ra các sản phẩm cuối cùng. Như vậy quá trình hấp thụ photon của chất xúc tác là giai đoạn khởi đầu cho toàn bộ chuỗi phản ứng. Trong quá trình xúc tác quang, hiệu suất lượng tử có thể bị giảm bởi sự tái kết hợp của các electron và lỗ trống.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/2.jpg)
Trong đó (SC) là tâm bán dẫn trung hoà và E là năng lượng được giải phóng ra dưới dạng bức xạ điện từ (hv’ =< hv) hoặc nhiệt.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/3-1.jpg)
Cơ chế xúc tác quang của chất bán dẫn

Hiệu quả của quá trình quang xúc tác có thể được xác định bằng hiệu suất lượng tử, đó là tỉ lệ giữa số sự kiện xảy ra trên số photon hấp thụ. Việc đo ánh sáng bị hấp thụ thực tế rất khó khăn ở trong hệ dị thể vì sự tán xạ của ánh sáng bởi bề mặt chất bán dẫn. Để xác định hiệu suất lượng tử chúng ta phải tuân theo 2 định luật quang hóa sau đây:
Định luật Grotthuss và Draper: Chỉ có ánh sáng bị hệ hấp thụ mới có khả năng gây ra phản ứng, hay nói cách khác là phản ứng quang hóa chỉ xảy ra khi ánh sáng được hấp thụ bởi các phân tử bán dẫn.
Định luật Einstein: Một photon hay lượng tử ánh sáng bị hấp thụ thì chỉ có khả năng kích thích một phân tử trong giai đoạn sơ cấp.
Hiệu suất lượng tử của hệ lý tưởng (phi) được xác định bởi hệ thức đơn giản:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/2-1.jpg)
Khi một phân tử chất bán dẫn bị kích thích và phân ly ra một electron kèm theo một lỗ trống, số electron này có thể chuyển tới chất phản ứng, ta gọi là N(c), số còn lại kết hợp với lỗ trống để tạo lại một phân tử trung hòa N(k). Theo định luật Einstein ta có:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/4-1.jpg)
Giả sử mỗi phân tử (A) tham gia phản ứng nhận 1 electron, khi đó số phân tử phản ứng sẽ bằng số electron được vận chuyển.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/5.jpg)
Vậy hiệu suất lượng tử có giá trị:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/6.jpg)
Nếu ta xét quá trình xảy ra trong một đơn vị thời gian thì có thể thay số electron bằng tốc độ vận chuyển electron k(c) và tốc độ tái kết hợp electron k(k):
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/7.jpg)
Ở đây ta thừa nhận sự khuyếch tán của sản phẩm vào dung dịch xảy ra rất nhanh, không có phản ứng ngược tách điện tử của A-, và tách lỗ trống của D+, Để tăng hiệu suất lượng tử (phi) thì chúng ta phải nghĩ cách tăng tốc độ chuyển điện tử k(c) và giảm tốc độ tái kết hợp electron với lỗ trống k(k). ”Bẫy điện tích” được sử dụng để thúc đẩy sự bẫy điện tử và lỗ trống ở bề mặt, tăng thời gian tồn tại của electron và lỗ trống trong bán dẫn. Điều này dẫn tới việc làm tăng hiệu quả của quá trình chuyển điện tích tới chất phản ứng.
Bẫy điện tích có thể được tạo ra bằng cách biến tính bề mặt chất bán dẫn như đưa thêm kim loại, chất biến tính vào hoặc sự tổ hợp với các chất bán dẫn khác dẫn tới sự giảm tốc độ tái kết hợp điện tử - lỗ trống và tăng hiệu suất lượng tử của quá trình quang xúc tác.
Với một số lý do mà Ag được lựa chọn như là một kim loại có hiệu quả tốt trong nghiên cứu ứng dụng quang xúc tác TiO2.
Tiêu đề: Re: Titandioxide TiO2
Gửi bởi: dothoa trong Tháng Ba 18, 2008, 03:56:44 PM
Giản đồ miền năng lượng của Anatase và Rutile.
TiO2 ở dạng Anatase có hoạt tính quang hóa cao hơn hẳn các dạng tinh thể khác, điều này được giải thích dựa vào cấu trúc vùng năng lượng. Như chúng ta đã biết, trong cấu trúc của chất rắn có 3 miền năng lượng là vùng hóa trị, vùng cấm và vùng dẫn. Tất cả các hiện tượng hóa học xảy ra đều là do sự dịch chuyển electron giữa các miền với nhau.
Anatase có năng lượng vùng cấm là 3,2eV, tương đương với một lượng tử ánh sáng có bước sóng 388nm. Rutile có năng lượng vùng cấm là 3,0 eV tương đương với một lượng tử ánh sáng có bước sóng 413nm. Giản đồ năng lượng của Anatase và Rutile được chỉ ra như hình vẽ.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/11.jpg)
Giản đồ năng lượng của anatase và rutile.

Vùng hóa trị của Anatase và Rutile như chỉ ra trên giản đồ là xấp xỉ bằng nhau và cũng rất dương, điều này có nghĩa là chúng có khả năng oxy hóa mạnh. Khi được kích thích bởi ánh sáng có bước sóng thích hợp, các electron hóa trị sẽ tách ra khỏi liên kết, chuyển lên vùng dẫn, tạo ra một lỗ trống (hole) mang điện tích dương ở vùng hóa trị. Các electron khác có thể nhảy vào vị trí này để bão hòa điện tích tại đó, đồng thời tạo ra một lỗ trống mới ngay tại vị trí mà nó vừa đi khỏi. Như vậy lỗ trống mang điện tích dương có thể tự do chuyển động trong vùng hóa trị.
Các lỗ trống này mang tính oxy hóa mạnh và có khả năng oxy hóa nước thành OH*, cũng như một số gốc hữu cơ khác:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/12.jpg)
V ùng dẫn của rutile có giá trị gần với thế khử nước thành khí hidro (thế chuẩn = 0,00V), trong khi với anatase thì cao hơn mức này một chút, đồng nghĩa với một thế khử mạnh hơn. Theo như giản đồ thì anatase có khả năng khử O2 thành O2(trừ) , như vậy là ở anatase các electron chuyển lên vùng dẫn có khả năng khử O2 thành O2 (trừ).
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/13.jpg)
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/14.jpg)
Sự hình thành các gốc OH* và O2 (trừ)

Chính các gốc OH* và O2 (trừ) với vai trò quan trọng ngang nhau có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ thành H2O và CO2.
Tiêu đề: Re: Titandioxide TiO2
Gửi bởi: dothoa trong Tháng Ba 18, 2008, 04:01:54 PM
Cơ chế xúc tác quang của TiO2.
Khi Titandioxyt TiO2 ở dạng tinh thể Anatase được hoạt hóa bởi ánh sáng có bước sóng (lamda) thích hợp thì xảy ra sự chuyển điện tử từ vùng hóa trị lên vùng dẫn, tại vùng hóa trị có sự hình thành các gốc OH* và RX+:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/15.jpg)
Tại vùng dẫn có sự hình thành của các gốc O2-, HO2*:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/16.jpg)
Vậy sự khác biệt là do dạng anatase có khả năng khử O2 thành O2 (trừ) còn rutile thì không. Do đó anatase có khả năng nhận đồng thời oxy và hơi nước từ không khí cùng ánh sáng tử ngoại để phân hủy các hợp chất hữu cơ. Tinh thể Anatase dưới tác dụng của ánh sáng tử ngoại đóng vai trò như một cầu nối trung chuyển điện tử từ H2O sang O2, chuyển hai chất này thành dạng O2(trừ) và OH* là hai dạng có hoạt tính oxy hóa cao có khả năng phân hủy chất hữu cơ thành H2O và CO2.
Xúc tác quang cho phản ứng tách H2 và O2 từ H2O.
Sự điện phân nước, hiệu điện thế chênh lệch =1,23eV
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/17.jpg)
Hiệu điện thế chênh lệch này cân bằng với năng lượng ánh sáng tại bước sóng ~1008nm. Do đó, nếu năng lượng của ánh sáng sử dụng có đủ tác dụng với hệ thống điện hoá học , thì nên tiến hành phân huỷ nước với ánh sáng nhìn thấy có bước sóng thấp hơn 1008nm. Về lý thuyết việc phân tách nước nhờ bức xạ ánh sáng mặt trời đã được nghiên cứu bởi nhiều nhà khoa học , nhưng phương pháp hữu ích và có khả năng này lại chưa được phát triển bởi vì nước là trong suốt với ánh sáng nhìn thấy nên không thể phân huỷ nước nhờ các bức xạ đơn sắc ( chỉ có thể phân huỷ nhờ ánh sáng cực tím với bước sóng ngắn hơn 190nm). Honda và Fujishima là những người đầu tiên nghiên cứu sự phân huỷ quang học nước nhờ pin quang điện phân bán dẫn với việc sử dụng ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 400nm. Từ những kết quả nghiên cứu của Honda và Fujishima, người ta đưa ra đề xuất rằng nước có thể bị phân huỷ thành oxy và hydro theo cơ chế sau đây:
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/18.jpg)
Phản ứng tổng của quá trình:
H2O +2hv <--> 1/2O2 + H2
Mặc dù những thành công của Honda và Fujishima, việc sử dụng pin quang điện cực hoá học kéo theo sự khó khăn trong việc xây dựng oxit bán dẫn ở quang điện cực. Do đó, những ứng dụng của nguyên lý phân huỷ quang học nước sử dụng chất bán dẫn cho hệ thống các xúc tác quang dị thể sử dụng các hạt bán dẫn thay vì các quang điện cực đã được nghiên cứu bởi những thuận lợi của pin quang điện cực hoá học,...chi phí thấp cho xây dựng, khả năng bền hoá dưới ánh sáng, diện tích bề mặt lớn.

3. Hiện tượng siêu thấm ướt.
Song song với tính chất quang xúc tác, khi được chiếu ánh sáng tử ngoại dạng TiO2-anatase còn thể hiện một tính chất nữa cũng rất đặc biệt, đó là tính chất siêu thấm ướt.
a. Hiện tượng thấm ướt.
Khi ta nhỏ một giọt chất lỏng lên một bề mặt thì xảy ra hiện tượng:
•Giọt chất lỏng loang ra trên bề mặt, đó là hiện tượng bề mặt thấm ướt chất lỏng, góc tiếp xúc < 90 độ
•Giọt chất không loang ra bề mặt, đó là hiện tượng không thấm ướt hay kỵ lỏng, góc tiếp xúc > 90 độ (hình vẽ).
Hiện tượng thấm ướt hay kỵ nước quyết định bởi hai loại lực tương tác:
•Lực tương tác giữa các phân tử lỏng- lỏng: f(L- L).
•Lực tương tác giữa các phân tử lỏng- rắn: f(L- R).
và :
•Nếu f(L- R) > f(L- L), ta có hiện tượng thấm ướt.
•Nếu f(L- R) < f(L- L), ta có hiện tượng kỵ nước.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/01.jpg)
b. Hiện tượng siêu thấm ướt của TiO2.
Trong các vật liệu mà chúng ta vẫn đang sử dụng hàng ngày, bề mặt của chúng thường có tính kị nước ở một mức độ nào đó, đặc trưng bởi góc thấm ướt. Với mặt kính, gạch men, hay các vật liệu vô cơ khác, góc thấm ướt thường là từ 20 độ- 30 độ. Các vật liệu hữu cơ như nhựa plastic, meca góc thấm ướt thường dao động trong khoảng 70 độ-90 độ. Với các loại nhựa kỵ nước như silicon, fluororesins, góc thấm ướt có thể lớn hơn 90 độ. Và tất cả các loại vật liệu mà ta biết, gần như không có loại vật liệu nào cho góc thấm ướt nhỏ hơn 10 độ ngoại trừ các vật liệu đã được hoạt hóa bề mặt bằng các chất hoạt động bề mặt như xà phòng.
Tuy nhiên vật liệu TiO2 lại có một tính chất đặc biệt. Khi chúng ta tạo ra
một màng mỏng TiO2 ở pha anatase với kích cỡ nanomet trên một lớp đế SiO2, phủ trên một tấm kính, các hạt nước tồn tại trên bề mặt với góc thấm ướt chừng 20 độ- 40 độ. Nếu chúng ta chiếu ánh sáng tử ngoại lên bề mặt của tấm kính thì các giọt nước bắt đầu trải rộng ra, góc thấm ướt giảm dần. Đến một mức nào đó góc thấm ướt gần như bằng 0 độ, nước trải ra trên bề mặt thành một màng mỏng. Chúng ta gọi hiện tượng này của TiO2 là hiện tượng siêu thấm ướt.
Góc thấm ướt rất nhỏ của nước trên bề mặt TiO2 tồn tại trong khoảng một tới hai ngày nếu không được chiếu ánh sáng tử ngoại. Sau đó góc thấm ướt tăng dần và bề mặt trở lại như cũ với góc thấm ướt chừng vài chục độ. Tính chất siêu thấm ướt sẽ lại phục hồi nếu như bề mặt lại được chiếu sáng bằng tia tử ngoại.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/02.jpg)
c.Cơ chế siêu ưa nước của màng TiO2 ở dạng anatase
Khi màng TiO2 được kích thích bởi nguồn sáng có bước sóng < 388 nm sẽ có sự dịch chuyển điện tử từ vùng hoá trị lên vùng dẫn làm xuất hiện đồng thời cặp điện tử (e-) và lỗ trống (h+) ở vùng dẫn và vùng hoá trị.
TiO2 + hv --> TiO2( e- + h+)
Những cặp điện tử và lỗ trống này sẽ dịch chuyển tới bề mặt để thực hiện các phản ứng oxi hoá.
+ ở vùng dẫn : xảy ra sự khử Ti4+ về Ti3+.
+ ở vùng hoá trị : xảy ra sự oxy hoá O2- thành O2.
Cơ chế về tính siêu ưa nước của TiO2
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/03.jpg)
Hiện tượng này được giải thích dựa trên giả thuyết rằng có sự tạo ra các lỗ trống thiếu oxy (oxygen vacancies). Nguyên nhân của sự hình thành các lỗ trống này là do dưới tác dụng của ánh sáng kích thích, các điện tử chuyển từ miền hóa trị lên miền dẫn, tại miền hóa trị có sự oxy hóa hai nguyên tử oxy của tinh thể TiO2 thành oxy tự do và tại miền dẫn có sự khử Ti4+ thành Ti3+. Hiện tượng này chỉ xảy ra với các phân tử bề mặt, cứ 4 phân tử TiO2 lại giải phóng một phân tử oxy, hình thành trên bề mặt một mạng lưới các lỗ trống (vacant net)
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/04.jpg)
Khi có nước trên bề mặt, các phân tử nước nhanh chóng chiếm chỗ các lỗ trống, mỗi phân tử chiếm một lỗ trống bằng chính nguyên tử oxy của nó và quay hai nguyên tử hyđro ra ngoài, và bề mặt ngoài lúc này hình thành một mạng lưới hydro.
Chúng ta biết rằng sở dĩ chất lỏng có hình dạng của bình chứa là do lực liên kết giữa các phân tử chất lỏng yếu hơn giữa các phân tử chất rắn. Phân tử nước là phân tử phân cực với phần tích điện âm là nguyên tử oxy và phần tích điện dương là nguyên tử hydro. Giữa các phân tử nước có liên kết hydro hình thành giữa các nguyên tử oxy và nguyên tử hydro. Như vậy nhờ chính lực liên kết hydro giữa lớp "ion hydro bề mặt" và các "ion oxy" của nước mà giọt nước được kéo mỏng ra, tạo lên hiện tượng siêu thấm ướt
Tiêu đề: Re: Titandioxide TiO2
Gửi bởi: dothoa trong Tháng Ba 18, 2008, 04:04:47 PM
4. Ứng dụng các tính chất quang xúc tác và siêu thấm ướt của TiO2
TiO2 có rất nhiều ứng dụng về hai tính chất xúc tác quang và siêu thấm ướt. Trên đây chỉ là những ý tưởng được đưa ra, có những cái đã làm được và có những cái chưa thể thực hiện. Tuy nhiên đây đều là những ý tưởng rất khả thi và nếu thành công thì nó hứa hẹn sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho cuộc sống của chúng ta.
a. Vật liệu tự làm sạch.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu về TiO2 từ khoảng 2-3 thập kỷ trước. Một khía cạnh hết sức độc đáo và đầy triển vọng là chế tạo các vật liệu tự làm sạch ứng dụng cả hai tính chất xúc tác quang hóa và siêu thấm ướt. ý tưởng này bắt nguồn khi những vật liệu cũ như gạch lát nền, cửa kính các tòa nhà cao ốc, sơn tường... thường bị bẩn chỉ sau một thời gian ngắn sử dụng. Có những nơi dễ dàng lau chùi như gạch lát, sơn tường trong nhà của chúng ta nhưng có những nơi việc làm vệ sinh là rất khó khăn như của kính các tòa nhà cao ốc, mái vòm của các công trình công cộng kiểu như nhà hát Opera ở Sydney, hay như mái của các sân vận động hiện đại ngày nay. Chúng ta vẫn ao ước có được các loại vật liệu tự làm sạch để một ngày nào đó chúng ta không còn phải làm các công việc đầy nguy hiểm là leo lên các công trình này, và giờ đây các loại vật liệu này đã được thử nghiệm. Các cửa kính với một lớp TiO2 siêu mỏng, chỉ dày cỡ micro, vẫn cho phép ánh sáng thường đi qua nhưng lại hấp thụ tia tử ngoại để phân hủy các hạt bụi nhỏ, các vết dầu mỡ do các phương tiện giao thông thải ra. Các vết bẩn này cũng dễ dàng bị loại bỏ chỉ nhờ nước mưa, đó là do ái lực lớn của bề mặt với nước, sẽ tạo ra một lớp nước mỏng trên bề mặt và đẩy chất bẩn đi.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/05.jpg)
1- Bụi bẩn, kính lớp màng chứa tinh thể TiO2 2- ánh mặt trời chiếu tia cực tím kích thích phản ứng quang hoá trong lớp TiO2, bẻ gẫy các phân tử bụi 3- Khi nước rơi trên mặt kính tạo ra hiệu ứng thấm nước. Nước trải đều ra bề mặt, tạo ra hiệu ứng thấm nước. Nước trải đều ra bề mặt thay vì thành giọt, cuốn theo chất bẩn đi xuống.

b. Xử lý nước bị ô nhiễm.
Ô nhiễm nước ngày nay đã trở thành vấn đề nghiêm trọng toàn cầu chứ không chỉ riêng của bất kỳ quốc gia nào. Các hội thảo khoa học đã được tổ chức tại Nhật, Canada, Hoa kỳ với hy vọng sẽ nhanh chóng tìm ra hướng đi nhờ vật liệu TiO2. Tại Nhật thậm chí người ta đã thử nghiệm các loại bồn tắm có thể làm sạch nước trong 24h nhờ một lớp TiO2 tráng trên thành bồn. Tuy nhiên vấn đề có vẻ rất khó khả thi khi áp dụng cho một thể tích nước lớn do vấn đề kinh tế và thời gian cần thiết đủ để làm sạch. Một phương pháp có lẽ khả thi là bọc lớp TiO2 bên ngoài một nhân là chất mang từ tính, phân tán hạt TiO2 trong nước dưới dạng huyền phù, như vậy bề mặt tiếp xúc sẽ lớn hơn và chúng ta sẽ thu hồi lại bằng từ trường.
c. Xử lý không khí ô nhiễm.
Chúng ta cần một bầu không khí trong lành hơn là bầu không khí mà chúng ta vẫn đang sống ở các thành phố lớn, một bầu không khí không có mùi
thuốc lá, khói xe, bụi. Bụi có thể ngăn chặn nhưng khói xe và khói thuốc lá thì rất khó vì mũi của chúng ta có khả năng nhận ra các phân tử mang mùi chỉ với nồng độ 0,00012 phần triệu.
Nếu bằng một cách nào đó chúng ta có thể tập hợp các hạt TiO2 trên các sợi giấy để tránh vấn đề TiO2 phá hủy ngay các liên kết của sợi giấy thì chúng ta sẽ có một loại giấy đặc biệt- giấy thông minh tự khử mùi. Sử dụng các tờ giấy này tại nơi lưu thông không khí như cửa sổ, hệ thống lọc khí trong ô tô...,các phân tử mùi, bụi bẩn sẽ bị giữ lại và phân hủy chỉ nhờ ánh sáng thường hoặc ánh sáng từ một đèn tử ngoại. Ngoài ra loại giấy này cũng có tác dụng diệt vi khuẩn gây bệnh có trong không khí và chúng ta sẽ có một bầu không khí lý tưởng.
d. Diệt vi khuẩn, vi rút, nấm.
“Photocatalyst” có nghĩa là TiO2 với sự có mặt của ánh sáng tử ngoại có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ, bao gồm cả nấm, vi khuẩn, vi rút. TiO2 có khả năng phân hủy hiệu quả đặc biệt là với số lượng nhỏ.
Môi trường như phòng vô trùng, phòng mổ bệnh viện là những nơi yêu cầu về độ vô trùng rất cao, công tác khử trùng cho các căn phòng này thường được tiến hành kỹ lưỡng và khá mất thì giờ. Nếu trong các căn phòng này chúng ta sử dụng sơn tường, cửa kính, gạch lát nền dùng TiO2 thì chỉ với một đèn chiếu tử ngoại và chừng 30’ là căn phòng đã hoàn toàn vô trùng.
e. Tiêu diệt các tế bào ung thư.
Ung thư ngày nay vẫn là căn bệnh gây tử vong nhiều nhất. Việc điều trị bằng các phương pháp nhiễu xạ, truyền hóa chất, phẫu thuật thường tốn kém mà kết quả thu được không cao.
Hiện nay TiO2 đang được xem xét như là một hướng đi khả thi cho việc điều trị ung thư. Hiện nay người ta đang thử ngiệm trên chuột bằng cách cấy các tế bào để tạo nên các khối ung thư trên chuột, sau đó tiêm một dung dịch chứa TiO2 vào khối u. Sau 2-3 ngày người ta cắt bỏ lớp da trên và chiếu sáng vào khối u, thời gian 3’ là đủ để tiêu diệt các tế bào ung thư. Với các khối u sâu trong cơ thể thì một đèn nội soi sẽ được sử dụng để cung cấp ánh sáng.
. Ứng dụng tính chất siêu thấm ướt.
Khi đi trong mưa hẳn là mọi người ai cũng khó chịu vì các giọt nước đọng lại trên cửa kính là nguyên nhân gây nên hiện tượng khúc xạ ánh sáng làm cho chúng ta rất khó quan sát mọi vật. Trong một thời gian dài người ta cứ đi theo hướng chế tạo ra các vật liệu không ưa nước để giọt nước dễ dàng gạt bỏ. Thực tế thì bề mặt này lại tạo ra các hạt nước nhỏ và chính chúng là nguyên nhân làm cho mọi vật nhạt nhòa đi khi quan sát. Với sự khám phá ra tính chất siêu thấm nước của TiO2 chúng ta đã khám phá ra một hướng đi mới ngược lại hoàn toàn với cách làm trên. Với tính chất ưa nước của mình, lớp TiO2 bề mặt sẽ kéo các giọt nước trên bề mặt trải dàn ra thành một mặt phẳng đều và ánh sáng có thể truyền qua mà không gây biến dạng hình ảnh. Những thử nghiệm trên các cửa kính ôtô đã có những kết quả rất khả quan.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/06.jpg)
Thời tiết nồm ẩm ở miền Bắc Việt Nam làm cho kính, gương soi trong phòng tắm thường bị mờ đi rất nhanh. Đó là do các giọt nước nhỏ liti đọng lại trên bề mặt gương. Nếu gương được tráng một lớp nano TiO2 thì gương sẽ không còn bị mờ nữa. Khả năng chống mờ của bề mặt gương hay kính phụ thuộc vào khả năng thấm ướt của bề mặt. Bề mặt TiO2 với góc thấm ướt đạt gần tới 0 độ sẽ cớ khả năng chống mờ rất tốt.
(http://i262.photobucket.com/albums/ii94/nguyenlebk/07.jpg)
Một hướng đi nữa cũng rất khả thi là đưa TiO2 lên các sản phẩm sứ vệ sinh như bồn cầu, bồn tiểu, chậu rửa...Lớp TiO2 siêu thấm ướt trên bề mặt sẽ làm cho bề mặt sứ thấm ướt tốt, khi dùng chúng ta có thể tưởng tượng giống như một màng mỏng nước được hình thành trên bề mặt sứ, ngăn cản các chất bẩn bám lên bề mặt đồng thời bề mặt có ái lực mạnh với nước hơn là với chất bẩn sẽ giúp chúng ta dễ dàng rửa trôi chất bẩn đi chỉ bằng động tác xả nước.
Tính chất siêu thấm ướt của TiO2 còn có thể được sử dụng để chế tạo các vật liệu khô siêu nhanh làm việc trong điều kiện ẩm ướt. Chúng ta biết rằng chất lỏng dễ bay hơi nhất khi diện tích mặt thoáng của chúng càng lớn. Do tính chất thấm ướt tốt, giọt chất lỏng loang trên bề mặt TiO2 và sẽ bay hơi rất nhanh chóng.
Tóm lại vật liệu TiO2 có phạm vi ứng dụng rất rộng rãi, ngoài những ví dụ đã kể ở trên, TiO2 còn có nhiều ứng dụng khác như vải tự làm sạch, các bóng đèn cao áp trên phố, trong các đường ngầm, các barie trên đường cao tốc, hệ thống gương cầu tại các khúc quanh...Trong nhà chúng ta có thể đưa TiO2 lên các sản phẩm trong nhà bếp, phòng tắm..
Tiêu đề: Re: Titandioxide TiO2
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Ba 18, 2008, 04:11:53 PM
Bạn ơi, bạn có học ở trường KHTN không? Lớp "S"!
Mình thấy tên quen quen, với lại đề tài này mình cũng đã từng đọc.
Tiêu đề: Re: cứu tớ với
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Ba 20, 2008, 12:49:52 PM
Em muốn  phần nào nào? Phần lí thuyết hay kết quả?....
Tiêu đề: Re: cứu tớ với
Gửi bởi: thuongnv trong Tháng Ba 22, 2008, 08:48:23 PM
Anh có thể gửi cho em phần cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu được thì tốt quá. Tuy nhiên có 2 câu hỏi sau em nhờ anh giải đáp giúp:
1. Hàm lượng (lượng) cacbon trong chất hoạt động bề mặt càng nhiều có làm cho kích thước của hạt lớn hơn hay không?
2. Nhiệt độ tạo gel tối ưu là 80 - 90 độ C, nhiệt độ gel bắt đầu cháy là 150 độ (tuy nhiên ở nhiệt độ này gel ko cháy hoàn toàn. Anh đã nghiên cứu nhiệt độ nung sản phẩm cháy của gel ở nhiệt độ nào là tối ưu vậy?
(em có thắc mắc hơi nhiều, mong a e thông cảm nhé, chỉ mang tính học hỏi thôi mà)
Tiêu đề: Re: cứu tớ với
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Ba 23, 2008, 10:20:48 AM
Phần kia em addnick yahoo của anh nhé. plasticgun128@yahoo.com rồi anh gửi cho.
Còn 2 câu hỏi của em, anh đã thử cả 2 rồi.
- Hàm lượng C nhiều có ảnh hưởng tới kích thước hạt không? Câu trả lời là có. Nếu dùng chất hoạt động bề mặt là polivinyl ancol (cái này thường chỉ có từ 4-6 nguyên tử C) thì kích thước hạt tốt hơn là dùng Natri đodexylsunfat (Na2C12H25 SO4). Nguyên nhân em có thể xem thêm tài liệu của thày ĐỘ về mạng cơ sở trong nano nhé.
(Mạch C chính là khung để tạo ra các hạt nano mà)
- Do việc dùng chất có nhiều C nên không thể cháy hết được do đó phải đem nung. Do đó nhiệt độ nung cũng có ảnh hưởng tới việc tạo thành kích thước hạt. Cái này anh chưa tìm hiểu được sâu. Tuy nhiên anh thấy mẫu ở nhiệt độ thấp hơn thì kích thước hạt nhỏ hơn (hồi đó anh làm 400 độ thì thấy tốt hơn 600 độ).

Em thử nghiên cứu thêm xem. Việc điều chế hạt kích thước nano không khó nhưng cũng không đơn giản. Quá tay chút là thành kích thước phân tử (ăngtron) hoặc tạo thành hạt kích thước lớn hơn đó.

Thêm nữa công thức tính kích thước hạt cũng là công thức tính gần đúng. Nếu kích thước hạt quá lớn, công thức đó không còn đúng nữa.
Tiêu đề: Re: cứu tớ với
Gửi bởi: thuongnv trong Tháng Ba 23, 2008, 05:20:53 PM
uh. Cảm ơn anh nhiều. Có gì anh gửi cho em sớm càng tốt.
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: kimcuong_cacbon trong Tháng Tư 08, 2008, 04:22:59 PM
BẠN CÓ THỂ NÓI CHOMINHF BIẾT ỨNG DỤNG CỦA NÔN Ở VIỆT NAM? VÀ CÁC TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NANO TRÊN THẾ GIWOWIS ĐƯỢC KÔ?
MÌNH LÀM BÀI TIỂU LUẬN VỀ MẶT NÀY NHƯNG KÔ BIẾT TÌM TƯ LIỆU TẠI ĐÂU?
HELP ME!!!!!!!!!!!!!!
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Tư 10, 2008, 07:14:47 AM
ban có thể tìm tài liệu trên trang: HOAHOCVIETNAM.COM
không thì vào google đầy ra đấy
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: kimcuong_cacbon trong Tháng Tư 14, 2008, 10:23:28 AM
cảm ơn bạn nha. nhưng mình vẫn kô tìm được ở việt nam co những trung tâm nghiên cuus nào, va hướng phát triển của công nghệ nano ở việt nam.các bạn có thể giúp mình chứ
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Tư 22, 2008, 05:52:40 PM
he he ở Việt Nam chưa có trung tâm nghiên cứu chuyên ngành về công nghệ nanô đâu bạn. nhung hình như cũng có một số trung tâm khoa học nghiên cứu về lĩnh vực này ( chỉ là kiêm nhiệm thôi, chứ khog6 nghiên cứu chuyên sâu)
mình cụng không nhớ rõ tên của mấy trung tâm đó
pót len sau nhé.
Tiêu đề: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: opravavoda trong Tháng Năm 03, 2008, 11:02:50 PM
Mình đang bắt đâu tìm hiểu về nanostructured MnO2, không biết điều chế sản phẩm này bằng con đường nào đơn giản, thích hợp với các phòng nghiệm có trang bị kém hiện đại.
Đặc tính cơ bản của nanostructured MnO2 và ứng dụng trong công nghệ Môi trường ntn ?
Các bạn cùng vào đây thảo luận
Tiêu đề: Re: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: thantang.pro9999 trong Tháng Năm 04, 2008, 07:42:31 AM
Mình đang bắt đâu tìm hiểu về nanostructured MnO2, không biết điều chế sản phẩm này bằng con đường nào đơn giản, thích hợp với các phòng nghiệm có trang bị kém hiện đại.
Đặc tính cơ bản của nanostructured MnO2 và ứng dụng trong công nghệ Môi trường ntn ?
Các bạn cùng vào đây thảo luận
Trong tự nhiên có sẵn rất nhiều quặng MnO2 nên người ta không đặt vấn đề điều chế chất này mà chỉ cần tinh chế thôi.
Về ứng dụng trong công nghệ môi trường, mình mới làm 1 lần về xác định chất lượng nước hồ Nghĩa Đô, hình như MnO2 sinh ra trong dd để cố định hàm lượng O2 hòa tan khi xác định chỉ số COD hay sao ấy, lâu quá cũng quên mất rồi.  :-[
Tiêu đề: Re: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Năm 05, 2008, 04:51:47 PM
Bạn thantang chẳng hiểu ji về nano. Phát biểu câu ngờ nghệch quá  :o :o :o :o :o :o.
Đương nhiên những cái đó có sẵn trong tự nhiên nhưng kích thước của nó không phải nano nên mới phải điều chế.

Bạn opravavoda: Đề tài này của bạn khó đấy, mình chỉ biết về ứng dụng của các oxit kim loại chuyển tiếp khác như Ce, Ti... nhưng lại không biết về MnO2. Hi vọng bạn sẽ mở đường cho việc tổng hợp chất này.

Bạn có thể thử điều chế theo một vài cách mà người ta thường dùng để điều chế nano xem: như Phương pháp sol - gel, phương pháp kết tủa.... Sau đó bạn đem đi kiểm tra kích thước, thấy cái nào hợp là oke thôi.
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: star trong Tháng Năm 10, 2008, 02:59:24 PM
    mình đang phải làm bài về quá trình lọc nano nhưng ko biết tìm thông tin ở đâu. bạn nao biêt báo cho minh ngay nhé.t2 minh thi rồi,co gi các bạn nhắn cho mình ngay qua sdt 0973164024 nha.
    mình đã tim trên gôgle nhưng vẫn ko tháy trang nào nói cụ thể về quá trình này.
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Năm 13, 2008, 08:20:50 AM
à người học gì mà phải làm báo cáo khủng đến vậy
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: Để dành trong Tháng Năm 13, 2008, 02:22:43 PM
quá trình lọc nano tức là sao ạh , dùng nano để lọc hay lọc để thu được nano trong quá trình sản xuất ạh
bác star thi thía nào òy ạh    ;D
Tiêu đề: Re: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: thuongnv trong Tháng Năm 23, 2008, 02:58:10 PM
Điều chế vật liệu nano mà tự làm cũng rất khó nếu ko có sư phụ hướng dẫn. Nếu gõ keyword trên mạng như synthesis of MnO2 nanoparticles thì hiện ra nhiều bài báo lắm. Lấy báo về dịch sau đó làm theo người ta, hiệu chỉnh chán mới ra (tốn tiền lắm đó nếu ko có promotor có mà món :o).Nếu học hỏi được của người làm trước là tốt nhứt đó.
Tiêu đề: Re: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Năm 25, 2008, 07:51:36 AM
Haha. Đúng roài. Anh em tôi cũng đang làm vậy này. opravavoda và tôi. Hehe. Hi vọng thành công.
Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: longmap trong Tháng Năm 25, 2008, 09:16:05 PM
nâno chỉ là tên gọi thui, nó là công nghệ mới đang được phát triển ứng dụng trong rất nhiều ngày hiện nay

Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: tonyhai20 trong Tháng Năm 27, 2008, 07:53:34 PM
nano là đơn vị đo lường thôi bạn: 1nm=10E(-9)m

Còn Công Nghệ nano thì có thể hiểu ngắn gọn thế này:

CNnano là lỉnh vực Khoa Học (hóa, lý, sinh) nghiên cứu ở kích thước nano (10-10nm). Khi các vật thể được chế tạo ở kích thước nano thì sẽ thể hiện được những tính năng rất ưu việt mà các vật liệu khác (ở kích thước thông thừơng) không thể đạt được! CNnano hiện nay đã phát triển được ở cấp độ có thể điều khiển, tiếp xúc, quang sát,... đến từng nguyên tử.

Các vật liệu tự nhiên tồn tại ở kích thước nano: Carbon Graphit, Carbon nanotube (bụi than, bụi củi,...), lòng bàn chân Thằng Lằng (có các sợi long ở kích thước nano - giúp tạo được lực liên kết (Val Der Walls) rất chặt với bề mặt tiếp xúc - 1 trong những tính năng ưu việt của kích thước nano)...

Công nghệ nano hiện nay phát triển mạnh nhất trong lỉnh vực điện tử và bán dẩn (các Transitor, Diod bán dẩn,... ở kích thước nano). Hiện nay trường College Of Nanoscale Science ang Engineering của bang Albany (USA) đã nghiên cứu thàng công Trasitor ở kích thước 20nm (nhưng vẩn chưa sản xuất -  do chi phí) Transitor hiện nay trong máy tính có kích thước 40nm. Bạn có thể tưởng tượng máy tính của bạn sau này sẽ nhẹ nhàng hơn hiện nay 1/2 lần và có nhiều tính năng rất đặc biệt (dùng năng lượng ánh sáng chẳng hạn,...)

Công nghệ nano hiện nay ở VN chúng ta thì chưa có điều kiện phát triển kịp với thế giới. Ở TP. HCM có phòng thí nghiệm nano của DH. Quốc Gia TP.HCM, và khu công nghệ cao - Thủ Đức.

Các đề tài nghiên cứu hiện nay của VN về CNnano: Dung dịch carbon nano tubes (của Tiến Sỹ Nghuyễn Chánh Khê), và nhiều đề tài khác của các nhà khoa học về nano composite.

Việt Nam hiện nay có rất nhiều sinh viên đang học, làm việc, nghiên cứu tại nhiều nước trên thế giới. Hy vọng thế hệ trẻ chúng ta sẽ không phải bở ngở với công nghệ mới này.

Trong tương lai, Quốc Gia nào làm chủ Công Nghệ nano sẽ làm Bá Chủ Thế Giới (1 câu nói của 1 nhà Khoa Học trẻ)

Thân!
Tiêu đề: Re: Tính chất mới của ống Nano cacbon
Gửi bởi: tonyhai20 trong Tháng Năm 27, 2008, 08:26:01 PM
Thanks nhìu! bài báo này hay thật, bạn có bản gốc thì share cho mình với.. e-mail của mình đây:
tonyhai20@gmail.com
Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Sáu 11, 2008, 05:02:43 PM
tonyhai20 rất quan tâm đến công nghệ nano phải không? cậu có tài liểu về công nghệ tráng phủ nano gửi cho mình nghen
Tiêu đề: Re: cong nghe nano la gi ?
Gửi bởi: Cuong_MA trong Tháng Sáu 11, 2008, 11:14:10 PM
Công nghệ nano là tên gọi chung cho một mảng rất rộng. Người ta nhận thấy răng khi kich thước đạt đến giá trị rất nhỏ (cỡ nanomet - tức là khoảng vài lần kích thước nguyên tử, phân tử) thì vật liệu có nhiều tính chất đặc biệt, rất hay ho (nói vui vậy). Mảng nano rộng lắm, có ứng dụng trong rất nhiều ngành. Và Việt Nam chúng ta cũng đang nghiên cứu nhiều về mảng này.
Tiêu đề: Re: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: ngocphuc trong Tháng Tám 02, 2008, 06:07:38 AM
Xin chào, tôi cũng đang nghiên cứu về tổng hợp nano bằng phương pháp solgel, bạn đã lam đến đâu rồi, tôi đa lam nhưng chỉ thu được Mn2O3 và Mn3O4 thôi, Chỉ cho tôi với
Tiêu đề: nano vàng và ứng dụng thực tiễn
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Tám 02, 2008, 10:15:17 AM
Vàng (Au) là nguyên tố kim loại đứng ở vị trí thứ 79 trong bảng tuần hoàn hoá học, có giá trị vô cùng to lớn trong cuộc sống của con người từ xưa tới nay, được coi là “Vua của  các kim loại”. Ngày nay, khi khoa học công nghệ phát triển thì vàng có thêm ứng dụng mới trong thực tiễn đó là: Nano vàng.

Các phân tử Nano vàng hiện được coi là thiên đường nghiên cứu mới cho các nhà khoa học. Điều đó được thể hiện rất rõ qua việc hơn 130 nhà khoa học vừa mới đến Paris để tham gia vào nhóm công tác ngiên cứu có tên là Au–Nano (Nano–Vàng). Đây là một tập hợp bao gồm 40 nhóm nghiên cứu thuộc các lĩnh vực khác nhau: sinh học, hoá học, vật lý và thậm chí có cả đại diện của giới công nghiệp.

Mối quan tâm của các nhà khoa học về nguyên tố không biến đổi và không bị ôxy hoá này đã xuất hiện từ rất lâu: ngành y học cổ truyền Ai Cập, Trung Hoa hay Ấn Độ đã sử dụng kim loại này để xử lý vết loét trên da hay một số bệnh viêm nhiễm khác. Nhưng ngày nay, nhờ vào tiến bộ trong lĩnh vực khoa học Nano (Nanoscience), người ta có thể xác định thêm nhiều đặc tính thú vị khác của kim loại này.

Theo Olivier Pluchery, nhà vật lý học tại viện khoa học Nano (Paris), khi được chia nhỏ ở trạng thái phân tử có kích thước vài Nanomet, nguyên tố này có rất nhiều đặc tính riêng biệt. Trước tiên chúng sẽ thay đổi màu sắc, chuyển từ màu vàng sang màu đỏ hoặc tím nhạt. Sự chuyển màu này có được là do trong phân tử Nano vàng không hấp thụ ánh sáng có bước sóng nằm trong vùng quang phổ như các miếng vàng khối thông thường.

Nhưng phân tử Nano vàng không chỉ có ưu điểm về mặt thẩm mỹ. Trong lĩnh vực hoá học, vàng có rất nhiều ứng dụng đặc biệt. Trong phản ứng hoá học, vàng có thể thay thế nhiều chất xúc tác quý hiếm như: Platin, Paradium, Rhodium…

Hoàn toàn bất động ở trạng thái bình thường, vàng là kim loại rất được các nhà kim hoàn ưa chuộng bởi vì đặc tính không bị ôxi hoá hay bị mờ. Nhưng ở trạng thái phân tử Nano, đặc tính này lại thay đổi 180 độ. Từ cuối những năm của thập niên 80 thế kỉ XX, một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản đã chứng minh rằng phân tử vàng ở khích thước nhỏ hơn 5 Nanomet có thể tham gia phản ứng oxy hoá với Cacbon oxit (CO) để tạo thành Cacbon dioxít (CO2). Ngoài ra vàng có thể tham gia phản ứng ở nhiệt độ thấp (đến –700C) trong khi đó một số chất xúc tác như Platin chỉ phản ứng ở nhiệt độ trên 1000C. Tuy nhiên Cacbon oxít CO là một loại khí độc trong khi đó CO2 chỉ có một nhược điểm duy nhất đó là...góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính.


Tiêu đề: Re: nano vàng và ứng dụng thực tiễn
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Tám 02, 2008, 10:15:39 AM
Vì vậy, trên thực tế các nhà sản xuất ôtô có thể chế tạo các ống khí thải bằng các phân tử vàng để tránh việc thải khí CO và có thể oxy hoá lượng tử nhiên liệu chưa cháy hết. Để tạo ra Hydro, họ cũng có thể phát triển các loại pin nhiên liệu dành cho phương tiện giao thông bằng điện thông qua một quá trình tái tạo Methanol không tạo khí CO.

Lĩnh vực khác không kém phần ý nghĩa là sinh học và y học. Các phân tử Nano vàng có đặc tính tự phát nhiệt dưới tác dụng của bức xạ laser. Đặc tính này có thể được sử dụng luân phiên hay bổ sung cho liệu pháp tia X trong chữa trị một số bệnh ung thư. Các nhà khoa học tại viện nghiên cứu Max-Planck nghiên cứu sự phá huỷ của các mô khoẻ mạnh bằng cách sử dụng những viên thuốc trị ung thư bên trong khối u. Để đưa những chất này vào đúng vị trí, các nhà khoa học đã tạo ra những viên nhộng rất nhỏ với kích thước vài Nanomet. Vỏ ngoài viên nhộng được cấu tạo bởi nhiều lớp polyme rất mỏng đặt lên nhau, cho phép chúng vượt qua dễ dàng lớp màng bên ngoài màng tế bào. Trên bề mặt viên nhộng là những phân tử Nano được sử dụng từ những nguyên tử vàng và bạc. Khi đã hấp thụ vào những tế bào trong khối u, viên nhộng sẽ di chuyển bằng tia hồng ngoại. Sức nóng này sẽ đẩy những phân tử vàng và bạc di chuyển khiến viên nhộng vỡ ra và phá vỡ kết cấu những tế bào ác tính. Hiện các nghiên cứu trên chuột đã chứng minh được tính hiệu quả của công nghệ này.

Ở trạng thái phân tử Nano, vàng cũng có khả năng cố định các nguyên tử sinh học (kháng nguyên và kháng thể). Vì vậy, các phân tử vàng có thể sử dụng trong rất nhiều xét nghiệm sinh học hay chuẩn đoán y khoa.

Tất cả những ứng dụng trên đây còn cần rất nhiều năm nghiên cứu, kiểm chứng lại, đặc biệt để phát triển những lý thuyết về Nano vàng. Người ta đã biết cách chế tạo các phân tử này nhờ vào sự bốc hơi của vàng trong dung dịch vàng ở môi trường chân không. Ngoài ra cũng có thể tách thành phân tử Nano vàng bằng siêu thanh, chiếu xạ hay thông qua phản ứng hoá học, rất phù hợp với sản xuất trong công nghiệp.

 Vũ Công Phong
(Soạn dịch)
hoahocvietnam.com



Tiêu đề: Re: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Tám 02, 2008, 12:38:51 PM
Chưa ra bạn à. Chỉ ra được một mớ hỗn độn thôi. Của bạn thêm chất oxi hóa đi thì chắc là được MnO2 đấy. Thêm chất oxi hóa nhé!
Tiêu đề: Re: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: ngocphuc trong Tháng Tám 03, 2008, 11:42:44 AM
Chưa ra bạn à. Chỉ ra được một mớ hỗn độn thôi. Của bạn thêm chất oxi hóa đi thì chắc là được MnO2 đấy. Thêm chất oxi hóa nhé!
Tôi đã thêm H2SO4 vào rồi nhưng lại thu được mẫu màu xanh lục, không biết tại sao. Cũng chưa đi chup X - ray nên không biết thế nào. Nhưng màu của nó phải là đen mới đúng chứ nhỉ?
Tiêu đề: Re: Ứng dụng của nanostructured MnO2
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Tám 03, 2008, 11:45:29 AM
Cách tốt nhất bạn nên đem đi chụp X - Rays đi. Giá cũng ko cao mà (50k một mẫu) xem thành phần của nó gồm những gì. Nếu tạo thành chất màu xanh theo mình đoán thì có thể tạo ra MnO4^2-.
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: hoangvu_46 trong Tháng Mười 12, 2008, 07:56:31 PM
Các bác có ai biết cách tạo ra các alkoxide kim loại  không chỉ cho m biet với!!!
các alkoxide này ứng dụng để tạo ra các màng mỏng nano oxit bằng pp sol-gel đó.
Nếu có tài liệu nào liên quan xin chia sẽ hoặc gởi mail cho mình he
Tiêu đề: Re: Cách đọc phổ X_ray
Gửi bởi: Tranboy trong Tháng Mười 23, 2008, 08:20:00 PM
if bạn có tài liệu về phương pháp phân tích nhiệt và RMN thì share cho mình với bạn!!thank bạn nhiều>>/!!
Tiêu đề: Re: Cách đọc phổ X_ray
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Mười 28, 2008, 08:17:36 PM
Bạn có thể tìm quyển "Phương pháp vật lí trong hóa học" của giáo sư Vũ Đăng Độ. Ở đó có hết những phương pháp vật lí thường dùng (có cả những thứ bạn cần nữa đó).
Tiêu đề: Re: Cách đọc phổ X_ray
Gửi bởi: EXE trong Tháng Mười 28, 2008, 11:26:57 PM
Cuốn sách đó giờ chắc chỉ còn trong thư viện ĐHQG Hà Nội chứ làm gì còn trôi nổi ngoài thị trường nữa :))
Tiêu đề: Re: Cách đọc phổ X_ray
Gửi bởi: Paladin trong Tháng Mười 28, 2008, 11:54:31 PM
Con bán mà. Bạn ra các cửa hàng ở Đường Láng nhiều mà. Hôm trước vừa thấy 2 quyển!
Tiêu đề: Công nghệ Nano: Sản xuất máy bay, ôtô bằng giấy
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Mười Một 02, 2008, 03:20:16 PM
Công nghệ Nano: Sản xuất máy bay, ôtô bằng giấy 
 
 
Cấu tạo giấy Bucky phóng to
  VIT- Mới đây, các nhà khoa học người Mỹ đã nghiên cứu ra một loại vật liệu mới tên gọi là “giấy Bucky”. Loại vật liệu mới này sẽ được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất ôtô, máy bay. 
 
 
 Giấy Bucky trông gần giống một loại giấy các tông, nhưng trên thực tế nó có độ bền hơn thép 500 lần và nhẹ hơn thép 10 lần.

Hiện nay, công nghệ mới này vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu. Loại vật liệu trên là một ứng dụng của công nghệ Nano vào sản xuất các tàu vũ trụ. Trường đại học Florida, Mỹ đang tiến hành nghiên cứu công trình này và hi vọng sẽ sớm áp dụng rộng rãi công nghệ mới này vào sản xuất hàng loạt.

Giấy Bucky được cấu tạo bởi những sợi các bon tổng hợp mỏng hơn tóc người 50 nghìn lần. Nếu được nghiên cứu thành công, đây sẽ là một vật liệu siêu nhẹ, siêu bền cho các loại động cơ tự động, là linh kiện sản xuất các loại máy tính, màn hình tivi và nhiều sản phẩm khác nữa.

Hiện nay, giấy Bucky mới chỉ được áp dụng trong phòng thí nghiệm bởi giá thành quá cao. Nhưng các nhà nghiên cứu trường đại học Florida đang tiếp tục công trình với hi vọng sẽ giảm được giá thành cho nguyên liệu mới này. Giáo sư Ben Vương -  Giám đốc trung tâm ứng dụng công nghệ cao thuộc viện nghiên cứu bang Florida - cho biết: “ Chúng tôi hi vọng trong 12 tháng nữa sẽ cho ra mắt sản phẩm giấy Bucky với giá rẻ hơn, có thể trở thành nguyên liệu sản xuất. Công nghệ ống Nano giờ đã không chỉ còn là ứng dụng phòng thí nghiệm, nó có thật và sẽ được ứng dụng rộng rãi.” 
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: tobinh trong Tháng Mười Hai 12, 2008, 08:23:20 PM
hóa nano còn có ứng dụng trong công nghệ in offect, màn hình siêu mỏng dùng trong quân đội mỹ,... công nghệ nano là công nghệ phát triển nhất năm 2007,công nghệ nano đã đc nghiên cứu gần 20nam về trước but giờ mới phát triển rộng công ty đi tiên phong là IBM...
Tiêu đề: Re: Công nghệ của tương lai!
Gửi bởi: tobinh trong Tháng Mười Hai 12, 2008, 08:27:18 PM
theo mình biết thì công nghệ nano đã bắt đầu phát triển cấch đây 20nam, còn công nghệ của tương lai là công nghệ pico.
Tiêu đề: Re: hóa NANO và ứng dụng
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Mười Hai 19, 2008, 03:07:41 PM
nếu bạn nào muốn có thông tin về cơ quan nghiên cứu công nghệ nano thì ở khu công nghệ cao tp Hồ Chí Minh hé.
mình nghĩ đó là nơi nghiên cứu về công nghệ nano có bài bản và quy mô nhất VN (nều không nói là lớn nhất)
clap......clap
Tiêu đề: tin tức nano
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Hai 21, 2009, 05:41:07 PM
Nano , quần áo không còn bị ướt 
(http://www.nanoproducts.de/images/wassertropfen_090109.jpg)
Dưới hướng dẫn của giáo sư tiến sỹ Stefan Seeger các nhà nghiên cứu thuộc đại học Zuerich và Empa đã thành công trong việc áp dụng công nghệ Nano lên trên vải sợi.

Vải sợi mới là lọai chống bám nước hiệu quả nhất thế giới, theo như báo cáo của các nhà nghiên cứu trong Advanced functional Materials. Tương lai vải chống bám nước sẽ mở ra một lãnh vực hòan tòan mới cho quần áo thể thao.

Theo phát minh này các sợi Polyester sẽ được phủ bằng hàng tỉ các sợi silicon li ti. Các giọt nước rớt trên bề mặt sẽ giữ nguyên trạng thái của hình tròn và không bám vào các sợi ở bên dưới.  Chỉ ở một độ nghiêng thật nhỏ, giọt nước sẽ lăn xuống và không để lại một chút dấu vết gì.

Theo giáo sư Seeger, vải mới phát minh này có khả năng chống bám nước cao nhất thế giới. Qua thí nghiệm kiểm tra, lọai vải này được ngâm trong nước 2 tháng dài và vẫn không bị thấm nước, tức là vẫn hòan tòan khô ráo.

Ứng dụng rộng lớn là chế tạo các lọai quần áo bơi không dính nước, các lọai vải ứng dụng trong công nghiệp, các lọai bạt phủ mái nhà, và dùng tẩm gỗ cũng như tường nhà.
 
(Universität Zürich Medienmitteilung) Unter der Leitung von Prof. Dr. Stefan Seeger ist Forschern der Universität Zürich und der Empa ein entscheidender Durchbruch in der Veredelung von Textilstoffen gelungen. Das neue Gewebe ist das weltweit wasserabweisendsten Material, wie die Forschenden im Journal «Advanced Functional Materials» berichten. Wasserabweisende Textilien werden schon bald neue Möglichkeiten zum Beispiel für Sportbekleidungen eröffnen.
Unter der Leitung von Professor Stefan Seeger, Institut für physikalische Chemie der Universität Zürich, haben Schweizer Forschungsgruppen in Anwendung der Nanotechnologie eine revolutionäre Veredelung für Textilgewebe entwickelt: Sie beschichteten Polyesterstoff mit Milliarden von Silikon-Nanofilamenten. Wassertropfen bleiben auf diesem Gewebe als sphärische Kugeln stehen und kommen so praktisch nicht mit den darunter liegenden Fasern in Kontakt. Schon bei der geringsten Neigung rollen die Wassertropfen wie Kugeln rückstandsfrei ab.

Laut Prof. Seeger ist das neue Textil das Material mit den weltweit wasserabweisendsten Eigenschaften. Belastungstests haben gezeigt, dass der Effekt ausserordentlich dauerhaft ist. So konnte das Material während zwei Monaten unter Wasser gehalten werden und blieb trotzdem trocken. Grösstes Potential sehen die Forscher bei Anwendungen für wasserabweisende Sportbekleidung, zum Beispiel trocken bleibende Schwimmanzüge oder für Industrietextilien, wie beispielsweise zur Abdeckung von Flachdächern, zur umweltschonenden Imprägnierung von Holz, oder zum Fassadenschutz.

Originalbeitrag:
Jan Zimmermann, Felix A. Reifler, Giuseppino Fortunato, Lutz-Christian Gerhardt, and Stefan Seeger: A Simple, One-Step Approach to Durable and Robust Superhydrophobic Textiles. In: Advanced Functional Materials, DOI: 10.1002/adfm.200800755

Kontakt:
Prof. Dr. Stefan Seeger,
Universität Zürich,
Institut für physikalische Chemie
 
  Công nghệ nano sẽ mang lại 1.000 tỷ USD
Công nghệ nano đang thúc đẩy cuộc cách mạng công nghệ mới và dự báo công nghệ này sẽ đem lại...
 
Older news items
Mỹ: Áp dụng công nghệ nano trong chữa trị vết thương cho thương binh -05/10/2008
Công nghệ nano giúp leo trèo như “người nhện” -05/10/2008
Công nghệ nano sẽ mang lại 1.000 tỷ USD -05/10/2008
Việt Nam mở hội thảo ASEAN về công nghệ nano -05/10/2008
Nano bạc diệt bao nhiêu % vi khuẩn? -09/08/2008

Tiêu đề: Re: tin tức nano
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Hai 21, 2009, 05:41:33 PM
Thuốc BVTV nano bạc - Một tiến bộ của hoá lý VN 
Từ lâu loài người đã biết đến tác dụng sát khuẩn mạnh của bạc, những chén bát, thìa nĩa, nồi niêu của người La Mã cổ, của các vua chúa phong kiến và ngay cả chiếc bi đông nhôm tráng bạc của anh chiến sĩ giải phóng đã chứng minh điều đó. Tuy nhiên tác dụng này không được ứng dụng rộng rãi vì nếu dùng bạc khối hay phủ bạc khối cũng là quá đắt.
Vài nét về nano bạc

Những năm gần đây, công nghệ nano ra đời không những tạo nên bước nhảy đột phá trong ngành điện tử, tin học, y sinh học mà còn được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, gạc chữa bỏng được phủ nano bạc, nước rửa rau sống, chất diệt khuẩn khử mùi trong máy lạnh… Tại VN, Gốm sứ Minh Long (Bình Dương) đã sử dụng công nghệ nano làm nên chén bát khi rửa không cần xà phòng và từ hai năm nay phòng thí nghiệm nano của Đại học Khoa học Tự nhiên cũng đang tập trung nghiên cứu sản xuất một số KIT thử nhanh, thuốc BVTV từ nano bạc và đã tạo nên được những sản phẩm trừ bệnh, trừ nấm phổ rộng, không độc hại cho người, động vật và môi trường, không tạo nên các dòng khuẩn, nấm, virus kháng thuốc được coi là bước đột phá của ngành hóa lý VN.

Nano mét là một đơn vị đo lường chiều dài cực nhỏ, ký hiệu là nm, bằng 1 phần triệu mm. Qua nghiên cứu thấy rằng, do sự tăng lên của nguyên tử bề mặt nên so với bạc khối, tác dụng sát khuẩn của các hạt bạc siêu nhỏ có kích thước nano được nhân lên gấp bội, 1 gam nano bạc có thể sát khuẩn cho hàng trăm mét vuông chất nền. Bằng cách nào mà chúng lại có thể diệt được vi khuẩn, virus? Tất cả các vi sinh vật đều sử dụng enzym để hấp thu, chuyển hóa ô xy và cac ion bạc đã phá hủy enzym khiến cho chúng bị “ngạt thở”.

MIFUM 0,6 DD - thuốc trừ nấm bệnh phổ rộng

Có thể tạo nên những hạt nano bạc bằng cách “nghiền” bạc khối, hoặc khử các ion bạc Ag+ để tạo các nguyên tử bạc, để rồi chúng liên kết với nhau tạo thành các hạt nano. Tác giả Bùi Huy Du, một nghiên cứu viên Hóa vô cơ đã lựa chọn phương pháp chiếu xạ Nitrat Bạc và giữ ổn định hạt nano trong môi trường Chitosan tan. Lý thuyết về việc chiếu xạ đã được nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới tiến hành nhưng công nghệ và thông số lại được bí mật. Với sự giúp đỡ của các nhà khoa học hạt nhân, sau 2 năm sản phẩm đã ra đời và như dự đoán, nano bạc có hiệu lực sát khuẩn rất cao, với E.choli ở các nồng độ 5, 10, 20, 50 ppm, hiệu lực sát khuẩn đạt 99,4 - 99,99%, được Viện vắc xin thử nghiệm nhiều lần và khẳng định không độc với động vật, môi trường.

Từ nguồn nguyên liệu trên, sản phẩm thuốc trừ bệnh cây MIFUM 0,6 DD được sản xuất với nồng độ hạt nano bạc 1000 ppm và Chitosan 5000 ppm. MIFUM 0,6 DD được khảo nghiệm trừ bệnh đạo ôn, lem lép hạt trên lúa thuộc địa bàn tỉnh Lâm Đồng và đã chứng tỏ ưu việt của mình, cà 2 liều lượng, 0,5 lít MIFUM 0,6 DD và 1 lít MIFUM 0,6 DD/ha đều cho đạt hiệu quả cao trong việc phòng trừ bệnh đạo ôn cổ bông, lem lép hạt trên lúa, nhất là trong giai đoạn 3 - 7 ngày sau khi phun.

Cũng từ hạt nano bạc của phòng thí nghiệm này, sản phẩm khử mùi hôi HiHi cũng đã được sản xuất và thương mại hóa.

Thành công của nghiên cứu viên Bùi Huy Du, phòng thí nghiệm nano của Đại học Khoa học tự nhiên đã mở ra khả năng liên kết đa ngành trong nghiên cứu, tạo nên các sản phẩm của thời đại.


 

 
Tiêu đề: Re: tin tức nano
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Tư 16, 2009, 09:27:38 AM
Nhựa có khả năng dẫn điện. 
Với chất liệu Ultraform N2320 C công ty BASF đã cho ra thị trường sản phẩm nhựa có chứa carbon nano tube và có khả năng dẫn điện cao.

Sản phẩm nhựa Ultraform N2320 C mà BASF đã sản xuất ra có thành phần là Polyoxymethylen (POM) có chứa  carbon nano tube, theo phát biểu của công ty này, có khả năng dẩn điện tốt và không ảnh hưởng đến độ dẻo của sản phẩm. Sản phẩm đã được ứng dụng đại trà qua công ty Bosch, trong hộp lọc nguyên liệu cho các dòng xe hơi Audi A4 và A5
Qua ứng dụng Carbon Nano tube và cách đưa vào sản phẩm Ultraform chất POM không mất đi tính năng riêng như độ dẻo, độ chính xác và tính đàn hồi…
Cũng theo thông tin của công ty , sản phẩm mới này khi đụng chạm với nguyên liệu (xăng, dầu) sẽ trở nên chắc hơn và kín hơn POM truyền thống và đặc biệt rẻ hơn các loại nhựa dẫn điện khác.
Với tính chất ít bị bào mòn, chất liệu này có thể dùng trong quá trình sản xuất các bộ phận vi điện tử trong các phòng sạch, nơi đòi hỏi điều kiện điều kiện khắc khe như không bụi, không tích điện…   Nguyên liệu này có thể hàn bằng laser, có thể chế biến bằng phương pháp đúc phun. BASF đã phát minh sản phẩm N232 C chung với Bosch và đã hoàn thiện cho các ứng dụng công nghiệp
Vogel Business Media       
 
Tiêu đề: Re: tin tức nano
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Tư 16, 2009, 09:31:12 AM
Mỹ: Áp dụng công nghệ nano trong chữa trị vết thương cho thương binh    
Các nhà khoa học Mỹ đang nghiên cứu tìm ra cách sử dụng phân tử nano siêu nhỏ để làm giảm đau cho thương binh.
 
Đội nghiên cứu thuộc trường đại học Michigan cho biết họ đã nhận được khoản tài trợ trị giá 1,3 triệu USD từ phía Cơ quan Các dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng của Hoa Kỳ (DARPA) cho nghiên cứu này.

Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển các phân tử mang chất giảm đau có thể tiêm vào những người lính bị thương chỉ bằng một thiết bị giống như cây bút bởi những đồng đội hoặc chính bản thân người lính đó khi đang ở trên chiến trường. Về mặt ý tưởng , thiết bị này có thể làm giảm đau một cách an toàn và hiệu quả cho đến khi người thương binh này có thể nhận được các biệt pháp chữa trị từ phía các chuyên gia y tế.

Người đứng đầu công trình nghiên cứu, tiến sĩ James R. Baker Jr., giám đốc Viện Nghiên cứu Công nghệ nano Michigan, cho biết: “Sáng kiến này cung cấp cách tiếp cận thành công phương pháp kiểm soát các vết thương một cách liên tục và an toàn trên chiến trường”.

Tiến sĩ Baker nói: “Các loại thuốc khác nhau được sử dụng với polymer (hợp chất cao phân tử) và thuốc giải độc sẽ tạo ra loại thuốc giảm đau hiệu quả, tránh được những biến chứng cho thương binh. Nếu thành công, nó có thể cải thiện đáng kể việc điều trị cho người lính trên chiến trường”.

Morphine, loại thuốc giảm đau thường được dùng để điều trị vết thương cho các thương binh, chỉ có thể được tiêm vào người bệnh bởi một người có kĩ năng về y tế. Đồng thời, các bệnh nhân dùng morphine cần được theo dõi cẩn thận bởi vì loại thuốc này có thể gây ra các vấn đề về đường hô hấp.

Đội nghiên cứu của đại học Michigan sẽ tạo và kiểm tra các loại phân tử nano khác nhau. Mục tiêu là tạo ra một loại vật liệu nano có thể:

Kiểm soát được sự giải phóng morphine trong thời gian dài hơn để đảm bảo chức năng giảm đau cho đến khi người lính có thể nhận được sự chăm sóc y tế của quân y; tiếp tục kiểm soát quá trình hô hấp, và nếu cần thiết, có thể giải phóng Naloxone, một loại thuốc có tác dụng chống lại tác dụng phụ của morphine đối với đường hô hấp.
 
 
Tiêu đề: Hiệu ứng lá sen , “Easy to clean”, "Tự sạch"
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Tư 16, 2009, 09:33:52 AM
(http://thegioinano.com/nanoviet/images/stories/nanotechnik/beschi2.jpg)
Trong văn hoá Á Đông hoa sen (Nelumbo Nucifera) từ ngàn năm nay được xem là biểu tượng của sự trong sạch. Cây sen phát triển và trổ hoa từ những đầm lầy. Từ lá sen những giọt mưa chảy xuống cuốn theo tất cả những bụi bặm bám trên lá … Ngay những chất có độ đặc cao như mật ong, dầu ăn và chất keo cũng không dính lại vì rất ít điểm chạm trên mặt lá …
Chuyên gia gọi đó là “hiệu ứng lá sen” hoặc “sự tự làm sạch”, khi các điều kiện cơ bản cho phép: nước có thể lăn và cuốn theo chất dơ. Mặt bằng “Easy to clean” có nghĩa là khi rửa chỉ cần nước là đủ để rửa sạch hết bụi dơ …

Vào thập niên 90 một giảng sư đại học Đức chuyên về thực vật học đã mô tả cơ bản hoá lý của “hiệu ứng lá sen” như sau: Nguyên nhân chính yếu là cấu trúc của bề mặt. Trên bề mặt có những điểm lồi của tế bào và trên đó có những hạt crystal nhỏ được phân tán đều. Cấu trúc hai lớp này tạo ra một hiệu ứng vật lý: hạt nước rớt trên lá cuộn thành hình tròn lăn xuống khỏi lá và cuốn theo luôn các vết bụi.



Ngày xưa ….



Người ta đã bắt chước thiên nhiên tạo ra những mặt bằng có chất quét chất dầu, Silicon, hoặc wax. Những chất này phần nhiều là kỵ nước, rất hiếm có chất kỵ dầu, chất mỡ …



Ngày nay ..



Với công nghệ NANO người ta đã có khả năng chế ra cấu trúc của lá sen. Chất NANO kết hợp với mặt bằng và trở thành một phần của bề mặt … Như vậy lớp NANO không còn được gọi là một lớp tráng bề mặt. Nguyên liệu và bề mặt của chúng qua đó có thêm những tính chất mà cho đến nay chúng ta hoàn toàn không biết đến …

Tiêu đề: Những điều cần biết về NANO
Gửi bởi: mailinh trong Tháng Tư 16, 2009, 09:37:37 AM
(http://thegioinano.com/nanoviet/images/stories/nanotechnik/37329-boeker_b.jpg)
NANO” là một từ bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp và tiếng La Tinh vàcó nghĩa là lùn, nhỏ bé. Từ NANO được sử dụng để diễn tả đơn vị đo đạc bằng 1 phần tỷ . Trong hệ thống đo đạc có nghĩa là 1/ tỷ mét (1 nm) hoặc 1/ triệu mm. Với đơn vị này chúng ta đã đi vào lãnh vực của nguyên tử và phân tử …

Mục đích của kỹ thuật NANO là xây dựng một cấu trúc nhỏ bé nhất từ những nguyên liệu cơ bản trong bảng tuần hoàn hoá học và như vậy có thể chế được những vật liệu, nguyên liệu với các đặc tính mới, những bộ máy thật nhỏ và cho đến cả một hệ thống mới ..

Đặc tính cơ bản là trong suốt, không bị trầy trụa, không bi ảnh hưởng hoá chất, dẫn điện tốt và ngay cả chống lại rỉ sét. Tất cả các đặc tính này có thể hoà trộn với nhau tuy thích để cho ra những sản phẩm đa năng hoàn toàn mới lạ như sự chống bám, dính dài hạn trên mặt thủy tinh, Ceramics, kim loại, các loại sản phẩm chống trầy trụa cho các loại nhựa ..


Từ các nguyên liệu mới này người ta có thể sản xuất các vật dụng hàng ngày như các loại sản phẩm chống dính nước mưa, chống dính bụi, chất chống ánh nắng mặt trời, các loại hợp chất nguyên liệu cho xe hơi. Các loại băng cá nhân, băng vết thương chống khuẩn ….


Nước Đức đặt trọng tâm trong lãnh vực nghiên cứu, phát triển công nghệ NANO và đã đầu tư hàng tỷ dollars vào công việc nghiên cứu. IBM, Fujitsu và Intel hiện đang nghiên cứu ứng dụng công nghệ NANO vào những loại CHIPS cực nhỏ phải dùng kính hiển vi mới thấy được


Công nghệ NANO mở ra một cánh cửa hoàn toàn mới trong lãnh vực khoa học kỹ thuật, đặc tính của nguyên liệu hoàn toàn thay đổi khi dùng NANO xử lý. Quá trình nghiên cứu kéo dài 40 năm mãi cho đến khi các thiết bị công nghệ đủ tinh xảo để thực hiện công nghệ NANO. Công nghệ NANO là công nghệ nguyên liệu và bao gồm các phần tử vô cơ cũng như hữu cơ




Để so sánh:


Cấu trúc NANO là tỉ lệ của trái banh với trái đất. Cho đến nay, cấu trúc này chúng ta chỉ tìm thấy trong thiên nhiên. Từ hàng triệu năm nay thiên nhiên đã xây dựng địa cầu theo cơ bản này, bao gồm cây cỏ , thú vật và con người … Công nghệ NANO đang phát triển trên cơ bản hiện có và hữu hiệu này …

Tiêu đề: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: tranquoctuan1181 trong Tháng Mười Hai 24, 2009, 08:48:13 AM
Chào mọi người, mình đang tìm hiểu về cơ chế phản ứng của HAuCl4 với NaBH4 để tạo ra hạt nano vàng, ai biết thì hr giúp mình với, cảm ơn các bạn nhiều.
Tiêu đề: ai biết cơ chế tạo ra polymer dẫn điện bằng công nghệ nano ko giúp vớiT_T
Gửi bởi: vukufu trong Tháng Năm 20, 2010, 09:42:52 AM
 :'( :'( :'( :'(
Tiêu đề: Re: Cách đọc phổ X_ray
Gửi bởi: sangnguyenthanh_cnhh trong Tháng Bảy 28, 2010, 10:38:41 PM
(http://i836.photobucket.com/albums/zz283/sangnguyenthanh/A1.jpg)
(http://i836.photobucket.com/albums/zz283/sangnguyenthanh/A0.jpg)
Em có 2 cái phổ chụp cát hấp phụ Asen, e k tìm ra cái peak asen ở đâu với lại các chú thích bên dưới. mong các bác chỉ dẫn em?? Em chân thành cám ơn !
Tiêu đề: nanotechnology(được cập nhật thường xuyên)
Gửi bởi: dwarf_vn trong Tháng Chín 23, 2010, 08:07:43 PM
         Phát triển công nghệ nano ở Việt Nam (chưa có gì ;S). cũng như trên toàn thế giới có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Sự ra đời của công nghệ nano tạo ra một bước tiến nhảy vọt trong mọi lĩnh vực đời sống, tạo ra các vật liệu có tính năng vượt trội so với vật liệu hiện có.... Cả thế giới đang làm một cuộc cách mạng công nghệ nano, dẫn đầu là Mĩ, Nhật, sau đó là Anh, pháp, Hàn quốc, Nga... còn Việt Nam ta thì sao????Có thể nói một cách chắc chắn rằng, thế kỉ 21 là thế kỉ của vật liệu nano và công nghệ nano.
       
        Trong thời gian gần đây chúng ta gặp rất nhiều các thuật ngữ liên quan đến nano như. kích thước nano, hạt nano, vật liệu nano, cấu trúc nano, công nghệ nano...còn có cả văn hoá nano, nghệ thuật nano...Chắc tại vì nano trở thành một môn khoa học (tức là có đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu) nên các ngành khác thấy sang bắt quàng làm họ. Như vậy cũng chẳng phải xấu và có lẽ đó là qui luật tự nhiên. Nano nhỏ, nhưng có sức mạnh cực lớn. có thể đi sâu và mọi ngõ ngách dù là nhỏ nhất. Tôi thấy người ta đổ xô đi nghiên cứu nano(có cả tôi trong đó), giống như những thế kỉ trước người ta đổ xô đi tìm vàng. Chắc tại vì nó cùng quí....
       
        Khái niệm nano vừa gần vừa xa lạ, gần vì hay nghe thấy nào là lọc nước nano, khẩu trang nano, và iphone nano. . . xa vì ta chưa hiểu lọc nước nano bằng kiểu gì, khẩu trang nano làm từ cái gì, và iphone nano...như thế nào. Tóm lại giống như ta chỉ biết prof Bảo Châu rất giỏi Toán, nhận giải fields làm rạng danh trí tuệ Việt, nhưng chẳng biết Bảo Châu chứng minh cái bổ đề gì.(Tôi cũng mơ hồ)
   
       Thôi thì, chạy theo thời đại, té nước theo mưa. Tôi viết bài này và cả những bài sau này nữa để chia sẽ cùng mọi người những kiến thức về công nghệ nano, chắc chắn sẽ rất rất nhiều.....Mong bạn đọc cùng góp ý
 

       Như đã nói, và chắc mọi người đều biết, nano là một môn khoa học vì thế lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng của nano là rất  rộng. Trước hết tôi xin khái quát các vấn đề chính trong công nghệ nano ̣(nanotechnology), sau đó sẽ đi sâu trong từng phần nhỏ.  Các cụ nhà ta có câu " một con làm chẳng lên mâm, 3 con chụm lại lên mâm cỗ đầy" vì vậy một lần nữa rất mong nhận được sự góp ý của các bạn.
       
         
      1) Thế nào là nano?
      2)  Lịch sử phát triển công nghệ nano
      3)  Tính chất của các đối tượng nano
      4)  Ứng dụng của nanotechnology trong các lĩnh vực. Phần này tương đối rộng, bao gồm nhiều lĩnh vực.
      5)  Nanocarbon(Đây là phần tôi đang nghiên cứu)
      .....

      Đầu tiên, thế nào là nano? Chúng ta đều biết tiền tố nano có nghĩa là 10-9. Trở lại với nguồn gốc tên gọi nano theo tiếng hi lạp có người là người lùn( tôi nhớ đến nàng Bạch Tuyết và 7 chú lùn). (Rất muốn cho ảnh minh họa , nhưng chưa biết cho kiểu gì, các bạn chỉ dùm). Cấu trúc phân tử có kích thước từ 1nm-10nm gọi là cấu trúc nano, công nghệ nhận được chúng gọi là công nghệ nano. Nếu như kích thước cấu trúc phân tử nano đối với các nhà vật lý và điện tử là lượng tử, thì với các nhà hóa - lý hay nanor(người nghiên cứu nano) đó là HIỆU ỨNG KÍCH THƯỚC.
     
 
     


   
   
Tiêu đề: Re: ai biết cơ chế tạo ra polymer dẫn điện bằng công nghệ nano ko giúp vớiT_T
Gửi bởi: dwarf_vn trong Tháng Chín 24, 2010, 07:40:45 AM
        Không biết bạn còn cần câu trả lời hay không? Tôi cũng xin mạo phép có ý kiến, để chế tạo polymer dẫn điện có lẽ không cần dùng công nghệ nano. Sau đây là các phương pháp tổng hợp đã được thực nghiệm:

       Trải qua ba thập niên kể từ lúc phát hiện vào năm 1977, đã có hàng ngàn báo cáo khoa học và bằng phát minh mô tả về những các phương pháp tổng hợp của các loại polymer dẫn điện. Để giản lược những rườm rà, phức tạp mang tính hàn lâm, phương cách tổng hợp có thể phân ra làm hai loại:

(1) phương pháp điện hóa và

(2) phương pháp hóa học.

Phương pháp (1) cho polymer ở dạng phim và (2) dạng bột. Những polymer dẫn điện thông dụng như polypyrrole (PPy), polyaniline (PAn) và polythiophene (PT) có thể được tổng hợp bằng cả hai phương pháp.

Với phương pháp điện hóa, phim polymer được thành hình trong một bình điện giải đơn giản (Hình 1), trong đó chất điện giải là monomer (thí dụ: pyrrole, aniline hay thiophene) và dopant được hòa tan trong nước hay một dung môi thích hợp. Tại cực dương monomer bị oxít hóa kết hợp dopant và đồng thời trùng hợp thành phim. Trong phương pháp hóa học, monomer, dopant và chất oxid hóa (thí dụ: FeCl3) được hòa tan trong nước hoặc dung môi. Phản ứng trùng hợp xảy ra cho polymer ở dạng bột. Dưới sự chỉ đạo của người hướng dẫn, sinh viên năm thứ nhất hoặc học sinh lớp 12 có thể thực hiện dễ dàng hai phương pháp nầy.



Dopant có một ảnh hưởng cực kỳ quan trọng đến mọi tính chất bao gồm vật tính (physical properties), hóa tính, cơ tính, quang tính, điện tính và tính bền nhiệt của polymer được hình thành. Vì vậy, sự chọn lựa dopant phải thích nghi cho mỗi ứng dụng khác nhau.

Từ khi polyacetylene (PA) dẫn điện được tổng hợp (năm 1977) và đến đầu thập niên 80 của thế kỷ trước, các loại polymer dẫn điện phần lớn không hoặc hòa tan rất ít trong dung môi. Điều nầy làm cản trở không ít việc biến chế các vật liệu nầy vào những áp dụng thực tiễn, vì trong quá trình chế tạo những dụng cụ hay linh kiện các vật liệu phải được hòa tan trong dung môi kể cả nước. Hơn nữa để tránh ô nhiễm môi trường, polymer phải hòa tan được trong nước hoặc dung môi không mang độc tính. Trong vòng 10 năm qua, những nỗ lực của các nhà hóa học đã gặt hái được những thành công lớn, biến những polymer dẫn điện không hòa tan trở nên hòa tan bằng cách thay đổi điều kiện tổng hợp hay gắn những nhóm biên (side group) thích nước hay dung môi vào monomer tạo ra những polymer dẫn xuất (derivative).

Xin lỗi vì tôi chưa biết đưa hình ảnh lên!
Tiêu đề: Re: HAuCl4+NaBH4--> gold nanoparticles
Gửi bởi: dwarf_vn trong Tháng Chín 24, 2010, 07:48:43 AM
 Bạn có thể tìm hiểu qua bài báo này ''A visual tutorial on the synthesis of gold nanoparticles''. Tại trường nơi tôi học, sinh viên cũng đã thử nghiệm, kết quả thì tôi không biết. nano vàng ứng dụng nhiều trong y học chữa được ung thư....(rất hay). Nhưng có lẽ mình chưa thể làm được.
Tiêu đề: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: dwarf_vn trong Tháng Chín 25, 2010, 05:16:57 AM
 Cách đây mười năm cụm từ "công nghệ nano" (nanotechnology) ít được người biết đến, nhưng ngày hôm nay nó trở thành một thuật ngữ quen thuộc ở mọi giai tầng trong xã hội hiện đại. Người làm kinh tế hay chính trị cũng thường đề cập đến nano dù người nói lẫn người nghe lắm khi vẫn không biết đích xác là gì. Nano là tiếng gọi tắt của nanometer (ký hiệu nm, 1 nm = 10-9 m hay là 0.000000001 m) [1] là một đơn vị đo lường ở thứ nguyên nguyên tử hay phân tử. Công nghệ nano liên quan đến việc lợi dụng những hiện tượng ở đơn vị nanometer để thiết kế vật liệu và vật chất với những chức năng đặc biệt ngay từ thang (scale) nguyên tử hoặc phân tử. Người ta gọi đây là phương pháp thiết kế "từ dưới lên" (bottom-up method) khác với phương pháp thiết kế thông thường "từ trên xuống" (top-down method) đang được lưu dụng [2]. Nhà vật lý học nổi tiếng Richard Feynman đã từng tiên đoán phương pháp "từ dưới lên" trong một bài thuyết trình năm 1959 qua câu nói vừa nghiêm túc vừa hài hước  "There's plenty of room at the bottom" (Có rất nhiều chỗ trống ở miệt dưới). Lời dự đoán thiên tài nầy cho biết vùng tận cùng "miệt dưới" của nguyên tử và phân tử vẫn còn là những vùng phì nhiêu bát ngát chờ đợi con người đến thao túng khai hoang!

Tuy nhiên con người phải chờ đến 40 năm mới nhìn thấy sự bùng nổ của nền công nghệ nano chủ yếu sử dụng phương pháp "từ dưới lên". Nền công nghệ nầy đang có tác động mạnh lên nền công nghệ "cổ điển" hiện tại và cũng là một động lực của những công trình nghiên cứu đa ngành (multi-discipline) bao gồm vật lý, hóa học, vật liệu học, sinh học, toán học, tin học v.v... Đây là một cuộc cách mạng kỹ nghệ của loài người ở thế kỷ 21. Nó sẽ mang lại cho nhân loại những thay đổi khoa học kỹ thuật mang tính đột phá và có tầm ảnh hưởng sâu xa trong sinh hoạt xã hội, văn hóa, kinh tế hơn cả cuộc cách mạng kỹ nghệ ở thế kỷ 18.

Đàng sau bức bình phong công nghệ nano là những vật liệu nano. Trong những vật liệu nầy xuất hiện hai dạng carbon: phân tử fullerene C60 có hình dạng trái bóng đá và ống nano carbon (carbon nanotube). Sự phát hiện của hai dạng carbon ở thập niên 80 và 90 ở thế kỷ trước có một trùng hợp thời điểm với sự ra đời và phát triển của công nghệ nano. Việc khám phá fullerene và ống nano carbon là tập hợp của nhiều sự kiện ngẫu nhiên. Gọi là ngẫu nhiên nhưng thật ra là những kết quả hết sức ngoạn mục phản ảnh một tinh thần làm việc miệt mài nhưng vẫn phóng khoáng lạc quan, một tư duy phân tích bén nhạy nhưng không xơ cứng giáo điều của nhà khoa học.

Hiện nay, hằng trăm trung tâm nghiên cứu lớn nhỏ về công nghệ nano được thành lập khắp nơi trên thế giới đứng đầu là Mỹ, Nhật Bản, Âu Châu, Trung Quốc với kinh phí toàn cầu trong vài năm tới sẽ tăng đến hằng chục tỷ Mỹ kim mỗi năm. Đối với một số nước công nghệ nano và bộ môn fullerene/ống nanocarbon là ưu tiên quốc gia cho các đề án nghiên cứu và triển khai. Trong bài viết nầy chúng ta hãy nhìn xem có thật sự là con người đang đi vào một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật mở ra một thời đại hoàng kim công nghệ chưa từng có trong lịch sử nhân loại. Và có thật sự là nền công nghệ silicon của thế kỷ 20 đang từ giã "cuộc hí trường" để được thay thế bởi nền công nghệ carbon.

 
Quả bóng đá C60

Năm 1985, một nhóm nghiên cứu bao gồm Harold Kroto (University of Sussex, Anh Quốc) và Sean O'Brien, Robert Curl, Richard Smalley (Rice University, Texas, Mỹ) khám phá ra một phân tử chứa 60 nguyên tử carbon, viết tắt là C60. Giáo sư Kroto là một nhà nghiên cứu hóa học thiên văn. Vào thập niên 70, ông đã có một chương trình nghiên cứu những chuỗi dài các nguyên tử carbon trong các đám mây bụi giữa các vì sao (interstellar dust). Ông liên lạc với nhóm của Curl và Smalley và dùng quang phổ kế laser của nhóm nầy để mô phỏng điều kiện hình thành của các chuỗi carbon trong các đám mây vũ trụ. Họ không những có thể tái tạo những chuỗi carbon mà còn tình cờ khám phá một phân tử rất bền chứa chính xác 60 nguyên tử carbon. Sự khám phá C60 xoay hướng nghiên cứu của nhóm nầy từ chuyện tìm kiếm những thành phần của vật chất tối (dark matter) trong vũ trụ đến một lĩnh vực hoàn toàn mới lạ liên hệ đến khoa vật liệu (Materials Science). Năm 1996, Kroto, Curl và Smalley được giải Nobel Hóa học cho sự khám phá nầy.

Trước C60 người ta chỉ biết carbon qua ba dạng: dạng vô định hình (amorphous) như than đá, than củi, bồ hóng (lọ nồi), dạng than chì (graphite) dùng cho lõi bút chì và dạng kim cương (Hình 1). Sự khác nhau về hình dạng, màu mè, giá cả và cường độ yêu chuộng của nữ giới giữa than đá, than chì và kim cương thì quả là một trời một vực. Tuy nhiên, sự khác nhau trong cấu trúc hóa học lại khá đơn giản. Như cái tên đã định nghĩa, dạng vô định hình không có một cấu trúc nhất định. Trong than chì các nguyên tố carbon nằm trên một mặt phẳng thành những lục giác giống như một tổ ong. Cấu trúc nầy hình thành những mặt phẳng nằm chồng chất lên nhau mang những electron pi di động tự do. Than chì dẫn điện nhờ những electron di động nầy. Trong kim cương những electron pi kết hợp trở thành những nối hóa học liên kết những mặt phẳng carbon và làm cho chất nầy có một độ cứng khác thường và không dẫn điện.

 

Hình 1: Tám loại carbon theo thứ tự từ trái sang phải: (a) Kim cương, (b) Than chì, (c) Lonsdaleite, (d) C60, (e) C540, (f) C70, (g) Carbon vô định hình (h) Ống nano carbon (Nguồn: Wikipedia).

 

Sự khám phá của C60 cho carbon một dạng thứ tư. Sau khi nhận diện C60 từ quang phổ hấp thụ Kroto, Curl và Smalley bắt đầu tạo mô hình cho cấu trúc của C60. Trong quá trình nầy các ông nhanh chóng nhận ra rằng các nguyên tố carbon không thể sắp phẳng theo kiểu lục giác tổ ong của than chì, nhưng có thể sắp xếp thành một quả cầu tròn trong đó hình lục giác xen kẻ với hình ngũ giác giống như trái bóng đá với đường kính vào khoảng 1 nm (Hình 1d và 2). Phân tử mới nầy được đặt tên là buckminster fullerene theo tên lót và họ của kiến trúc sư Richard Buckminster Fuller. Ông Fuller là người sáng tạo ra cấu trúc mái vòm hình cầu với mô dạng lục giác (Hình 3). Cho vắn tắt người ta thường gọi C60 là fullerene hay là bucky ball.

 

Hình 2: Quả bóng đá phân tử C60 với đường kính vào khoảng 1 nm.

Hình 3: Kiến trúc sư Richard Buckminster Fuller và mái vòm hình cầu với mô dạng lục giác.

Trong việc quyết định trao giải Nobel, Viện Hàn Lâm Khoa Học Thụy Điển đã quên mất công lao của giáo sư Eiji Osawa. Ông là người đầu tiên đã tiên đoán sự hiện hữu của C60. Tôi tình cờ gặp ông tại một cuộc hội thảo khoa học chuyên ngành. Cũng như phần lớn các giáo sư người Nhật Bản khác, giáo sư Osawa là một người khả kính, điềm đạm và khiêm tốn. Khi tôi gợi chuyện C60 và giải Nobel, ông mở nụ cười hiền hòa tâm sự "Không được Nobel tôi tiếc lắm chứ vì C60 là đứa con khoa học của tôi mà. Tôi tiên đoán C60 vào năm 1970 khi tôi vừa mới được bổ nhiệm Giảng Viên tại Đại Học Hokkaido. Vì tôi viết bằng tiếng Nhật và đăng bài báo cáo của tôi trên tạp chí Kagaku (Hóa Học) năm 1970 [3] nên không được các đồng nghiệp quốc tế lưu ý đến. Một năm sau tôi viết lại thành một chương cho một quyển sách giáo khoa, cũng bằng tiếng Nhật". Tôi hỏi "Nếu thầy đã tiên đoán như vậy thì tại sao thầy không làm một thí nghiệm để kiểm chứng". Ông bộc bạch "Theo sự tính toán của tôi thì năng lượng hoạt tính của phản ứng tạo ra C60 rất cao. Tôi không thể hình dung được một chất xúc tác nào có thể hạ thấp năng lượng hoạt tính để phản ứng có thể xảy ra. Nhưng tôi đã hình dung được cấu trúc của nó trong một lần tôi nhìn đứa con trai của tôi đùa giỡn với trái bóng đá trong công viên gần nhà. Tôi cũng không nghĩ ra một phương tiện vật lý như dùng laser hoặc tia có năng lượng cao như nhóm Smalley đã làm để kích động phản ứng. Hơn nữa, ở thời điểm đó tôi mới vừa làm Giảng Viên nên cần phải tạo một dấu ấn nào đó trong phân khoa. Tôi cảm thấy việc tổng hợp C60 quá nhiều khó khăn nên đành chọn một hướng nghiên cứu khác". Có một điều làm cho ông được an ủi phần nào là trong bài diễn văn nhận giải Nobel Kroto, Curl và Smalley đã đề cập đến thành quả tiên phong của ông. Ông đã gởi tặng tôi bài báo cáo khoa học mang tính lịch sử nầy (Hình 4).

 

 

Hình 4: Tựa đề bài báo cáo "Họ chất thơm siêu đẳng" (Super-aromaticity) viết vào năm 1970 [3] và quả bóng đá C60 trong bài viết.

 

Như giáo sư Osawa đã trình bày, ở điều kiện và nhiệt độ bình thường việc tổng hợp C60 là một việc bất khả thi theo các tiêu chuẩn nhiệt động học (thermodynamics). Vì là một nhà hóa học thiên văn, Kroto tiếp cận vấn đề bằng một phương thức khác. Tháng 9 năm 1985, trong thời gian làm việc tại Rice University ông dùng tia laser của Curl và Smalley bắn vào than chì để tái tạo sự tương tác của các tia vũ trụ và carbon trong không gian. Trong phổ ký khối lượng (mass spectrography) của các sản phẩm tạo thành xuất hiện hai đỉnh rất to chỉ định C60 và C70. Một bất ngờ nhưng Kroto, Curl và Smalley biết ngay đây là một khám phá đổi đời "kinh thiên động địa". Khi tia laser bắn vào một vùng nào đó của vật chất thì sẽ nâng nhiệt độ vùng đó lên cao hằng ngàn độ, thậm chí hằng chục ngàn độ. Ở nhiệt độ cao những chướng ngại nhiệt động học không còn là vấn đề và sự tạo thành C60 trở nên rất thuận lợi.

Việc khám phá C60 đã làm chấn động hầu hết mọi ngành nghiên cứu khoa học. Đặc biệt đối với môn hóa học hữu cơ nó đã tạo ra một nguồn sinh khí mới cho ngành nghiên cứu quá cổ điển nầy. Sự khám phá có tầm quan trọng hơn sự khám phá cấu trúc vòng nhân benzene của Kekule gần 150 năm trước. Benzene đã mở ra toàn bộ ngành hóa học của hợp chất thơm (aromatic compounds). C60 đã mở ra ngành "Hóa học fullerene" đi song song với sự phát triển của ngành công nghệ nano hiện nay.

Kroto, Curl và Smalley chỉ cho biết sự hiện hữu của C60, nhưng tổng hợp C60 cho việc nghiên cứu và ứng dụng phải đợi đến năm 1990 khi Krätschmer và Huffman đưa ra phương pháp tổng hợp với một sản lượng lớn. Nhờ vào phương pháp nầy đến năm 1997 đã có hơn 9000 hợp chất dựa trên fullerene được tổng hợp, hơn 20 000 báo cáo khoa học đăng trên các tạp chí chuyên ngành. Những người nghiên cứu hóa hữu cơ thường có nhiều nỗi ám ảnh và niềm đam mê đối với những cấu trúc phân tử đối xứng và cấu trúc lồng (cage structure), nên fullerene trở thành một lĩnh vực nghiên cứu mầu mỡ trong bộ môn nầy. Họ tổng hợp những fullerene cao hơn C60 như C70 (70 nguyên tử carbon, hình bóng bầu dục), C84 (84 nguyên tử carbon, hình quả đậu phọng). Họ kết hợp những nhóm chức (functional group) để chức năng hóa (functionalization) fullerene, gắn fullerene vào polymer để tổng hợp những dược liệu hay vật liệu cho áp dụng quang điện tử. 

Lịch sử fullerene lâu đời hay non trẻ tùy vào hai cách nhìn khác nhau. Nghiên cứu fullerene thật ra rất ngắn chỉ hơn 20 năm kể từ ngày phổ ký khối lượng của Curl và Smalley cho biết sự hiện diện của C60 và C70, nhưng sự hiện hữu của fullerene có lẽ còn sớm hơn sự xuất hiện của loài người. Nó có trong những đám mây bụi trong vũ trụ, mỏ than, bồ hóng từ những ngọn nến lung linh hoặc những nơi khiêm tốn hơn như ở lò sưởi than, cái bếp nhà quê đen đui đủi vì lọ nồi... Người ta không tìm được C60 vì hàm lượng rất nhỏ và thường bị than vô định hình phủ lấp.

Khi màn bí mật C60 được vén mở, người ta nghĩ ngay đến những áp dụng thực tiễn của C60. Người ta kết hợp C60 với potassium (K) để tạo ra chất siêu dẫn hữu cơ ở nhiệt độ 18 K (-255 °C). Một số nhà nghiên cứu sinh học hy vọng có thể dùng C60 điều chế dược phẩm trị liệu bịnh AIDS. Trong vật lý, rất nhiều đề nghị áp dụng C60 để chế tạo những trang cụ (device) quang điện tử trong công nghệ cao. Tuy nhiên, trên mặt áp dụng các nhà khoa học thường mắc phải một căn bệnh chung là "lạc quan quá độ". Cấu trúc tròn trịa, đối xứng của C60 đã được tạp chí Science tôn vinh là "phân tử của năm 1991", nhưng cái xinh đẹp hấp dẫn không phải lúc nào cũng đưa đến kết quả thực tiễn hoàn mỹ.

Hai yếu tố làm C60 giảm tính thực tế là: (1) giá cả quá cao (giá cho 1 gram là vài trăm Mỹ kim hoặc cao hơn cho tinh chất, so với giá vàng vào khoảng $10/g) và (2) C60 không hòa tan trong dung môi rất bất lợi cho việc gia công. Những hồ hởi ban đầu trong cộng đồng nghiên cứu khoa học dành cho fullerene bị dập tắc nhanh chóng vì những trở ngại nầy. Thậm chí ngay trong công nghệ "thấp", chẳng hạn dùng C60 như một chất phụ gia (additives) cho dầu nhớt làm giảm độ ma xát vẫn không địch nổi về giá cả và hiệu quả của những chất phụ gia thông thường. Tuần báo The Economist có lần phê bình "Cái công nghệ duy nhất mà quả bóng bucky đã thực sự cách mạng là sản xuất những bài báo cáo khoa học" (The only industry the buckyball has really revolutionized is the generation of scientific papers)!

Nhưng viễn ảnh của C60 trong áp dụng công nghệ không đến nổi tăm tối như các nhà bình luận kinh tế đã hấp tấp dự đoán. Sự kiên trì của những người làm khoa học lúc nào cũng cho thấy một niềm lạc quan của "những tia sáng ở cuối đường hầm". Gần đây công ty Nano-C (Mỹ) tuyên bố khả năng sản xuất hằng tấn C60 cho giới công nghệ. Một nhà máy thí điểm tại Nhật đang có khả năng chế tạo 40 tấn hằng năm và sẽ lên đến vài trăm tấn khi nhà máy được nâng cấp. Phương pháp sản xuất hàng loạt sẽ làm giảm giá C60 đến mức $5/g và có thể $1/g trong một tương lai không xa. Đây là một bước nhảy vĩ đại so với những năm đầu ở thập niên 90 khi người ta chỉ thu lượm vài miligram C60 ở mỗi lần tổng hợp khó khăn và giá cho mỗi gram có lúc lên đến $1500/g. Nhà sản xuất dự đoán nhu cầu C60 sẽ tăng nhanh trong vài năm tới cho việc chế biến dược liệu, dầu nhớt cao cấp và mỹ phẩm trang điểm.   

Câu chuyện cô bé Lọ Lem mãi mãi là một câu chuyện tình làm thổn thức nhiều con tim trẻ. Cô bé bị bà mẹ ghẻ hành hạ lúc nào cũng phải quét dọn lò sưởi nên mặt mũi dính đầy lọ nồi. Bà Tiên với chiếc đũa thần biến nàng thành một tiểu thư đài các được trang điểm cực kỳ diễm lệ để dự những buổi khiêu vũ của chàng hòang tử độc thân đa tình. Có lẽ nàng được trang điểm với những mỹ phẩm chứa C60, nàng sẽ đeo những chuỗi kim cương carbon vô giá. Nhưng sau nửa đêm nàng sẽ trở lại cô bé đầy lọ.... Nhìn từ quan điểm của hóa học carbon, chuyện tình khi đượm tính khoa học có thể làm thất vọng nhiều tâm hồn lãng mạn nhưng tất cả chỉ là câu chuyện carbon ở những trạng thái khác nhau!

Trở lại thực tế của thế kỷ 21. Khả năng áp dụng fullerene trong công nghệ cao liên quan đến quang học và quang điện tử đang được tích cực khảo sát ở nhiều cơ quan nghiên cứu trên thế giới. Tạp chí Journal of Materials Chemistry xuất bản một số đặc biệt tổng kết những thành quả mới nhất của nghiên cứu fullerene [4]. Một trong ứng dụng có tầm quan trọng đặc biệt là đặc tính photovoltaic của C60 tức là khả năng biến năng lượng mặt trời thành điện còn gọi là pin mặt trời. Loại pin nầy được chế tạo từ C60 và polymer dẫn điện (electrically conducting polymers). Mặc dù hiệu suất chuyển hoán năng lượng vẫn chưa bì kịp pin mặt trời silicon đang được phổ biến trên thương trường, loại pin mặt trời hữu cơ nầy sẽ cho những đặc điểm không có ở silicon như dễ gia công, giá rẻ, nhẹ, mỏng và mềm. 

 
Tiêu đề: Ống nanocarbon
Gửi bởi: dwarf_vn trong Tháng Chín 25, 2010, 05:18:37 AM

Ống Nano Carbon

Kroto vì niềm đam mê tái tạo những chuỗi carbon dài trong các đám mây bụi vũ trụ tình cờ phát hiện fullerene. Ngẫu nhiên nầy được nối tiếp với ngẫu nhiên khác. Sáu năm sau (1991), tiến sĩ Sumio Iijima một nghiên cứu viên của công ty NEC (Nhật Bản) cũng vì niềm đam mê tìm hiểu fullerene lại tình cờ phát hiện qua kính hiển vi điện tử ống nano carbon - "người em họ" của C60 [5]. C60 có hình dạng quả bóng đá, nhưng ống nano carbon (gọi tắt: ống nano) giống như một quả mướp dài với đường kính vài nanometer (nm) và chiều dài có thể dài đến vài trăm micrometer (10-6 m), vì vậy có cái tên gọi "ống nano" (Hình 1h và 5). Với đường kính vài nm ống nano carbon nhỏ hơn sợi tóc 100 000 lần. Chỉ trong vòng vài năm từ lúc được phát hiện, "người em họ" cho thấy có rất nhiều ứng dụng thực tế hơn C60. Cấu trúc hình ống có cơ tính (mechanical properties) và điện tính (electrical/electronic properties) khác thường và đã làm kinh ngạc nhiều nhà khoa học trong các cơ quan nghiên cứu, đại học và doanh nghiệp trên thế giới. Ống nano có sức bền siêu việt, độ dẫn nhiệt cao (thermal conduction) và nhiều tính chất điện tử thú vị. Với một loạt đặc tính hấp dẫn nầy nhiều phòng nghiên cứu đã phải chuyển hướng nghiên cứu từ C60 sang ống nano.

 

Hình 5: Ống nano carbon

 

Việc chế tạo ống nano có thể thực hiện bằng cách phóng điện hồ quang (arc discharge) hoặc dùng laser (laser ablation) trên một vật liệu gốc chứa carbon hoặc phun vật liệu nầy qua một lò ở nhiệt độ 800 - 1200 °C (chemical vapour deposition, CVD). Hình thành ống carbon không phức tạp nhưng tạo ra những ống nano giống nhau cùng đặc tính trong những đợt tổng hợp khác nhau và sau đó tinh chế để gạn lọc tạp chất đòi hỏi những điều kiện vận hành một cách cực kỳ chính xác. Tùy vào điều kiện chế tạo và vật liệu gốc người ta có thể tổng hợp ống nano một vỏ (single-wall carbon nanotube, SWNT), vỏ đôi (double-wall carbon nanotube, DWNT) và nhiều vỏ (multi-wall carbon nanotube, MWNT). MWNT là một tập hợp của SWNT giống như con búp bê Nga (Russian doll) (Hình 6). Ống nano được Iijima phát hiện đầu tiên thuộc loại MWNT. Richard Smalley (Rice University) một lần nữa đã phát huy tài năng của mình qua phương pháp laser để chế tạo SWNT với hiệu suất rất cao. Phương pháp nầy đã được thương mãi hóa để sản xuất SWMT cho công nghệ. Giá cho SWNT và DWNT tinh chế vẫn còn rất cao ở mức $500/g. MWNT dễ tổng hợp hơn SWNT nên giá ở mức $100/g. Gần đây Mitsui (Nhật Bản) có thể sản xuất 120 tấn MWNT/năm cho nhu cầu công nghệ với giá $75/kg.


 

Hình 6: Ống nano carbon nhiều vỏ (MWNT) chụp bằng kính hiển vi điện tử. Khoảng cách giữa hai vỏ là 0.34 nm và đường kính của vỏ ngoài cùng là 6.5 nm [5].

 

Người ta đã định được độ bền (strength) và độ cứng (stiffness, Young's modulus) của ống nano. Kết quả thí nghiệm cho thấy ống nano bền hơn thép 100 lần nhưng nhẹ hơn thép 6 lần. Như vậy, có thể nói là ống nano là một vật liệu có cơ tính cao nhất so với các vật liệu người ta biết từ trước đến nay. Tuy nhiên, một vấn đề lớn hiện nay cho các nhà vật liệu học (materials scientist) là làm sao xe những ống nano thành tơ sợi (nanotube fibres) cho những ứng dụng thực tế mà vẫn giữ được cơ tính tuyệt vời cố hữu của các ống nano tạo thành. Nhóm nghiên cứu của giáo sư Ray Baughman (University of Texas, Mỹ) [6] đã phát minh ra một quá trình xe sợi ống nano cho ra sợi với cơ tính cao hơn thép và tương đương với tơ nhện (spider silk). Tơ nhện được biết là một loại tơ thiên nhiên có cơ tính cao nhất trong các loại tơ sợi. Kinh nghiệm cho thấy một con ruồi bay với tốc độ cao nhất vẫn không bao giờ làm thủng lưới nhện. Nếu sự kiện nầy được phóng đại vài chục ngàn lần để sợi tơ nhện có đường kính bằng cây bút chì, sợi tơ có thể kéo ngừng lại chiếc phi cơ 747 đang bay trên không!

Mặc dù độ cứng của sợi ống nano do nhóm Baughman làm ra chỉ bằng 1/10 độ cứng của từng ống nano riêng lẻ, sợi Baughman vẫn chưa phải "siêu cứng" nhưng đã hơn hẳn Kevlar [7] về sức bền và nếu điều kiện sản xuất hàng loạt cho phép nó có thể thay thế Kevlar dùng trong những chiếc áo giáp cá nhân chống đạn trong tương lai. Quá trình xe sợi của nhóm Baughman chứng tỏ khả năng chế tạo sợi ống nano với những cơ tính vĩ mô càng lúc càng gần đến cơ tính ở thang phân tử. Quá trình nầy đã kích động nhiều nhóm nghiên cứu khác trong cuộc chạy đua chế tạo ra một loại sợi siêu cứng, siêu bền và siêu hữu ích chưa từng có trong lịch sử khoa học kỹ thuật. 

Với dạng hình ống dài và cơ tính lý tưởng, ống nano carbon được cho vào các loại polymer (plastic) để tạo những sản phẩm nano-composite [8]. Thật ra, composite dùng những chất độn (filler) có hình dài để tăng cơ tính không phải là những gì mới lạ. Từ 6000 năm trước nhân loại đã trộn bùn với rơm để làm gạch. Ở những vùng sâu vùng xa người dân vẫn còn dùng đất sét và rơm để làm tường. Hiện tại, chất độn kim loại hay ceramic là những vật liệu phổ biến được dùng trong polymer để tăng cường cơ tính thay thế kim loại. Người ta tin rằng ống nano carbon sẽ là một chất độn "tối thượng" cho polymer nano-composite. Vài phần trăm ống nano carbon có thể gia tăng độ bền, độ cứng và độ dai (toughness) của polymer (plastic) lên nhiều lần. Các công ty chế tạo ô tô đang triển khai polymer nano-composite cho các bộ phận xe hơi. Đặc điểm của các composite nầy là nhẹ và bền chắc. Công ty ô tô GM (Mỹ) dự trù sẽ dùng 500 tấn ống nano/năm trong vòng vài năm tới. Một cơ tính khác của ống nano đang được khảo sát hiện nay là đặc tính làm giảm sốc (shock damping), chống rung [9]. Tính chất rất quan trọng nầy sẽ mang đến những ứng dụng dân sự lẫn quốc phòng.

Điện tính và đặc tính điện tử của ống nano đã thu hút nhiều sự chú ý của các nhà vật lý và thiết kế điện tử vi mạch. Nhờ ở dạng hình ống và các electron tự do pi trong ống, các electron tự do có thể tải điện nhưng ít chịu sự phân tán electron (gọi là ballistic conduction). Sự phân tán electron là nguyên nhân điện trở gây ra sự phát nhiệt thường thấy ở chất bán dẫn hay kim loại. Nói một cách khác, ống nano có khả năng tải điện hữu hiệu vì ít phát nhiệt.

Công nghiệp điện tử được xây dựng và phát triển dựa vào kỹ thuật thu nhỏ. Transistor là một linh kiện chính trong các mạch điện. Phương pháp "từ trên xuống" đã được áp dụng để thu nhỏ transistor có độ to khoảng vài cm ở thời điểm phát minh (năm 1947) cho đến ngày hôm nay thì đến bậc nanometer; vài triệu lần nhỏ hơn.  "Định luật" Moore (Moore's law) [10] cho biết rằng cứ mỗi hai năm mật độ của các transistor được nhồi nhét vào một silicon chip sẽ tăng gấp đôi nhờ vào kỹ thuật chế biến thu nhỏ và đặc tính của silicon. Định luật đã đúng hơn 40 năm qua kể từ năm 1965 và cũng sẽ tiếp tục đúng trong vòng 10 năm tới. Lúc đó đặc tính thu nhỏ của silicon sẽ đến một mức bảo hòa và dừng lại ở một kích thước nhất định nào đó.

Độ nhỏ nhất có thể đạt được của một silicon chip là 180 nm và cũng là giới hạn trong kỹ thuật làm chip hiện nay. "Độ lớn" 180 nm rất nhỏ (nhỏ hơn sợi tóc 500 lần) và hiệu năng tải điện của silicon càng giảm vì càng nhỏ sự phát nhiệt càng cao. Tuy nhiên 180 nm vẫn còn rất to so với đường kính vài nm của ống nano. Ở kích thước nầy ống nano vẫn còn có thể tải điện mà không sợ phát nhiệt. Như vậy, đặc tính tải điện không phát nhiệt và khả năng tạo thành các linh kiện điện tử như diode và transistor của ống nano ở kích thước phân tử chỉ ra một hướng nghiên cứu mới là nano-điện tử (nano-electronics) nối tiếp vai trò thu nhỏ của vi điện tử (micro-electronics) mà silicon đang ở địa vị độc tôn.

Một đặc tính khác của ống nano là sự phát xạ trường (field emission). Khi điện thế được áp đặt vào một đầu của ống nano đầu kia sẽ liên tục phát ra electron [11]. Đã có nhiều vật liệu hoặc trang cụ (thí dụ: ống tia âm cực, cathode ray tube) có đặc tính phát xạ trường nhưng ống nano có thể vận hành ở điện thế thấp, phát xạ trong một thời gian dài mà không bị tổn hại. Áp dụng trực tiếp của phát xạ trường là màn hình TV và vi tính. Đây là một công nghệ mang lại hằng tỉ Mỹ kim mỗi năm. Màn hình mỏng tinh thể lỏng đang thay thế dần các màn hình ống tia âm cực nặng nề, kềnh càng. Ống nano có thể làm màn hình mỏng hơn nữa, rõ nét và dùng điện 10 lần ít hơn. Đặc tính phát xạ trường của ống nano cho thấy khả năng thay thế màn hình tinh thể lỏng trong một tương lai gần mặc dù màn hình nầy hiện rất thông dụng và đang được ưa chuộng. Tập đoàn Samsung (Hàn Quốc) tích cực thương mãi hoá màn hình ống nano.

Ngoài ra, ống nano còn cho nhiều áp dụng khác chẳng hạn dùng trong bộ cảm ứng (sensor) để phát hiện ánh sáng, nhiệt, sóng điện từ hoặc những hóa chất độc hại với độ nhạy rất cao. Ống nano tự thân hoặc kết hợp với polymer dẫn điện để biến chế thành cơ bắp nhân tạo (artificial muscle, actuator). Cơ bắp nhân tạo là một mô phỏng của cơ bắp sinh vật biến đổi điện năng thành cơ năng; khi có một dòng điện chạy qua cơ bắp sẽ cho một tác lực. Cơ bắp nhân tạo là một trong những bộ phận quan trọng tạo thành con robot hoặc hệ thống cơ điện vi mô (micro electromechanical system, MEMS). Nhóm nghiên cứu của giáo sư Gordon Wallace và Geoff Spinks (University of Wollongong, Úc) có những thành quả nổi bật trong lĩnh vực nầy. Ống nano cũng có mặt trong sinh học. Một báo cáo khoa học mới đây cho biết tế bào xương rất tương thích (compatible) với ống nano [12]. Ống nano được sử dụng như giàn giáo (scaffold) để các tế bào xương tăng trưởng và phát triển. Đây là kết quả rất quan trọng có thể triển khai để cách mạng hóa việc ghép và trị liệu xương.

 

*******

 

Trong lĩnh vực áp dụng, ống nano hơn hẳn người anh cả fullerene. Khi những nhà khoa học cùng với các doanh nhân loay hoay tìm kiếm một hướng đi thực dụng cho C60 thì bỗng nhiên thấy kho tàng ống nano hiện ra trước mắt. Quả bóng đá C60 đã đem giải Nobel cho Kroto, Curl và Smalley, nhưng ống nano đang đem đến con người nhiều áp dụng thực tiễn và một cuộc cách mạng khoa học chưa từng có bao trùm tất cả mọi hoạt động kinh tế xã hội mà ở thời điểm phát hiện Sumio Iijima có thể chưa hình dung hết. Sự khám phá fullerene và ống nano carbon đang làm thay đổi toàn diện bộ mặt phát triển khoa học và công nghệ của thế kỷ 21. Cơ tính, điện tính, sự truyền nhiệt và tính dẫn điện đặc biệt của ống nano đưa đến hàng trăm đặc tính hữu dụng khác nhau đã kích thích vô số nghiên cứu cơ bản đa ngành cũng như những nghiên cứu ứng dụng từ vật liệu học đến điện tử học, từ vật lý đến y học.

Những kết quả nghiên cứu đã cho thấy ống nano đang trở thành một bộ phận cấu thành chủ yếu cho các dụng cụ điện tử tương lai. Sự hiện diện của ống nano trong các áp dụng điện tử học đã làm các nhà thiết kế vi mạch phải suy nghĩ lại cơ cấu vận hành của các công cụ máy móc dựa trên silicon chip. Liệu ống nano sẽ bổ sung cho silicon trong tương lai hay thời đại silicon sẽ chấm dứt để nhường bước cho thời đại ống nano? Dù ở kịch bản nào, những linh kiện điện tử sẽ phải thu nhỏ đến thang phân tử. Phương pháp "từ trên xuống" sẽ được thay thế bằng phương pháp "từ dưới lên". Chúng ta sẽ thấy transistor phân tử (molecular transistor), diode phân tử, tụ điện phân tử v.v.... Thời đại phân tử điện tử học (molecular electronics) sẽ xuất hiện với những định luật mới dựa trên cơ học lượng tử và một loạt dụng cụ điện tử thu nhỏ ở kích thước nano. Chúng ta đang vươn tới nền công nghệ nano. Liệu lúc đó ống nano có là một vật liệu chủ yếu như silicon trong ngành vi điện tử hiện tại? Chúng ta hãy chờ xem.

 
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Hễ Cứ Đem Tài Liệu Lên Mạng trong Tháng Tám 08, 2014, 01:59:50 AM
(http://www.newagepublishers.com/pages/001377.jpg)

http://www.mediafire.com/view/roph12p34rxkj4t/Nano_Materials_-_A._K._Bandyopadhyay.pdf

(http://covers1.booksamillion.com/covers/bam/1/45/573/159/1455731595_b.jpg)

http://www.mediafire.com/view/m4sw7tws4wiaira/Nanostructured_Polymer_Blends_-_Sabu_Thomas,_Robert_Shanks,_Sarathchandran_Chandrasekharakurup.pdf

(http://ecx.images-amazon.com/images/I/513CQQQ4prL._BO2,204,203,200_PIsitb-sticker-v3-big,TopRight,0,-55_SX278_SY278_PIkin4,BottomRight,1,22_AA300_SH20_OU02_.jpg)

http://www.mediafire.com/view/z448v1sjwd2z6bo/Molecular_Sensors_&_Nanodevices_Principles,_Designs_&_Applications_In_Biomedical_Engineering_-_John_X._J._Zhang,_Kazunori_Hoshino.pdf
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 05, 2016, 11:40:29 PM
MÀNG NANO (NANOMEMBRNES)[/center]

1. Khái niệm
Màng nano là một loại vật liệu nano có cấu trúc 2D (tức có 1 chiều là ở kích thước nano) với bề dày khoảng dưới 100nm và có tỉ lệ bề mặt màng là 1cm2 hoặc hơn. Do màng nano điển hình có thể nhỏ hơn 5nm - xấp xỉ 15 lớp nguyên tử, và trong một vài trường hợp, có thể chỉ 0.3nm - tương đương 1 lớp nguyên tử; nên bề dày của màng nano khá gần với giới hạn cơ bản của chất rắn. Vì thế, màng nano được xếp vào nhóm vật liệu nano có cấu trúc 2D. Với cấu trúc 2D, tức bề dày không đáng kể so với bề rộng, màng nano có thể lơ lửng trong không khí và trong chân không.
Một số tên thường gọi của màng nano: nanomembranes, nanofilms, utra-thin films, atomic membranes, monolayer membranes, nanocoatings, free-standing films, free-floating films, …
(http://main.spsj.or.jp/c5/pj/pj08/pj08apr_ga/PJ2007223figc.gif)

2. Phân loại
Màng nano được chia ra làm 2 nhóm chính: màng vô cơ và màng hữu cơ. Có sự phân chia như thế này là do: màng nano vô cơ thường có độ bền và khả năng chịu điều kiện khắc nghiệt hơn so với các loại màng hữu cơ, chẳng hạn trong môi trường nhiệt độ cao, áp lực cao hay ăn mòn cao… Hơn nữa, màng vô cơ thì có cấu trúc đơn giản hơn nhiều. Hay nói cách khác, màng nano hữu cơ khá nhạy với môi trường, dễ bị phá hủy ở nhiệt độ cao, hóa chất và độ bền về cơ tính cũng khá thấp. Đồng thời cấu trúc của màng hữu cơ lại khá phức tạp, gồm một số lượng vật chất gần như vô hạn và khả năng cho việc chức năng hóa là vô tận, các hình thức của sự sống nguồn gốc hữu cơ và những chức năng của nó là ví dụ điển hình…
Từ đó, việc kết hợp 2 nhóm này với nhau để hình thành vô tận các loại màng nano composit mới là một triển vọng đầy hứa hẹn. Và việc tận dụng các quá trình tìm thấy trong cấu trúc sinh học để từ đó tạo nên các cấu trúc phỏng sinh học bằng việc chức năng hóa bằng công nghệ nano cũng là một điều có thể trong tương lai.
2.1. MÀNG VÔ CƠ
Mặc dù màng nano vô cơ có cấu trúc đơn giản hơn rất nhiều so với màng hữu cơ, nhưng nó lại mới xuất hiện gần đây, sau ít nhất một thế kỷ kể từ khi màng nano hữu cơ nhân tạo ra đời. Dĩ nhiên, màng nano sinh học, tức màng hữu cơ tự nhiên thì đã ra đời từ rất lâu, hình thành nên sự sống hiện nay.
Màng vô cơ có nhiều loại, đơn giản nhất là các màng nano chứa nguyên tố tinh khiết, có thể chia làm 3 nhóm phụ: thứ nhất là màng nano kim loại; thứ hai là màng nano trên nền carbon, mà quan trọng là kim cương và các chất như kim cương (diamondoid); thứ 3 là các nguyên tố bán dẫn, trong đó tiêu biểu là silicon (chiếm 90% trong các hệ thống cơ-quang-điện).
Ngoài ra còn có màng nano vô cơ của các hợp chất oxide, nitride, carbide, glass, ceramic... Trong các oxide, silicon oxide lại là được dùng nhiều nhất trong các hệ thống cơ-quang-điện.
2.1.1. Màng nano kim loại
Màng nano kim loại được xem là loại màng đơn giản nhất, vì nó chỉ chứa một loại kim loại. Những kim loại thường dùng, gồm có chromium, nikel, alumium, platinum, palladium, vàng, bạc…Ngoài ra đôi lúc còn có titanium, tungsten, đồng, chì, thiếc… Đặc điểm thông thường của những kim loại này là cơ tính của chúng thường có thể tốt hay không tốt. Hầu hết, chúng thường dùng trong lĩnh vực quang-điện, một vài trong số chúng còn được dùng làm xúc tác. Về tính trơ, thì chúng khá tốt.
Lịch sử của màng nano kim loại bắt nguồn từ màng nano vàng với kích thước 80nm được chế tạo đầu tiên vào năm 1931 bởi Winch bằng phương pháp Sputter. Đến năm 1950, một kỹ thuật khác được phát minh là phương pháp bay hơi ngưng tụ tạo màng kim loại trên lớp nền bởi Capenter và Curico. Và sau này, một kỹ thuật tiên tiến hơn là phương pháp bay hơi trong buồng chân không siêu cao (Utra High Vaccum Chamber) bởi Aristov (1998), Glozer (2004)… Hiện nay, còn có thêm phương pháp chế tạo màng nano bằng hệ thống micro cho kết quả tốt hơn, được phát minh bởi Striemer và Fauchet vào năm 2006.
Màng nano kim loại chế tạo hiện nay thường có cơ tính yếu, dễ gãy, giòn. Nhưng tính dẫn điện màng nano thì khá tốt như khối kim loại kích thước ban đầu.
2.1.2. Màng nano composit-kim loại
Màng nano composit-kim loại là màng có thành phần gồm một hay nhiều loai kim loại cùng các thành phần bổ sung khác nhau như các oxide, slicon,… và có thể được tạo nên từ các cấu trúc khác nhau như đơn tinh thể, đa tinh thể, dạng hạt hay là các sợi tinh thể đan xen nhau,… Cấu trúc màng có thể giống hay khác, nhưng các thành phần trong đó thì luôn đồng nhất ở kích thước phân tử hay nguyên tử, và ít nhất có kích thước nhỏ hơn bề dày màng nano. Những màng composit này thường có độ bề và cơ tính khá cao, dẫn điện cũng khá tốt. Tính chất quang học thì độ truyền quang phụ thuộc vào độ dày: 6-7nm thì truyền qua khoảng 70%, nhưng khi độ dày khoảng 20nm thì phản chiếu gần như là gương. Lợi dụng đặc điểm này mà có thể điều chỉnh theo mong muốn khi ứng dụng.
(http://www.nature.com/article-assets/npg/srep/2014/140227/srep04218/images_hires/w582/srep04218-f1.jpg)

2.1.3. Màng nano nền carbon
Những màng carbon vô định hình, graphene, dạng diamondoid… thì có cấu trúc khá bền, nhẹ, gần như trơ và có độ truyền quang điện cao nên hiện nay thường dùng làm các lớp phủ bảo vệ, và các ứng dụng trong vi mạch, điện tử.
2.1.4. Màng nano nguyên tố bán dẫn
Màng nano loại này có thành phần thường là các nguyên tố bán dẫn như silic hay các hợp chất bán dẫn như galium nitride, silicon carbide… hoặc là kết hợp của các chất bán dẫn… Trong đó, màng bán dẫn nền silicon là được ứng dụng khá nhiều. Với cơ tính khá tốt, màng nền silicon là nền tảng cho sự ra đời của các sensor, các diode, hay các transitor cho công nghệ bán dẫn.
2.1.5. Màng nano oxide, nitride, carbide
Trong nhóm màng này, silicon oxide là nguyên liệu thường dùng nhất. Ngoài ra còn có các nguyên liệu khác như TiO2, Ta2O3, Y2O3, La2O3, HfO2, ZrO2… Đáng chú ý, chúng là các chất bán dẫn có cơ tính tốt, có tính lưỡng cực và bandgap rộng. Trong đó, silicon oxide có cơ tính yếu nhất do nó khá giòn, nhưng nó lại là nguyên liệu nổi tiếng và được ứng dụng nhiều nhất trong công nghệ vi điện tử. Nhưng nhìn chung, đa số màng oxide, thường là hợp chất oxide vô cơ đơn giản thương giòn và dễ vỡ, nên khó có thể chịu được lực cơ học lớn…
2.1.6. Màng nano glass, ceramic
Màng nano glass, ceramic thường được dùng như vật liệu xốp, nên có thể ứng dụng như là rây phân tử cho các quá trình tách pha, lọc acid hay kiềm... Sodium borosilicate glass thương dùng làm nguyên liệu cho màng xốp nano có bề dày khoảng 100nm, và đường kính lỗ xốp thường được điều chỉnh từ 1nm đến 120nm.
2.2. MÀNG HỮU CƠ
Màng hữu cơ thường là các màng nano đại phân tử và composite của nó. Nhóm này khá đa dạng về cấu trúc cũng như tính chất lý, hóa, sinh. Nhưng chúng đều có chung một số tính chất vật lý như: nhạy với độ ẩm, nhiệt độ, dung môi. Phương pháp sử dụng hiện nay cho dạng màng này là phương pháp Layer-By-Layer (LBL).

II. TÍNH CHẤT MÀNG NANO
Nếu như ở màng thông thường, chỉ một số ít nguyên tử nằm trên bề mặt, còn lại nằm sâu bên trong, bị các lớp ngoài che chắn thì trong vật liệu màng nano, hầu hết các nguyên tử bị phơi ra bề mặt hoặc bị che chắn không đáng kể. Do vậy, ở màng có bề dày kích thước nano, mỗi nguyên tử được tự do thể hiện toàn bộ tính chất của mình trong tương tác với môi trường xung quanh theo hướng bề mặt màng nano, làm xuất hiện nhiều đặc tính nổi trội theo chiều này như: quang, điện, từ, cơ…. Và những tính chất này bị ảnh hưởng bởi ba hiệu ứng sau:
   Hiệu ứng lượng tử: đối với các vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử (1m có khoảng 1012 nguyên tử), các hiệu ứng lượng tử được trung hòa cho các nguyên tử. Vì thế có thể bỏ qua những khác biệt ngẫu nhiên của từng nguyên tử mà chỉ xét giá trị trung bình của chúng. Nhưng, đối với cấu trúc màng nano, do kích thước bề dày rất rất nhỏ, hệ có ít nguyên tử nên tính chất lượng tử của màng nano thể hiện rõ hơn và không thể bỏ qua. Hiện tượng lượng tử gây bởi màng nano còn có tên là “quantum well” hay còn gọi là hố lượng tử - là tập hợp các hạt lượng tử (quantum dot). Hiện tượng này gây ra các thay đổi trong tính chất quang (xuất hiệu ứng plasmon và plasmon bề mặt, độ hấp thu ánh sáng, truyền qua hay phản ánh sáng…), cũng như tính chất điện (bán dẫn, dẫn điện…) của màng nano. Ví dụ, màng bong bóng xà phòng thể hiện ánh sáng sặc sỡ dưới ánh sáng nhờ bề dày rất nhỏ, trong khi khối nước xà phòng không thể có…
   Hiệu ứng bề mặt: ở vật liệu nano, số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử. Mà các nguyên tử trên bề mặt thường có tính chất khác biệt so với các nguyên tử bên trong. Nên các hiệu ứng liên quan đến bề mặt như: khả năng hấp phụ, độ hoạt động bề mặt… của vật liệu màng nano sẽ lớn hơn so với màng thông thường. Điều này mở ra những ứng dụng kỳ diệu trong lĩnh vực xúc tác và nhiều lĩnh vực khác mà các nhà khoa học đang quan tâm nghiên cứu.
   Hiệu ứng kích thước: các vật liệu màng truyền thống thường đặc trưng bởi một số đại lượng vật lý, hóa học không đổi như: độ dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy, cơ tính, độ bền… Tuy nhiên, các đại lượng này thường có giới hạn về kích thước. Khi bề dày của màng đủ nhỏ hơn kích thước này, tức có thể so sánh được với kích thước tới hạn của các tính chất của vật liệu, thì tính chất của màng sẽ bị thay đổi hoàn toàn so với tính chất vật liệu khối. Hiện tượng này gọi là hiệu ứng kích thước. Lúc này các tính chất của vật liệu sẽ tuân theo các quy tắc lượng tử.


Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 05, 2016, 11:42:34 PM
MÀNG NANO (NANOMEMBRNES)

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ KỸ THUẬT GIA CÔNG MÀNG NANO
1. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO
1.1. PHƯƠNG PHÁP BAY BỐC NHIỆT CHÂN KHÔNG
Phương pháp bay bốc nhiệt (Thermal evaporation), còn gọi là phương pháp bay bốc nhiệt trong chân không, là kỹ thuật tạo màng nano bằng cách bay hơi các vật liệu cần tạo trong môi trường chân không cao và ngưng tụ trên đế (được đốt nóng hoặc không đốt nóng).
   Nguyên lý của phương pháp:
Bộ phận chính của các thiết bị bay bốc nhiệt là một buồng chân không được hút chân không cao (cỡ 10-5 - 10-6 Torr) nhờ các bơm chân không (bơm khuếch tán hoặc bơm phân tử...). Người ta dùng một thuyền điện trở (thường làm bằng các vật liệu chịu nhiệt và ít tương tác với vật liệu, ví dụ như vonphram, tantan, platinum...) đốt nóng chảy các vật liệu nguồn, và sau đó tiếp tục đốt sao cho vật liệu bay hơi.
Vật liệu bay hơi sẽ ngưng đọng lên các đế được gắn vào giá phía trên. Đôi khi đế còn được đốt nóng (tùy theo mục đích tạo màng tinh thể hay vô định hình...) để điều khiển các quá trình lắng đọng của vật liệu trên màng. Chiều dày của màng thường được xác định trực tiếp trong quá trình chế tạo bằng biến tử thạch anh. Khi màng bay hơi sẽ bám lên biến tử đặt cạnh đế, biến thiên tần số dao động của biến tử sẽ tỉ lệ với chiều dày của màng bám vào biến tử.
   Ưu nhược điểm của phương pháp:
Phương pháp bay bốc nhiệt có ưu điểm là đơn giản, và dễ tạo màng hợp chất vì khi làm bay hơi vật liệu thì toàn thể hợp chất hoặc hợp kim sẽ bị bay hơi do đó màng tạo ra có hợp thức khá gần với thành phần của vật liệu nguồn (đặc biệt là các hợp kim).
Nhược điểm quan trọng là không thể tạo các màng quá mỏng, khả năng khống chế chiều dày của phương pháp này rất kém do tốc độ bay bốc khó điều khiển. Đồng thời, việc chế tạo các màng đa lớp là rất khó khăn với phương pháp này.
Gần đây người ta cải tiến phương pháp này như sử dụng chùm điện tử để bay bốc, cải tiến tường bao quanh nguồn đốt (phương pháp tường nóng)... Tuy nhiên tỉ lệ sử dụng phương pháp bay bốc nhiệt trong kỹ thuật màng mỏng đang ngày càng ít.
1.2. PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ CATHODE
Phún xạ (Sputtering) hay Phún xạ cathode (Cathode Sputtering) là kỹ thuật chế tạo màng mỏng dựa trên nguyên lý truyền động năng bằng cách dùng các ion khí hiếm như Ar, Xe, He…được tăng tốc dưới điện trường, nhằm bắn phá bề mặt vật liệu từ bia vật liệu, truyền động năng cho các nguyên tử này bay về phía đế và lắng đọng trên đế. Phương pháp phún xạ cathode được xem là phương pháp thường dùng nhất để chế tạo màng nano.
   Nguyên lý quá trình phún xạ
Phương pháp này dựa trên quá trình truyền động năng. Vật liệu nguồn được tạo thành dạng các tấm bia (target) và được đặt tại điện cực (thường là cathode), trong buồng được hút chân không cao và nạp khí hiếm với áp suất thấp (cỡ 10−2 mbar). Dưới tác dụng của điện trường, các nguyên tử khí hiếm bị ion hóa, tăng tốc và chuyển động về phía bia với tốc độ lớn và bắn phá bề mặt bia, truyền động năng cho các nguyên tử vật liệu tại bề mặt bia. Các nguyên tử được truyền động năng sẽ bay về phía đế và lắng đọng trên đế. Các nguyên tử này được gọi là các nguyên tử bị phún xạ. Như vậy, cơ chế của quá trình phún xạ là va chạm và trao đổi xung lượng. Thông thường, các nguyên tử bị phún xạ khi đến đế mẫu có năng lượng còn khoảng 1-2eV, năng lượng này đủ lớn để các nguyên tử lăng đọng sẽ tự động sắp xếp và bám vào đế mẫu chắc hơn so với phương pháp bay bốc nhiệt. Bề dày của lớp màng phụ thuộc vào thời gian phún xạ.
   Các kỹ thuật phún xạ:
1.2.1. Kỹ thuật phún xạ phóng điện phát sáng:
Kỹ thuật này có 3 loại:
a. Phún xạ phóng điện phát sáng một chiều (DC discharge sputtering)
Là kỹ thuật phún xạ sử dụng hiệu điện thế một chiều để gia tốc cho các ion khí hiếm. Bia vật liệu được đặt trên điện cực âm (cathode) trong chuông chân không được hút chân không cao, sau đó nạp đầy bởi khí hiếm (thường là Argon) với áp suất thấp (cỡ 10−2 mbar). Người ta sử dụng một hiệu điện thế một chiều cao thế đặt giữa bia (điện cực âm) và đế mẫu (điện cực dương). Quá trình này là quá trình phóng điện có kèm theo phát sáng plasmon (sự phát quang do ion hóa). Vì dòng điện là dòng điện một chiều nên các điện cực phải dẫn điện để duy trì dòng điện, do đó kỹ thuật này thường chỉ dùng cho các bia dẫn điện (bia kim loại, hợp kim...).
b. Phún xạ phóng điện phát sáng xoay chiều (RF discharge sputtering)
Là kỹ thuật sử dụng hiệu điện thế xoay chiều để gia tốc cho ion khí hiếm. Nó vẫn có cấu tạo chung của các hệ phún xạ, tuy nhiên máy phát là một máy phát cao tần sử dụng dòng điện tần số sóng vô tuyến (thường là 13,56 MHz). Vì dòng điện là xoay chiều, nên nó có thể sử dụng cho các bia vật liệu không dẫn điện. Máy phát cao tần sẽ tạo ra các hiệu điện thế xoay chiều dạng xung vuông. Vì hệ sử dụng dòng điện xoay chiều nên phải đi qua một bộ phối hợp trở kháng và hệ tụ điện có tác dụng tăng công suất phóng điện và bảo vệ máy phát. Quá trình phún xạ có hơi khác so với phún xạ một chiều ở chỗ bia vừa bị bắn phá bởi các ion có năng lượng cao ở nửa chu kỳ âm của hiệu điện thế và bị bắn phá bởi các electron ở nửa chu kỳ dương.
c. Phún xạ magnetron
Là kỹ thuật phún xạ (sử dụng cả với xoay chiều và một chiều) cải tiến từ các hệ phún xạ thông dụng bằng cách đặt bên dưới bia các nam châm. Từ trường của nam châm có tác dụng bẫy các điện tử vào trong vùng gần bia. Nhờ đó làm tăng hiệu ứng ion hóa, do làm tăng tần số va chạm giữa các điện tử với các nguyên tử khí ở gần bề mặt bia. Do đó, làm tăng tốc độ lắng đọng đồng thời giảm sự bắn phá của điện tử và ion trên bề mặt màng, giảm nhiệt độ đế và có thể tạo ra sự phóng điện ở áp suất thấp hơn. Áp suất phóng điện càng thấp thì càng giảm được nồng độ các tạp chất trong màng và tăng động năng của các nguyên tử đến lắng đọng trên màng (do quảng đường tự do trung bình (mean free path) của các nguyên tử khí càng tăng, và do đó tấn số va chạm với các nguyên tử lắng động càng giảm, khi áp suất càng thấp)
1.2.2. Kỹ thuật phún xạ bằng chùm electron hay chùm ion:
Có nguyên tắc giống với phún xạ phát sáng, nhưng người ta sử dụng súng phóng ion hay chùm electron riêng biệt và bắn trực tiếp vào bia. Do đó, kỹ thuật này điều khiển được các thông số của quá trình, tạo màng hiệu quả hơn.
   Ưu nhược điểm của phương pháp phún xạ cathode
Có thể ứng dụng cho rất nhiều loại vật liệu bia khác nhau: vật liệu dẫn điện hay không dẫn điện, vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao hay có áp suất hơi bão hòa thấp
Dễ dàng chế tạo các màng đa lớp nhờ tạo ra nhiều bia riêng biệt. Đồng thời, đây là phương pháp rẻ tiền, và dễ thực hiện nên dễ dàng triển khai ở quy mô công nghiệp.
Độ bám dính của màng trên đế rất cao do các nguyên tử đến lắng đọng trên màng có động năng khá cao (cõ vài eV) so với phương pháp bay bốc nhiệt.
Màng tạo ra có độ nhám bề mặt thấp và có cấu tạo gần với của bia, có độ dày chính xác hơn nhiều so với phương pháp bay bốc nhiệt trong chân không.
Do các chất có hiệu suất phún xạ khác nhau nên việc khống chế thành phần với bia tổ hợp trở nên phức tạp. Khả năng tạo ra các màng rất mỏng với độ chính xác cao của phương pháp phún xạ là không cao. Hơn nữa, không thể tạo ra màng đơn tinh thể.
Hiệu suất năng lượng của quá trình phún xạ thấp: phần lớn năng lượng bắn phá của các ion biến thành nhiệt năng nung nóng bia (vì thế bia cần phải được làm mát tốt).
1.3. PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY CHÙM PHÂN TỬ
Phương pháp nuôi cấy chùm phân tử (Molecular beam epitaxy, viết tắt là MBE) là một kỹ thuật chế tạo màng nano bằng cách sử dụng các chùm phân tử lắng đọng trên đế đơn tinh thể trong chân không siêu cao, để thu được các màng mỏng đơn tinh thể có cấu trúc tinh thể gần với cấu trúc của lớp đế. Kỹ thuật này được phát minh vào những năm 60 của thế kỷ 20 tại Phòng thí nghiệm Bell (Bell Telephone Laboratories) bởi J.R. Arthur và Alfred Y. Cho.
Kỹ thuật MBE chỉ có thể thực hiện được trong môi trường chân không siêu cao (áp suất thấp hơn 10−9 Torr), do đó cho phép tạo ra các màng mỏng vật liệu có độ tinh khiết rất cao. Điểm khác biệt cơ bản nhất của MBE so với các kỹ thuật màng mỏng khác (ví dụ như phún xạ, bốc bay nhiệt...) là các màng mỏng đơn tinh thể được mọc lên từ lớp đế đơn tinh thể với tốc độ cực thấp và có độ hoàn hảo rất cao. Vì thế, kỹ thuật MBE cho phép tạo ra các siêu mỏng, thậm chí chỉ vài lớp nguyên tử với chất lượng rất cao. Tuy nhiên, chất lượng màng cũng như tốc độ tạo màng phụ thuộc nhiều vào độ hoàn hảo của môi trường chân không. Lớp đế bên dưới là đơn tinh thể, có tác dụng như một mầm để lớp màng phát triển lên trong quá trình ngưng đọng.
MBE có thể chế tạo các màng hợp chất hoặc đơn chất từ các nguồn vật liệu riêng biệt. Các vật liệu nguồn được đốt đến mức độ bay hơi nhưng với tốc độ rất chậm và được dẫn tới đế. Ở đó, nếu là màng hợp chất, các chất sẽ phản ứng với nhau chỉ tại bề mặt đế để phát triển thành đơn tinh thể. Các chùm nguyên tử, phân tử của các vật liệu nguồn sẽ không phản ứng với nhau cho đến khi chúng kết hợp với nhau trên đế do quãng đường tự do trung bình của chúng rất dài. Đây là lý do chính của tên gọi chùm phân tử.
Trong quá trình hình thành màng, người ta thường dùng kỹ thuật nhiễu xạ điện tử phản xạ năng lượng cao (Reflection high-energy electron diffraction-RHEED) để kiểm soát quá trình mọc màng thông qua phổ nhiễu xạ điện tử được ghi trực tiếp. Quá trình này cho phép kiểm soát sự phát triển của màng với độ chính xác từng lớp nguyên tử. Đồng thời, trong quá trình chế tạo, đế cần được giữ lạnh.
Để đạt được môi trường chân không siêu cao, ban đầu buồng chế tạo được hút chân không sơ cấp (cỡ 10−3 Torr), sau đó sử dụng bơm turbo để tạo chân không cao tới 10−7 Torr và tạo chân không siêu cao bằng bơm iôn hoặc bằng cryo-pump (bơm chân không siêu cao, sử dụng các khí hóa lỏng ở nhiệt độ thấp, ví dụ như nitơ lỏng ở 77 K..., để bẫy khí nhằm tạo ra chân không siêu cao). Vì thế, hệ MBE vận hành khá phức tạp và tốn kém.
Kỹ thuật MBE được sử dụng nhiều trong vật lý chất rắn, khoa học và công nghệ vật liệu, đặc biệt trong công nghệ bán dẫn để chế tạo các màng đơn tinh thể với chất lượng rất cao, với độ dày có thể thay đổi từ vài lớp nguyên tử đến vài chục nanomet.
1.4. PHƯƠNG PHÁP LAYER-BY-LAYER
Phương pháp Layer-by-Layer là một kỹ thuật chế tạo màng mỏng thông qua sự hấp phụ xen kẽ các phân tử (polymer, hạt nano…) mang điện tích trái dấu, hình thành nên các lớp đôi bilayer tạo bởi 2 lớp đơn trái dấu nhau. Do đó, phương pháp này có thể dễ dàng tạo màng nano có bề dày khoảng 1nm, ứng với 1 lớp bilayer.
Cách tiến hành (hình III.6): chất nền được ngâm vào trong dung dịch loãng chứa chất điện ly cao phân tử cation để hấp phụ và hình thành lớp đơn polycation, rồi rửa và sấy khô. Tiếp theo, ngâm chất nền đã được phủ lớp polycation và trong dung dịch chứa polyanion hay các hạt nano tích điện âm. Sau khi hình thành lớp đơn polyanion hay lớp đơn hạt nano, lại tiếp tục sấy khô. Lúc này ta được lớp bilayer polycation-polyanion (hay lớp polycation-lớp hạt nano). Quá trình này lại cứ tiếp tục cho đến khi đạt được màng nano có bề dày mong muốn. Phương pháp này ít tốn kém hơn so với phương pháp chùm phân tử MBE
(http://www.surflay.com/images/technologie/layer-by-layer_en.gif?m=1238761842)
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 05, 2016, 11:45:45 PM
MÀNG NANO (NANOMEMBRNES)

1.5. PHƯƠNG PHÁP PHỦ QUAY
Phương pháp phủ quay (Spin-coating) là phương pháp được sử dụng để tạo màng mỏng đồng nhất trên chất nền bằng phẳng. Thông thường, một lượng nhỏ chất lớp phủ được cho vào trung tâm của chất nền đang quay ở tốc độ thấp hoặc đúng yên. Chất nền sau đó được quay ở tốc độ cao để trải vật liệu phủ bởi lực ly tâm cho đến khi màng đạt độ dày mong muốn. Dung môi được dùng thường dễ bay hơi và bốc hơi ngay. Vì vậy, gia tốc góc càng cao, màng càng mỏng. Độ dày của màng cũng phụ thuộc vào độ nhớt và nồng độ dung dịch và dung môi.
Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong việc chế tạo của màng micro oxit sử dụng tiền chất sol-gel. Đồng thời cũng có thể được sử dụng để tạo ra màng có độ dày nano
(http://pubs.rsc.org/services/images/RSCpubs.ePlatform.Service.FreeContent.ImageService.svc/ImageService/Articleimage/2013/TC/c2tc00026a/c2tc00026a-f2.gif)

2. CÁC KỸ THUẬT GIA TĂNG ĐẶC TÍNH MÀNG
Chức năng hóa màng nano là là một bước quang trọng nhằm mở rộng ứng dụng của chúng, tức là thêm vào các chức năng, tính chất mong muốn như độ bền cơ, điện, quang, từ…
2.1. KỸ THUẬT SỬ DỤNG CÁC CHẤT ĐỘN
Đây là một kỹ thuật giúp gia tăng tính chất màng bằng cách đưa chất độn vào bên trong cấu trúc màng. Ví dụ như hạt nano có tính chất mong muốn, vì thế tạo nên vật liệu composite có tính bền cao. Sự hiện diện của các chất độn tốt trong cấu trúc màng chủ yếu nhằm làm phong phú thêm các tính chất cơ học và độ bền của màng. Nếu như các chất độn tỏ ra thụ động, thì có thể thay bằng các hạt nano sở hữu nhưng đặc tính mong muốn như xúc tác (Pt, Ag, Rh), quang học (TiO2), phát sáng (SiC, ZnSe), hay các hạt nano từ, nano ceramic lưỡng cực hay áp điện hoặc các chất có hoạt tính hóa học…Những chất độn này có thể là các hạt nano hay nhưng cấu trúc đa chức năng như fullerene của ống nano… Khi đưa vào cấu trúc màng nano, thì chất độn không được làm ảnh hưởng các đặc tính cơ học hiện có của màng. Các chất độn nano có thể thêm vào trong quá trình tổng hợp màng
2.2. KỸ THUẬT CÁN MỎNG
Kỹ thuật cán mỏng là kỹ thuật đơn giản nhất để tăng tính năng cho màng nano là tạo cấu trúc nano composite dạng sandwich từ hai hay nhiều lớp màng nano mỏng. Mỗi lớp sẽ mang đặc tính riêng để tạo nên cấu trúc nanocomposit mang đặc tính vượt trội. Ví dụ, lớp này có thể tốt về điện, lớp kia thì thiên về cơ tính… Có thể nói, sự kết hợp này khá đa dạng, gần như là vô hạn và trong đó, sự giới hạn cơ bản là sự kết dính và sự phản ứng giữa các lớp. Một điều quan trọng của kỹ thuật cán mỏng này là phải xử lý sự oxy hóa, chống gỉ, cần thiết cho những bề mặt kém ổn định và nhạy cảm với cơ học, có thể bị oxy hóa. Xử lý này dùng cho các chất như kim cương, polymer, kim loại, chất bán dẫn và những hợp chất của chúng… Việc xử lý sẽ được thực hiện bằng những chất hoạt động bề mặt
2.3. KỸ THUẬT THAY ĐỔI CẤU TRÚC MÀNG
Một kỹ thuật chức năng hóa là dựa trên sự bố trí cấu trúc màng nano. Ví dụ, ta có thể tạo ra các lỗ nano hay khe hở trên cấu trúc 2D của màng bằng việc kiểu soát hình học của màng.
Kỹ thuật hình tạo lỗ trong màng được thể hiện ở hình III.11. Màng nano silicon được kẹp giữa 2 lớp silica tạo hệ silica-silicon-silica và đặt lên tấm nền Si. Sau khi tôi luyện, trong cấu trúc màng silicon hình thành các lỗ. Kích thước lỗ sẽ tỉ lệ thuận với nhiệt độ tôi luyện
2.4. KỸ THUẬT THAY ĐỔI BỀ MẶT MÀNG
Kỹ thuật thay đổi cấu trúc sẽ tạo ra nhiều sản phẩm khá phong phú về tính năng, và có thể gồm có các loại sau:
Sự gắn hay tạo khuôn mẫu các cấu trúc 3D hay mặt phẳng lên bề mặt màng. Điều này sẽ có thể làm thay đổi tính chất quang hay điện từ của bề mặt, gia tăng hay hạn chế tình trạng ẩm cục bộ, tăng khả năng hút hay đẩy các tác nhân sinh học…
Những hoạt tính sinh học, sinh hóa, hay hóa học có thể được tạo nên thông qua sự đính các ligand hay xúc tác…
Việc xử lý sự thụ động hóa bề mặt cho các màng nano nhạy cảm với cơ học, hóa học…
Một vài sự thay đổi bề mặt có thể thông qua ứng dụng in nano như hình. Sự thay đổi có thể thực hiện trên màng nano hay thông qua sự gắn các dạng hình học khác nhau lên màng như hình trụ, dạng sọc
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 05, 2016, 11:48:43 PM
MÀNG NANO (NANOMEMBRNES)

IV. ỨNG DỤNG CỦA MÀNG NANO
1. TỔNG QUÁT
Từ khi màng nano ra đời, nó được ứng dụng khá rộng rãi trong công nghệ cũng như trong đời sống.
Trong số các tính chất của màng nano, tỉ lệ giữa bề dày với tổng thể tích bề mặt là điều đáng quan tâm. Ở hình IV.1, cho thấy cùng một thể tích như nhau, nhưng sự hấp phụ trên màng nano tỏ ra vượt trội hơn so với màng thông thường. Do khi cùng thể tích, nhưng khi ở kích thước nhỏ về bề dày thì diện tích bề mặt trên màng nano tăng lên đáng kể, làm gia tăng tỉ lệ diện tích bề mặt so với thể tích, từ đó là tăng khả năng hấp phụ. Điều này khá quan trọng cho ứng dụng vào các quá trình xúc tác, giúp gia tăng hiệu suất chuyển hóa, đồng thời tiết kiệm được một lượng đáng kể các kim loại quý-đắt tiền như platinum, palladium… trong các hệ thống xúc tác như microreactor, microconvertor…
Những thiết bị sử dụng đặc tính xúc tác của màng nano còn là các hệ thống pin micro, hệ thống làm sạch-chuyển hóa nhiên liệu… đặc biệt, màng nano còn có thể xem là vật liệu thay thế màng Nafion truyền thống trong pin nhiên liệu trao đổi proton PEM nhằm nâng cao hiệu năng của pin. Màng Nafion là loại màng Sulfonate tetrafluoroehtylene trên nền fluoropolymer-copolymer được ra đời từ những năm 1960, do công ty hóa chất DuPont (Mỹ).
Ứng dụng khá rộng lớn khác của màng nano là cho các quá trình phân riêng, đóng vai trò như rây phân tử hay lọc các tiểu phân – từ phân tách chất lỏng, khí cho đến làm sạch nước khỏi các chất ô nhiễm hay vi khuẩn, virus, hay khử muối từ nước biển. Bởi vì, trong màng nano thì tỉ lệ giữa kích thước lỗ xốp (thường là kích thước meso hay micro) với bề dày thì nhỏ hơn nhiều so với màng thông thường, và dày hơn khoảng 1000-10000 lần so với các tiểu phân cần phân tách. Do tỉ lệ nhỏ hơn này, các tiểu phân khi đi qua màng nano sẽ chỉ phải đi qua lỗ xốp có độ dài kênh ngắn hơn nhiều và kết quả là tốc độ truyền vận qua màng sẽ lớn hơn. Và với tỉ lệ nhỏ hơn như thế, việc lọc bằng màng nano dễ dàng kiễm soát hơn và tránh được sự lãng phí trong quá trình lọc. Với màng nano, còn có thể dễ dàng kiểm soát sự phân bố điện tích trong các lỗ, tăng khả năng chọn lọc các tiểu phân khi đi qua màng, đặc biệt là các tiểu phân có độ phân cực.
Ngoài ra, với tính chất quang học lượng tử chỉ có khi bề dày ở kích thước nano, màng nano còn được ứng dụng trong các hệ thống cơ quang điện như: các tấm hấp thu ánh sáng trong pin mặt trời, các sensor hay các thiết bị bán dẫn…Hoặc trong các lĩnh vực trang trí, xây dựng…
Sau đây là tóm tắt các lĩnh vực ứng dụng của mang nano hiện nay:
•   Sản xuất và chuyển hóa năng lượng: các loại pin nhiên liệu, pin mặt trời, hệ thống pin micro và nguồn năng lượng micro, phân tách hydro, khử lưu huỳnh, tổng hợp hydrocarbon trong hóa dầu, sản xuất nhiên liệu sinh học, tách và làm sạch nhiên liệu…
•   Y học: dẫn truyền thuốc, lọc máu, các sensor cho y học, các thiết bị nuôi cấy mô, dụng cụ chẩn đoán, nghiên cứu các hệ thống miễn dịch và chăn soc sức khỏe…
•   Công nghệ sinh học: phân tách-phân tích và nghiên cứu các hệ gen, DNA, tế bào, protein, nghiên cứu phân tích virus và phương pháp ức chế, chế tạo các cấu trúc nano phỏng sinh học, hay những chất nhạy sinh-hóa…
•   Kỹ thuật hóa học: các quá trình cho thực phẩm, hay các quá trình lọc như: lọc nano, lọc thẩm thấu ngược, siêu lọc, lọc micro, nhằm sản suất hóa chất có độ tinh khiết cao, khử muối từ nước biển, phân tách các khí đa cấu tử, loại nước…
•   Bảo vệ môi trường: thu hồi các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi từ không khí hay các chất có giá trị, xử lý nước thải, kiểm soát ô nhiễm không khí, tái sinh và làm tinh khiết nước uống, chế tạo các sensor sinh-hóa…
•   Bán dẫn, điện từ và quang học: chế tạo các detector về nhiệt, plasmon, nhận biết các tiểu phân hay gốc tự do, các cấu trúc nanophoton, các vật liệu quang học-điện từ, màn hình điện tử, các siêu tụ điện hay những ứng dụng cho thiết bị UV hay X-ray…
•   Đời sống: những tấm màng thay đổi màu sắc, phản quang, chống chói-chống nắng cho lĩnh vực trang trí, hay những chiếc gương một chiều thường dùng trong nghiên cứu, điều tra…
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 05, 2016, 11:51:14 PM
Nano - Dẫn truyền thuốc đến não

I/ Giới thiệu
Não có lẽ là cơ quan khó tiếp cận nhất đối với sự phân phối thuốc vì sự có mặt của hàng rào mạch máu não(BBB), nó hạn chế việc vận chuyển các hợp chất nội ngoại sinh, do đó có chức năng bảo vệ. Cấu trúc của BBB được tạo bởi các tế bào nội mô bên trong mạch máu, trái ngược với các tế bào bên trong thành mạch máu não có trong hầu hết các mô cơ khác, chúng nối kết chặt chẽ với nhau bởi các mối nối tạo ra bởi các lớp liên tục của nhiêì lớp protein.Hàng rào vật lý này thủ tiêu gần như triệt để bất kỳ con đường khuếch tán giữa chất lỏng ngoài tế bào trong não và não của các tế bào mang nước. Các tế bào nội mô hình thành BBB cũng có tính chất trao đổi hai chiều và chỉ một chiều. Các hợp chất thiết yếu như amino acid, đường….nhờ những tác nhân vận chuyển này hoặc các chất mang đặc biệt để thấm vào não. Các chất tan trong dầu có thể khuếc tán qua BBB bằng cách thấm trực tiếp thông qua thành tế bào nếu khối lương phân tử của nó nhỏ hơn 500 Da.
II/Hoạt tính dược lý
Chất hoạt động thần kinh
Các chất hoạt động thần kinh vận chuyển ngang qua BBB bằng nhiều cách thức của PBCA NPđược bao phủ bởi Ps80 đã được nghiên cứu rộng rãi. Những chất này bao gồm các liên kết peptide, chẳng hạn như Leu-enkephalin tương tự dalargin ( Dal) và kytorphin, thuốc giảm đau loperamide  và the N-methyl-D-aspartate (NMDA) tác nhân đối kháng MRZ. Tất cả những chất này không được vận chuyển qua BBB sau khi truyền vào tĩnh mạch-.sự quản lý và hơn thế nữa sản phẩm không ảnh hưởng trong CNS.
Sự vận chuyển NP liên kết với Dal, kytorphin, và loper-amide băng qua BBB cho thấy những tác động chống đau rõ ràng được kiểm tra trên chuột bằng việc kiểm tra tail-flick hay hot-plate. Trái ngược với thuốc tăng lên Ps 80–được phủ NP, những dung dịch thuốc hay những công thức không được phủ hạt nano được dùng như là những chất điều khiển, không biểu lộ bất kì những tác động nào đáng kể. Những tác động chống đau của Dal tăng lên từ Ps 80–được phủ NP được phụ thêm vào ảnh hưởng Straub ( sự ghép đuôi) và nhờ tiêm trước nanoxone(chất làm giảm tác hại của thuốc phiện) (được đóng khối trước khi tiêm bằng) (μ-opiate chất tiếp nhận tác nhân đối kháng), chứng minh được bên trong cơ quan thụ cảm chất gây nghiện. Sự tác động của những CNC này cung cấp thêm bằng chứng rằng Dal được vận chuyển qua BBB. Những tác động chống đau của còn đạt được nếu NP được phủ polysorbates ( nhiều chất bị hấp phụ ) 20, 40, 60, hay 85, trong khi các chất hoạt động bề mặt khác như poloxamers 184, 188, 338, 407, poloxamine 908, Brij35, Cremo-phorEL, hay Cremophor RH40 không có kết quả. Sự vận chuyển của tubocurarine qua BBB được chứng minh sử dụng một kỹ thuật trong vị trí truyền dịch não chuột với sự ghi lại cùng lúc nhờ điện não đồ. Tubocurarine ( một muối amoni bậc bốn ) không thâm nhập đến não qua BBB thông thường. Tuy nhiên việc tiêm thẳng tubocurarine vào tĩnh mạch sẽ kích thích sự phát triển của  nhiễu sắc ký đồ (spikes : đột biến, xung nhiễu ) nó có thể được ghi nhận lại bằng máy chụp não. Dung dịch tubocurarine, tubocurarine được phủ NP không có Ps80 hay một hỗn hợp Ps80 và tubocurarine thì không có khả năng tác động đến máy chụp não. Tuy nhiên việc thêm tubocurarine có mang NP được phủ Ps80 vào dịch truyền thường lại gây ra một số xung nhiễu ( đột biến)
Một mới lạ không cạnh tranh tác nhân đối kháng NMDA, MRZ 2/576 là một khả năng nhưng hơn thế nữa là hoạt tính chống giật ngắn. Việc tác động nhanh của thuốc này ( 5-15 phút ) có lẽ nhiều nhất do nó được bài tiết nhanh từ CNS bằng những chất vận chuyển thoát ra nó có thể bị đóng khối bởi thuốc trị bện gút. Sự quản lý của thuốc liên kết với PBCA NP phủ Ps80 được kéo dài thời gian của hoạt tính chống co giật trong chuột lên tới 210 phút và sau khi xử lý trước thuốc trị bện gút thì hoạt tính của chúng có thể lên đến 270 phút được so sánh với thuốc trị bện gút với 150 phút và một mình MRZ 2/576. Những kết quả của nghiên cứu này chứng minh được rằng Ps 80–được phủ PBCANP không chỉ làm gia tăng hiệu suất tới não của những thuốc không có khả năng thâm nhập dễ dàng qua BBB mà còn có khả năng  kéo dài hiệu lực của những thuốc có hoạt tính ngắn.
Doxorubicin (một loại kháng sinh anthracycl chủ trị ung thư bạch cầu và các ung thư khác)
Khả năng thuốc điều trị mục tiêu ở não dùng PBCA NP đã được chứng minh rõ ràng nhất trong các thí nghiệm hóa trị liệu (chemotherapy) của u nguyên bào đệm não trong (intracranial glioblastoma ). Như đã được đề cập ở trên, những khối u não ác tính được đặc trưng bởi sự gia tăng mạch thẩm thấu. Tuy nhiên nếu sự phá vỡ của BBB là rõ ràng trong nhân sưng thì màng chắn vẫn được giữ lại xung quanh chỗ sưng đó. DOX được sử dụng là chất kháng sinh chống sưng một cách rộng rãi nó cho thấy sự thẩm thấu qua BBB kém bởi vì các chất vận chuyển bị rò rĩ. Thực vậy, những kiểm tra lâm sàng cho thấy rằng sau khi truyền DOX vào tĩnh mạch không đến được những mức tế bào độc trong mô u thần kinh đệm do những vấn đề về sự truyền. Cùng lúc đó, sự gia tăng đáng kể trong tỉ lệ cấp cứu đã đạt được trong những bệnh nhân có u thần kinh đệm ác tính được điều trị bằng cách tiêm DOX vào chỗ sưng. Não được gia tăng lưu lượng của DOX với Ps 80–được phủ PBCA NP đề nghị rằng hệ thống lưu lượng này có một tiềm năng cho hóa trị liệu các khối u não.
Thực vậy, một hiệu quả cao của DOX liên kết với Ps 80–được phủ PBCA đã được chứng minh trong những con chuột được sinh ra 101/8 u nguyên bào đệm. Những nhóm có 5 đến 8 u nguyên bào đệm trong những con chuột sinh ra ( tổng là 151 ) tùy thuộc vào 3 x 1.5 mg/kg hay 3 x 2.5 mg/kgcủa DOX trong những cách thức được tiêm vào khác nhau trong 2 ngày, 5 ngày hay 8 ngày sau khi đưa vào chỗ sưng. Kết quả nổi bật nhất thu được trong nhóm được điều trị với 3 x 1.5 mg/kgcủa DOX liên kết với Ps 80 được phủ NP: một sự tăng đáng kể trong thời gian còn sống (insurvival time (IST) ) thu được (IST 84%, như được so sánh với điều khiển không được xử lý)và hơn 20% các con vật cho thấy lâu thuyên giảm.
Những con vật bị chết sau 6 tháng và không có nghiên cứu mô học rõ ràng của khối u được quan sát. Về sơ bộ mô học cho thấy kích thước khối u nhỏ hơn giá trị nhỏ hơn đối với các tế bào đã sơ cứng và đã chết trong nhóm này. Điều này nghĩa là thời gian sống sót được kéo dài hơn trong nhóm được điều trị với 3 x 2.5 mg/kg (IST 169%),cho thấy rằng sự phụ thuộc của tác động chống sưng vào liều lượng dùng. Tuy nhiên, những động vật có thời gian sống được kéo dài trong nhóm này chết trước 180 ngày, có lẽ nguyên nhân lớn nhất là do độc tính cao trong chế độ trị liệu này. Điều lý thú là thời gian sống lại tăng lên trong những nhóm được điều trị bằng dung dịch DOX trong 1% Ps 80 và liên kết với với Ps 80 không phủ  PBCA NP. Điều này trái ngược với những nghiên cứu được trích dẫn trước đây ở nhưng động vật khỏe mạnh, nơi không có điều tương tự điều khiển ( dung dịch thuốc hay hay thuốc có liên kết mà không được phủ NP) có khả năng kéo dài tác động của CNS. Hiện tượng này có thể được giải thích bằng ERP tác động liên hợp với một sự thẩm thấu cao hơn của BBB tại vị trí khối u nó được phép vận chuyển những công thức khác nhau đến não.
Thât là một chú ý đáng giá rằng dấu hiệu lâm sàng cho thấy tính độc hại thân kinh không xuất hiện trong suốt quá trinh nghiên cứu. Hơn thế nữa những nghiên cứu trước đây của những động vật được điều trị với một liều lượng của 3 x 2.5 mg/kg và chết trong ngày thứ 12 mà không thấy bất kì dấu hiệu nào của tính độc thần kinh. Brigger et al. đánh giá tính hiệu quả DOX liên kết với PEG–PHDCA NPchống lại ung thư tế bào mô liên kết 9L trong hộp sọ. Như đã được đề cập ở trên, không được phủ PEG–PHDCA NPcho thấy sự tích tụ đáng kể trong khối u này, cũng như sự bám dính trong các mô não khỏe mạnh. Theo đó nó được cho rằng làm tăng sự phân bố của DOX trong khối u và xung quanh mô do sự kết hợp của nó với chất mang sẽ nâng cao khả năng truyền thuốc. Tuy nhiên, DOX được dẫn trong PEG–PHDCA NPlàm hỏng hiệu quả tác động chống lại sự gia tăng ung thư mô liên kết 9L. Tuy nhiên, nghiên cứu này với những sự phân bố sinh học nghiên cứu PEG–PHDCA NPđược đưa ra thảo luận đầu tiên, nó cho thấy một ví dụ tuyệt vời của kê hoạch phát triển toàn diện của hệ thống cung cấp thuốc được thiết kế choc ho việc điều trị các khối u não.
Hai dạng hạt nano được chuẩn bị DOX được gắn vào  PEG–PHDCA NP bằng sự kết tủa nano, hay bằng sự hòa tan trong pha nước ( các dạng DOX ngậm nước ) hay trong pha hữu cơ ( các dạng DOX hữu cơ ) trước khi kết tủa. Những công thức cho thấy kết cấu khác nhau trong thuốc nhả ra: trong khi công thức ngậm nước giải phóng mạnh DOX ( 90% thuốc sau 2 giờ ) thì công thức DOX hữu cơ giữ lại thuốc tốt hơn. Công thức sau cùng cho thấy sự rò rĩ thuốc theo 2 bước, giai đoạn nhả chậm theo sau động học bậc không, nó phụ thuộc vào mức độ thoái hóa sinh học của copolymer ( những sản phẩm thoái hóa sinh học là polycyanoacrylic acid, MePEG và hexadecanol). Tính đồng thời của các quá trình này ( sự thoái hóa polymer và việc giải phóng thuốc ) kích hoạt các dạng công thức của một phần ion giữa DOX và polycyanoacrylic acid, cần thiết cho sự đỏa chiều P-gp phụ thuộc vào sự thoát ra của DOX, nó có thể làm gia tăng sự thâm nhập của thuốc xuyên qua BBB. Từ đó, việc trị liệu hóa học được chỉ đạo dùng dạng DOX hữu cơ.
Việc điều trị được bắt đầu ba ngày sau khi cấy vào khối u bên trong não. Ngay lúc đó, độ thẩm thấu của BBB xung quanh khối u đã bị tăng lên, thể hiện bằng sự thoát mạch của chất đánh dấu ( chất chỉ thị) ưa nước ( Evans Blue), nó là tiên đề cho sự tách ra EPR trung gian. Sau đó lịch trình của thuốc được vạch sẵn có chú ý đến đặc tính riên lẻ của từng cấu trúc khối u, tức là động học tế bào. Lịch trình bao gồm ba hay năm ngày tiêm, kể từ những tế bào 9L nhân đôi thời gian được ghi lại khoảng 20 giờ.
Kết quả của việc trị liệu hóa học không như mong đợi: sự kết hợp của DOX trong PEG–PHDCA NP không có khả năng làm tăng tác động chống lại khối u ung thư mô liên kết 9L. Sự tác động của việc điều trị bằng dạng DOX hữu cơ (5 x 1.8 mg/kg) không trên 30% IST, so sánh với các nhóm tự diều khiển nhận được không liên kết với NP. Kết quả này có ý nghĩa không khác biệt từ những chất không có DOX hay là những dạng ngậm nước : tương ứng với 50% và 40% IST.
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 05, 2016, 11:52:54 PM
Nano - Dẫn truyền thuốc đến não

Các thí nghiệm được tiến hành thêm làm rõ hơn câu hỏi là tại sao DOX liên kết với PEG–PHDCA NP thất bại trong mô hình ung thư mô liên kết 9L. Các lý do quan trọng nhất được trình bày dưới đây:
1.   Thứ nhất: nó cho thấy rằng việc tải thêm của những phần với DOX có một sự va đập đáng chú ý trong mặt phân bố sinh học của chúng. Điều hấp dẫn nhất được tìm thấy có lẽ là nồng độ thấp hơn 2,5 lần của DOX liên kết với NP trong khối u và xung quanh các mô, được so sanh với DOX không liên kết với NP, thậm chí nồng độ máu của của những phần không được liên kết cũng bị tăng. Thêm vào đó, những phần liên kết cho thấy sự phân bố khác nhau bên trong những cơ quan MPS, với việc cân nhắc sự tích tụ trong phổi và lá lách sau khi tiêm một mũi.
2.   Sự tác động nghiêm trọng của những phần DOX liên kết với các protein plasma được quan sát sau khi ấp trong lồng kính với huyết thanh tinh khiết. Như thế một sự tương tác không được quan sát cho DOX không liên kết với PEG–PHDCA NP. Hiện tượng này được giải thích bởi sự đổi chiều của điện tích bề mặt do sự hấp phụ diện tích dương của những phân tử DOX (+15.5 mV cho liên kết NP , - 24.4 mV cho sự không liên kết). Hơn nữa, sau việc ấp trong huyết thanh chuột điện tích bề mặt của DOX liên kết với NP bị đổi chiều lại và trở nên mang điện tích âm, trong khi DOX không liên kết với NP cho thấy chỉ một tiềm năng zeta âm yếu hơn.
Sự tương tác với các protein  huyết tương được kết hợp với sự tăng tức thời của sự tác động kích thước của DOX liên kết với NP, nó có thể chịu trách nhiệm cho việc tăng sự kết tụ của những phần trong phổi, từ đó các mao mạch phổi như là một lớp mao dẫn của đường dẫn đầu tiên, những phần giữ lại lớn hơn. Cuối cùng, nó được giả định rằng sự kết hợp tăng lên của DOX liên kết với PEG–PHDCA NPtrong phổi và lá lách có thể làm lệch hướng của chúng từ những cơ quan không có MPS, do đó gây nhiễu tín hiệu não.
Mặt khác, nó có thể liên quan tới việc đề cập trong nghiên cứ của Shama. Những nhà nghiên cứu đã khảo sát những con chuột mang 9L với liều lượng cao của DOX nang hóa trong những liposomes tuần hoàn dài ( liều lượng tích tụ 17 mg/kg , tiêm trong 3 tuần liên tục).Dạng hạt béo bị tác động nhiều hơn là không có DOX, tuy nhiên tác động này ( trung bình IST 29% ) không lớn hơn của DOX liên kết với PEG–PHDCA NP. Bên cạnh đó những đặc trưng hóa lý của DOX liên kết với liposomes thì có ích: điện tích bề mặt bị âm ( -25.5 mV) và kích thước nhỏ hơn ( khoảng 80 nm) được so sánh với NP.
CƠ CHẾ VẬN CHUYỂN THUỐC ĐẾN NÃO BẰNG POLYMER  NP
Một số khả năng tồn tại mà có thể giải thích cơ chế vận chuyển thuốc qua  hàng rào máu não bằng NP( nanoparticles-hạt nano)
1 . Một cơ chế chung liên quan đến việc mở hàng rào máu não là do hoạt động bề mặt và / hoặc hiệu ứng NP đặc trưng bởi sự tăng tính thấm của màng tế bào nội mô và / hoặc mở các mối nối chặt chẽ giữa các tế bào nội mô . NP  và / hoặc thuốc sau đó có thể thấm thông   qua hàng rào máu não.
2 . NP được giữ lại trong các mao mạch máu não  do độ bám dính của chúng trên thành mao mạch .Điều này có thể tạo ra một gradient nồng độ cao hơn làm tăng cường vận chuyển đến não.
3 . Nhập bào của NP bởi các tế bào nội mô cho phép giảm các loại thuốc trong các tế bào và cung cấp cho não.
4 . Thoát bào của NP với các thuốc thông qua ràng buộc của các lớp tế bào nội mô .
5 . Tương tác của NP với màng của tế bào nội mô và mạch máu trong các mạch não . điều này có thể tạo ra những thay đổi độ nhớt trong màng tế bào do đó ức chế hệ thống bên ngoài  , chẳng hạn như P- gp, và tạo điều kiện cho não hấp thu  thuốc   
Cơ chế 1
Những cơ chế này có thể gợp chung lại. Trong những cơ chế trên, cơ chế 1 (mở hàng rào máu não) không có khả năng đóng góp vào sự phân phối thuốc NP  đến não. Một số nghiên cứu cung cấp bằng chứng cho thấy sự hấp thu NP  PBCA bọc Ps 80 của não  không liên kết với việc mở hàng rào máu não do tác động gây độc.
Đầu tiên, một số nghiên cứu độc lập trên động vật khỏe mạnh sử dụng  NP dạng PBCA bọc Ps 80 liên quan một loại thuốc trong dung dịch bề mặt như một điều khiển (8,15,45,48).
Các chế phẩm này không có hiệu quả trong điều kiện của việc tăng cường tập trung não hoặc tác dụng dược lý. Những kết quả này cho thấy liều / nồng độ Ps 80 được sử dụng không gây ra việc mở BBB (hàng rào máu não).
Thứ hai, nó không chắc rằng việc mở BBB được gây ra bởi một sự thẩm thấu không đặc hiệu liên quan đến độc tính của NP PBCA  phủ Ps 80, theo đề nghị của Olivier et al. (53). nếu trong trường hợp này, trước khi ràng buộc của thuốc với NP  sẽ không cần thiết, như thuốc sẽ tiếp cận tự do khuyếch tán  đến não thông qua các mối nối chặt chẽ mở.
Để kiểm tra giả thuyết này trong cơ thể, Dal tự do  đã được tiêm vào chuột 5 hoặc 30 phút sau khi tiêm dỡ  PBCA bọc Ps 80 NP (54). Hiệu quả chống đau này điều trị là không đáng kể và giống hệt với dung dịch Dal hoặc các hạt không bọc trống. Ngược lại, Dal bị gắn kết với NP trước khi bọc với Ps 80 chỉ ra một tác động rõ rệt và ý nghĩa thống kê, chỉ ra rằng sự gắn kết của Dal với NP là một điều kiện tiên quyết cho việc phân phối tới não. Những quan sát tương quan với kết quả nghiên cứu trước đó của Alyautdin et al. (8) và Olivier et al. (53).
Hơn nữa, tính toàn vẹn của hàng rào máu não ở chuột được điều trị bằng đã được đánh giá bởi cách đo không gian inulin ( 55 ) . Sự gia tăng không gian 10% sau 10 phút và 99 % sau 45 phút đã được tìm thấy . Sự gia tăng này sẽ đề nghị NP PBCA phủ Ps 80 đã tăng khối lượng có sẵn cho các inulin mạch nhẹ nhưng không gây ảnh hưởng đáng kể hàng rào máu não, vì điều này sẽ có yêu cầu tăng theo hệ số 10-20 .
Kết quả không phù hợp đã thu được trong các nghiên cứu việc sửa đổi tính thấm màng máu não do PBCA phủ Ps 80 NP. Tính thấm được đánh giá bằng cách đo thông lượng của các dấu exrtracellular [ 14C ] - sucrose và [ 3H ] - inulin trên một lớp đơn bào .
Trong các thí nghiệm của Kreuter et al. ( 54 ) không có thay đổi đáng kể [ 14C ] - sucrose và [ 3H ] - inulin thấm đã được quan sát trong mô hình BBB trong ống nghiệm sau khi coincubation với NP PBCA phủ Ps 80 hoặc không phủ . Mô hình này bao gồm một coculture của tế bào nội mô mao mạch não loài bò và tế bào hình sao chuột và đã được thể hiện để thiết lập một hàng rào .
Olivier et al. (53) sử dụng mô hình màng tế bào tương tự và quan sát thấy một sự gia tăng gấp 10 lần hơn trong các chất trợ đường sucrose và inulin sau khi ủ với PBCA NP phủ Ps 80 (53). Tuy nhiên, trong trường hợp này, huyết thanh không được bổ sung , mà có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của các lớp tế bào.
Steiniger et al. ( 56 ) tiêm tế bào nội mô mao mạch của não bò ( không coculture với tế bào hình sao ) có nguồn gốc từ chất xám vào Precoated Transwell1 chèn .
Sau khi ủ với 10 mg / ml chất pha chế NP , các [ 14C ] - sucrose thông tăng gấp đôi với NP không phủ và 6,5 lần với NP PBCA phủ Ps 80  .
Những kết quả này chứng minh rằng những thay đổi nhỏ trong các mô hình trong ống nghiệm của hàng rào máu não có thể dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong kết quả thử nghiệm .
Việc vận chuyển các loại NP cũng không liên quan đến sự rối loạn của hàng rào máu não. Đánh giá của việc sửa đổi tính thấm BBB do PHDCA NP hoặc bề mặt sử dụng [ 14C ] - sucrose được thực hiện trong nghiên cứu của Calvoet al . (32) . Không có sự chuẩn bị nanoparticulate sửa đổi đoạn thấp của đường mía , mà chỉ ra rằng sự thâm nhập của NP không liên quan với sự gia tăng tính thấm BBB . Tuy nhiên , dung dịch 1% của Ps 80 tăng đáng kể nồng độ sucrose trong tất cả các cấu trúc não.
Lý thuyết về ảnh hưởng của hai SLN trên tính thấm của hàng rào máu não đã được điều tra bởi Koziara et al. (21)và Lockman et al. (57)
 Các SLN được tạo ra trong hai nhũ hoá sáp ( E. Wax / Brij 78 ) hoặc Brij 72/Ps 80 và dán nhãn với entrapped [3H rượu ] - cetyl . Đối với cả hai loại SLN , sự hấp thu đáng kể của não được đo bằng một trong vận chuyển máu não tại chỗ . Đồng thời , NP không gây ra thay đổi đáng kể về mặt thống kê trong màng máu não tính toàn vẹn , tính thấm, hoặc vận chuyển choline . Sự hiện diện của các hạt không ảnh hưởng đáng kể lưu lượng vận chuyển máu não , và [14C không gian phân phối não ] - đường mía không tăng , cho thấy rằng những SLN có hiệu lực tối thiểu vào sự toàn vẹn BBB . Ngoài ra, phân tích Western blot khẳng định ủ bệnh của NP này với microvessel não tế bào nội mô bò không làm thay đổi biểu hiện của các protein nối màng máu não , chẳng hạn như occludin và claudin -1 . Số liệu trên cho thấy rằng sự hấp thu não của NP này cũng không liên quan đến paracellular do việc mở liên kết chặt chẽ .
Cơ chế 2
Ngoài ra, việc cung cấp não tăng cường có thể beexplained bởi tăng duy trì của NP trong các mao mạch máu não do hấp phụ của chúng vào tường mao mạch. điều này có thể tạo ra một gradient nồng độ cao hơn, do đó nâng cao vận chuyển qua thành nội mạc mạch máu đến não ( cơ chế 2 ) . Thật vậy, sự tương tác của các NP khác nhau với não microvessels được quan sát thấy trong một số nghiên cứu (xem sau) . Troster et al. ( 30 ) tin rằng các hạt PMMA đã không nhấn chìm bởi các tế bào nội mô lót các mạch máu mà là tôn trọng các tế bào này . Cơ chế này cũng đã được đề xuất , trong số những khả năng khác, DOX được nạp vào SLN ( 12 ) . Trong nghiên cứu này , sự hấp thu nâng cao của DOX trong não có liên quan với sự gia tăng nồng độ của các đại lý tàng hình trong SLN . Đồng thời , nồng độ ngày càng tăng của các đại lý tàng hình (PEG phát sinh ) cũng đề nghị một sự gia tăng song song của ưa nước bề mặt của các tàu sân bay .
Ưa nước tăng này có thể được dự kiến sẽ cản trở sự tương tác NP với màng tế bào , thông qua thông qua hàng rào máu não , tuy nhiên, đây không phải là trường hợp . Quan sát điều này hàm ý sự tham gia của một cơ chế bổ sung trong việc vận chuyển DOX đến não với SLN tàng hình .
Cơ chế 3
Cơ chế khác là nhập bào của NP bởi  vi mạch tế bào nội mô của não (cơ chế 3). Thật vậy, có những nghiên cứu cho thấy rằng việc phân phối tới não  của thuốc nạp trong PBCA NP là kết quả tất yếu của chúng bởi các tế bào nội mô tạo  hàng rào máu não.
Giả thuyết này được hỗ trợ bởi các nghiên cứu về sự tương tác của PBCA NP với BBB (hàng rào máu não)  trong ống nghiệm và trong cơ thể (55). Như đã đề cập trước đó, sự gia tăng trong không gian inulin bằng 10-99% đã được tìm thấy ở chuột được điều trị bằng PBCA NP Ps 80-bọc. Sự  Tăng nhẹ này có thể được hiểu như là một kết quả của một upfolding của màng tế bào do các sự kiện nội bào, hoặc sự gia tăng nhập bào pha lỏng của inulin liên quan đến việc hòa nhập của NP. Ngoài ra, sự hấp thu của PBCA NP huỳnh quang nhãn với Rhodamine 6G được quan sát thấy trong microvessel tế bào nội mô não nuôi cấy của người, trâu, bò, và chuột .
Sự hấp thu được cho phép bởi huỳnh quang, cũng như bằng kính hiển vi laser. Sự hấp thu của NP bề mặt phủ là rõ rệt hơn so với các hạt không bọc, mặc dù trong các tế bào bò tăng nhẹ trong sự hấp thu của các hạt không bọc được quan sát với tăng thời gian ủ bệnh. Sử dụng phần mềm phân tích hình ảnh, tăng gấp 20 lần trong sự hấp thu của bọc đối với NP không bọc với được quan sát thấy trong hai giờ. Các tế bào của con người cũng thể hiện sự hấp thu nâng cao của NP bọc.
Sự hấp thu của PBCA NP huỳnh quang của chuột não tế bào nội mô của các dòng tế bào RBE4 cũng đã được chứng minh bởi Alyautdin et al. (55). NP PBCA được phủ với fluorescein isothiocyanate (FITC) dextran 70.000. Sau khi bổ sung NP- bọc Ps-80, các tế bào cho thấy xuất hiện đốm huỳnh quang tập trung trong các tế bào. Ngược lại, sau khi điều trị với NP không bọc không có đốm huỳnh quang đã được quan sát trong các tế bào, thậm chí sau khi bổ sung nồng độ gấp 10 lần cao hơn của NP.
Tóm lại, kết quả của những nghiên cứu mở rộng cho rằng NP PBCA bọc Ps 80 được endocytosed bởi não tế bào nội mô mao mạch . Hơn nữa, Kreuter et al. ( 59,60 ) cho rằng endocytosis của NP này là trung gian bởi plasma apolipoprotein B và apolipoprotein E ( APOE ) hấp thụ trên bề mặt do lớp phủ với Ps 80 . Những apolipoprotein tương tác với các lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL) thể hiện trong hàng rào máu não và thúc đẩy sự hấp thu của NP bởi mao mạch tế bào nội mô của não thông qua endocytosis receptormediated . Giả thuyết này dựa trên cơ sở kết quả sau : Kreuter et al. (46) quan sát thấy rằng bên cạnh Ps 80 , lớp phủ của NP PBCA với polysorbate 20, 40 , hoặc 60 cũng kích hoạt một hiệu ứng antinociceptive sau khi tiêm PBCA NP Dalloaded , trong khi bề mặt khác , chẳng hạn như poloxamers và poloxamines , không thể đạt được hiệu quả này . Đồng thời , Luck thấy rằng lớp phủ của PBCA NP với các bề mặt tăng đáng kể số lượng APOE hấp thụ trên bề mặt của các hạt này sau khi ủ bệnh của họ trong huyết tương người ( 61 ) . Hơn nữa, não tế bào nội mô mao mạch của con người và bò thể hiện mức độ cao của thụ thể LDL , được minh chứng bằng nhuộm miễn dịch ( 58 ) .

Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 05, 2016, 11:54:50 PM
Nano - Dẫn truyền thuốc đến não

Sau khi i.v. tiêm vào chuột ngưỡng antinociceptive và đo bằng thử nghiệm. Một tác dụng antinociceptive đạt được chỉ sau khi điều trị với Dal hoặc loperamide được nạp PBCA NP phủ Ps 80 và / hoặc với apolipoprotein B hoặc APOE . Hiệu quả cao khi NP lần đầu tiên được phủ Ps 80 và sau đó overcoated với APOE (Hình 8) . Hơn nữa, ngưỡng antinociceptive của Dal- nạp PBCA NP Ps 80 - bọc đã được xác định trong APOE thiếu và bình thường chuột. Trong những con chuột APOE thiếu , ảnh hưởng antinociceptive đã giảm đáng kể so với những con chuột bình thường . Một hiệu lực antinociceptive tương tự cũng đã đạt được sau khi sơn của các hạt Dal- nạp với apolipoprotein B.
Vì vậy, có thể kết luận rằng apolipoprotein B và APOE được tham gia vào việc vận chuyển PBCA NP-qua trung gian thuốc qua hàng rào máu. Lớp phủ Polysorbate thúc đẩy hấp thụ của apolipoprotein lưu thông, do đó NP được giả định như hạt lipoprotein có thể được đưa lên bởi não tế bào nội mô mao mạch thông qua thụ trung gian nhập bào.
Thuốc bị ràng buộc sau đó có thể được vận chuyển vào trong não bằng cách khuếch tán sau các hạt fromthe trong các tế bào nội mô, hoặc cùng với các tàu sân bay của transcytosis.
Vai trò của lớp phủ Ps 80 của NP đã tạo điều kiện của họ tương tác với microvessel não tế bào nội mô đã được cũng đã chứng minh cho các loại NP. Lipid liên hợp thuốc (LDC) NP được sáng tác của axit stearic và diminazene Tv 80 đã được sử dụng như một chất chuyển thể sữa (62). Quét tia laser đồng tiêu kính hiển vi của mô não chuột cho thấy sông Nile Redlabeled nước kém phát triển hạt tôn trọng những nội mạc của mạch não và sự khuếch tán thuốc nhuộm vào các mô não. Protein hấp phụ mẫu plasma điều tra bằng điện twodimensional tiết lộ hấp phụ mạnh mẽ của
apolipoprotein AI và A-IV vào nước kém phát triển NP sau khi ủ bệnh của họ trong huyết tương chuột; APOE không thể được xác định. các tác giả đưa ra giả thuyết rằng khả năng của Vườn quốc gia 80-bọc Ps để cung cấp thuốc đến não không chỉ qua trung gian hấp phụ của apolipoprotein B và APOE nhưng có thể liên quan đến đội'' '' công việc của apolipoprotein khác ngăn chặn sự gan sự hấp thu của NP, do đó tạo điều kiện giao hàng não.
Các nghiên cứu gần đây của Sun và cộng sự. (22) được sử dụng nhiều (lactic) NP nạp với FITC dextran và phủ Ps 80 bởi 24 giờ ủ. Các quan sát trực tiếp giao hàng NP đến não được thực hiện bằng cách sử dụng kính hiển vi huỳnh quang phần não chuột thu được sau khi mạch máu tưới máu cố định. Sự phát huỳnh quang chỉ ghi nhận ở các loài động vật được điều trị bằng FITC dextran ràng buộc để NP 80-bọc Ps, trong khi điều trị bằng các chế phẩm khác, chẳng hạn như giải pháp của FITC dextran trong Tv 80, FITC dextran ràng buộc với NP không bọc, hoặc trong hỗn hợp tại chỗ của tất cả các thành phần, không sản xuất bất kỳ huỳnh quang của các phần não. Sự phát huỳnh quang là chủ yếu nằm ở bức tường của não microvessels, mà chỉ mang tính của sự tương tác giữa Ps NP 80-bọc và vi mạch não tế bào nội mô.

Trong nghiên cứu của Koziara et al. (21) tốc độ truyền tải của SLN ổn định bằng Ps 80 ( Brij 1 72/Ps 80 ) NP từ tưới máu chất lỏng vào trong não cao hơn so với của đáng kể Vườn quốc gia ổn định bằng Brij 1 78 ( E. sáp / Brij 78 ) .
Giả thuyết rằng Ps 80 trung gian một sự tương tác của Vườn quốc gia với các tế bào nội mô não , trong một cách , củng cố bởi các dữ liệu dược động học thảo luận trước đó . thực sự , mặc dù các lớp phủ của Vườn quốc gia khác nhau với Ps 80 đáng kể tăng cường phân phối thuốc đến não , ảnh hưởng của bề mặt này trên các đặc điểm lưu thông của các hạt không rất rõ ràng ( 13,15,30,32 ) . Ngược lại, poloxamine 908 hiệu quả nhất kéo dài thời gian lưu thông của Vườn quốc gia khác nhau ;
Tuy nhiên , ảnh hưởng của nó trên sự hấp thu não thường vừa phải hoặc tối thiểu. Nó có thể được đưa ra giả thuyết rằng poloxamine 908 tạo ra các rào cản về không gian mà không chỉ bảo vệ VQG từ opsonization , do đó tăng thời gian lưu thông, mà còn liên fered với các bước công nhận màng tế bào , khiến giao thông vận tải của Vườn quốc gia qua hàng rào máu (32) . trên
Mặt khác, và phù hợp với các quy tắc dược được trích dẫn ở trên, Ps 80 có khả năng cho phép một sự tương tác cụ thể của các hạt với các tế bào nội mô BBB .
Giả định này được hỗ trợ bởi các kết quả thí nghiệm trong các Borchardt et al. (63). Các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động bề mặt trên sự hấp thu của [14C]-PMMANP bởi bộ não bò tế bào nội mô microvessel phân lập từ chất xám của vỏ não. Sự hấp thu cao nhất và nhanh nhất (> 300% so với đối chứng không bọc sau hai giờ) đã được quan sát sau khi sơn phủ với Tv 80, trong khi lớp phủ của NP với poloxamine 908 mang lại một kết tăng cường sự hấp thu không đáng kể.
Điều thú vị là, dài lưu hành PHDCA NP pegylated không chỉ cung cấp sự tích lũy cao hơn trong các mô khối u não nhưng cũng hiển thị một ái lực cho các vùng não được bảo vệ bởi hàng rào máu não bình thường (17). Rõ ràng, và phối hợp với các nghiên cứu khác, nồng độ của các hạt trong não là cải thiện do giảm độ thanh thải của các tàu sân bay dài lưu hành của Bộ Công An. Hơn nữa, việc phân tích các dược dữ liệu cho phép các tác giả kết luận rằng nếu cơ chế tích lũy intratumoral tương tự cho pegylated và hãng không pegylated, một mối quan hệ của các hạt pegylated cho bộ não bình thường không thể được coi là một đơn giản khuếch tán / quá trình đối lưu. Nó có thể được suy đoán rằng, như với Tv 80, lớp phủ PEG cho phép một sự tương tác cụ thể của hạt với các tế bào nội mô BBB.
Trên tất cả, những kết quả này cho thấy dự đoán của sự hấp thu não của thuốc NP- ràng buộc trên cơ sở hành vi lưu thông của họ không phải lúc nào cũng rõ ràng và tế bào / hạt tương tác phải được xem xét để đạt được hiệu quả não giao hàng.
hấp phụ nội bào là một cơ chế khả năng của tăng cường vận chuyển ODN qua hàng rào máu với các hạt nanôgien tích điện dương ( 14,35 ) . Trở ngại chính để điều trị hiệu quả với các hợp chất ODN là các anion và cấu trúc phân tử tương đối lớn, cản trở xâm nhập của chúng vào các màng mục tiêu bên trong các tế bào tế bào chất và / hoặc hạt nhân . Mặt khác, NP được cho là tương tác tĩnh điện với màng tế bào tích điện âm , được tiếp theo sự đồng hóa của các hạt trong các tế bào này thông qua  hút bám trên nội bào. Thật vậy, việc xây dựng nanôgien tích điện dương cho phép chuyển ODN hiệu quả hơn qua các đơn lớp của vi mạch não tế bào nội mô , so với việc xây dựng electroneutral . Kết quả này là phối hợp với các dữ liệu trong cơ thể thể hiện tỷ lệ não / pha lỏng đáng kể của ODN đạt được sau khi tiêm các hạt nanô ODN  ( thảo luận trước đó )
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 05, 2016, 11:57:09 PM
Nano - Dẫn truyền thuốc đến não

(A) Sự nhập bào của oligonucleotide (ODN)-bọc hạt nano bởi nội bào hút bám và cơ chế giả định của ODN phát hành vào bào tương. (B) bất ổn của màng endosomal (1) tương tác của hạt nano tích điện dương với phospholipid điện tích âm, (2) hạt nano với phospholipid tương tác, và (3) sự xâm nhập của hạt nano vào phospholipid và vận chuyển ODN vào bào tương
Ảnh hưởng của tích điện bề mặt và kích thước màng tế bào não vẫn chưa rõ ràng, tuy nhiên, một số xu hướng có thể được ghi nhận. Như vậy, trái ngược với tích cực tính DOX được nạp PEG-PHDCA NP mà không sản xuất tỷ lệ não / máu cao, các hạt ODN-nạp nanôgien đã có một tiềm năng zeta thấp hơn (so với þ2.3 þ15.5mV với PEG-PHDCA NP) và nhỏ hơn đáng kể (90 so với 180 nm). Trong nghiên cứu của Zara và các cộng sự., (12) tích lũy DOX trong não tăng song song với việc giảm tiềm năng zeta tiêu cực của SLN tàng hình, trong đó, những yếu tố khác, có thể góp phần nhắm mục tiêu não thành công của các hãng vận chuyển (Bảng 1). những quan sát rõ ràng hàm ý tầm quan trọng của cả hai tham số cho mục tiêu não.
Cơ chế 4.
Transcytosis ( cơ chế 4 ) của polysaccharide cation NP phủ một lớp đôi lipid trên trong ống nghiệm mô hình BBB được quan sát bởi Fenart et al. (23) . Mô hình BBB bao gồm của một coculture của não tế bào nội mô mao mạch và bò tế bào hình sao chuột . Trung lập, anion và cation NP 60 - nm là chuẩn bị từ maltodextrin liên kết ngang dẫn xuất hay không ( trung tính) với anion ( phốt phát ) hoặc cation ( bậc bốn amoni ) phối tử . Các hạt được bọc huỳnh quang và bọc ( hoặc không ) với một lớp đôi lipid. Cation lipid NP tráng đã được tìm thấy là tốt nhất cho thấm qua hàng rào máu não , trong khi lớp phủ của các hạt trung tính không làm thay đổi đáng kể các đặc tính thấm của họ . Không modification của thấm paracellular đã được quan sát trong ủ bệnh của các tế bào với NP , do đó, sự gia tăng này không phải do một phân tích về các rào cản . Sự phân bố của các hạt trong tế bào chất là đặc điểm của transcytosis .
Cơ chế 5
Ngược lại, nội địa hóa perinuclear của NP polysaccharide không tráng cho thấy sự tích tụ trong tế bào của NP này trong một ngăn suy thoái Cuối cùng, phân phối thuốc tăng cường cho não với NP bọc Ps PBCAcó thể được liên kết với sự ức chế các protein màng , chẳng hạn như MRP và P- gp ( cơ chế 5 ) . Như có thể được nhìn thấy từ các dữ liệu trên , lớp phủ với Ps 80 cho phép tương tác của NP với các màng của não microvessel tế bào nội mô . Ngoài khác hiệu ứng, tương tác này có thể ảnh hưởng đến màng tính lưu động / độ nhớt, mà có thể gây ra sự thay đổi cấu trúc và ức chế các protein xuyên màng. các protein này máy bơm là thành phần quan trọng của hàng rào máu não và hầu hết các thuốc cung cấp cho não bằng Ps 80 - tráng PBCA NP ( như loperamide , Dal , DOX , và MRZ 2/576 , mô tả trước đó ) là P - gp và / hoặc MRP chất . Mặc dù khả năng tham gia của P- gp đã được đề cập trong ấn phẩm trước đó , vai trò của các cơ chế protein này trong việc cung cấp thuốc NP- qua trung gian để não bộ đã không được điều tra ( 55,59 ) . Đồng thời , giả thuyết này được hỗ trợ bởi sau sự kiện.

NP Polyalkylcyanoacrylate hiển thị một khả năng độc đáo vượt qua kháng đa thuốc ( MDR ) qua trung gian của P- gp ( 64-66 ) . Vì vậy , nhiều NP ( isobutylcyanoacrylate ) có thể đảo ngược MDR P- gp - phụ thuộc vào DOX và tạo hiệu ứng độc tế bào đáng kể trong các tế bào P388/ADR kháng DOX ( 65-67 ) . Tích tụ trong tế bào của DOX và độc tế bào rõ ràng phụ thuộc vào việc phát hành các loại thuốc từ hạt . Tuy nhiên , trái ngược với những gì người ta tin , quốc tế hóa các hạt trong các tế bào P388/ADR không cần thiết để khắc phục MDR . Cơ chế cho hành động là NP hấp phụ lên bề mặt của các tế bào ung thư và đồng thời phát hành các loại thuốc được đóng gói và suy thoái NP sản phẩm (axit polycyanoacrylic ) tạo thành một cặp ion, có thể qua màng mà không được công nhận bởi P- gp (Hình 10)
cơ chế theo giả thuyết DOX (doxorubicin-một loại kháng sinh trị ung thư) được bọc bởi poly (alkylcyanoacrylate) dạng NP bỏ qua MDR-vi khuẩn đề kháng ở cấp độ tế bào. DOX được nạp NP không endocytosed bởi các tế bào kháng (A) nhưng tuân thủ các bề mặt tế bào, nơi chúng đồng thời phá hủy lớp màng polyme và tạo thuốc (B). Các sản phẩm phân hủy và ionpairs dạng thuốc (C) có thể xâm nhập vào các tế bào tránh được sự công nhận của P-gp (P-glycoprotein). Nó đã được chứng minh rằng sự tiếp xúc của các hạt với màng tế bào là cần thiết cho MDR đảo chiều . các tác giả cho rằng các đảo chiều MDR là liên quan nhiều hơn đến những thay đổi trong tính thấm màng tế bào hoặc lỏng hơn để sự tương tác trực tiếp với P- gp. Hơn nữa, hiệu quả của nhiều NP (alkylcyanoacrylate)được tăng cường trong sự hiện diện của chất ức chế P-gp hoặc MRP.
Do đó, người ta thấy rằng các NP 80-bọc Ps đáng kể kéo dài tác dụng anticonvulsive của MRZ 2/576, là một chất nền ofMRP ra ngoài này bơm, thuốc này đang tích cực bơm ra khỏi não (66). Một hiệu ứng tương tự đã đạt được khi MRZ 2/576 liên kết với NP không bọc được tiêm sau khi tiền xử lý với probenecid, mà là một chất ức chế MRP nổi tiếng. Nó có thể được suy đoán rằng sự ức chế của thuốc ra ngoài này bởi Ps phủ 80 của NP là tương tự như tác dụng của probenecid. Hơn nữa, tác dụng ức chế của probenecid được tăng cường nếu cơ quan này là bị ràng buộc vào NP. Những số liệu này  của Soma et al. (19) đã chứng minh rằng khả năng gây độc của DOX ràng buộc với nhiều NP (isobutylcyanoacrylate) đối với dòng tế bào P388/ADR kháng DOX, có thể là tăng cường bởi cyclosporine1 A, một chất ức chế mạnh P-gp. Các Ảnh hưởng của cyclosporin, lần lượt, có thể được tăng cường nếu thuốc được ràng buộc để NP. Mặc dù DOX nạp trong PBCA NP không bọc có thể đảo ngược P-gp-liên MDR trong nuôi cấy tế bào, chỉ có trong cơ thể DOX ràng buộc để NP 80-bọc Ps có thể được gửi đến các não (15). Có thể là khả năng của DOX được nạp PBCA NP để phá vỡ P-gp được hỗ trợ bởi Ps 80. Thật vậy, bề mặt này đã được tìm thấy để đảo ngược P-gp liên quan đến kháng thuốc bằng cách tăng dòng thuốc vào các tế bào (68-70). Trong cơ thể, Ps 80 tăng cường sự bám dính của methotrexate qua đường tiêu hóa chuột (GIT) và sự hấp thu thuốc vào não một cách phụ thuộc vào liều (71). Hơn nữa, Ps 80 có thể tạo điều kiện cho sự tương tác hạt với màng tế bào nội mô.
Do đó, nó có thể được đưa ra giả thuyết rằng PBCA NP phủ Ps 80 nguyên nhân gây ra sự ức chế gián tiếp của P-gp qua những thay đổi trong màng tế bào. Cơ chế có thể vận chuyển DOX qua hàng rào máu não với NP polyalkylcyanoacrylate được tóm tắt trong
Hình 11.
Cơ chế phân phối thuốc đến não bằng Ps 80 (polysorbate 80) -coated NP: (1) hấp thụ qua trung gian nhập bào kích hoạt bằng cách hấp phụ của APOE (apolipoprotein E) vào NP;
(2) transcytosis, (3) nhập bào sau khi phá hủy lớp màng thuốc polyme  NP, kết quả vận chuyển thuốc qua hàng rào máu não (4) ức chế P-gp(P-glycoprotein), và (5) điều chế thẩm thấu của hàng rào máu não bằng cách mở các liên kết chặt chẽ
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 07, 2016, 08:22:29 PM
LIPSOME - CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ ĐIỀU CHẾ

Phần 1. CẤU TRÚC LIPOSOME
1.1   Cấu trúc Liposome
Từ liposome được ghép từ hai từ tiếng Hy Lạp: lipo ("béo") và soma ("cơ thể"); được đặt tên bởi vì thành phần của nó chủ yếu là các phospholipid.
Liposome là những tiểu phân nhân tạo hình cầu có kích thước nano được cấu tạo cơ bản từ các thành phần phospholipid tự nhiên và cholesterol.
Liposome được phát hiện đầu tiên vào năm 1961 tại Anh bởi Alec D Bangham khi đang thử nghiệm kính hiểm vi điện tử mới, ông đã phát hiện ra rằng khi các phân tử phospholipid kết hợp với nước sẽ lập tức hình thành những quả cầu được cấu tạo bởi những màng kép do cấu trúc phân tử phospholipid với một đầu phân tử hoà tan được trong nước, trong khi đó đầu kia của phân tử không hoà tan trong nước.
(http://media-2.web.britannica.com/eb-media/37/96837-004-AAC9A5BB.jpg)

Điểm khác biệt cơ bản nhất của liposome và nhũ tương được thể hiện trong hình 1.2.  Với một hạt nhũ tương (dầu trong nước hoặc nước trong dầu) thì chúng chỉ có một lớp duy nhất. Với một hạt liposome thì chúng được tạo nên từ một lớp kép với kích thuớc khá nhỏ.

Liposome là những tiểu phân nhân tạo hình cầu có kích thước từ 20 nm đến vài micrometer được cấu tạo cơ bản từ các thành phần phospholipid .Chủ yếu là phospholipid tự nhiên. Các phân tử photpholipit là các phân tử có mạch cacbon dài, có cấu tạo đăc biệt (hình 1.3), một đầu ái nước, một đầy kỵ nước. Nhờ cấu tạo đặc biệt này mà khi tồn tại trong dung môi phân cực hoặc dung mội không phân cực, chúng sẽ có xu hướng quay những đầu kỵ nước vào trong (môi trường phân cực) hoặc ra ngoài (môi trường không phân cực). Ngoài ra trong liposome, còn có các phân tử cholesterol nằm xen kẽ trong lớp photpholipit kép. Các phân tử cholesterol này sẽ làm tăng khả năng chịu đựng cơ học, tăng độ bên, và giảm tính thấm của hạt.
(https://www.formulatorsampleshop.com/v/vspfiles/assets/images/liposomes.jpg)
Bên ngoài là lớp vỏ kép được thiết kế có tính thân nước (hydrophilic) ở bề mặt trong và ngoài để có thể di chuyển trong môi trường sinh học và chứa phân tử thuốc trong trạng thái dung dịch nước. Giữa hai bề mặt này là vùng chứa chất béo như phospholipid và cholesterol kỵ nước (hydrophobic), có khả năng hòa tan dược liệu thích béo (lipophilic). Ngoài ra, bề mặt vỏ liposome được thiết kế với thành phần hóa học thích hợp sao cho hạt biết tránh các tế bào khoẻ mạnh không phải là mục tiêu tấn công, mà chỉ có thể tác dụng với tế bào ung thư và nhả thuốc khi gặp một môi trường có một nhiệt độ hay pH nhất định. Các nhà nghiên cứu sinh hóa học đã thiết kế lớp phospholipid có độ nhạy cảm với pH của môi trường. Nhờ vậy, khi liposome đi vào môi trường vi mô mang tính acid của khối u ung thư vỏ liposome tan vỡ và nhả thuốc vào tế bào bệnh [1].
   Các phân tử phosphoipid có một đầu ái nước và một đuôi kỵ nước, khi kết hợp với pha nước (dung môi phân cực) dưới tác động của lực tương tác, các đầu kỵ nước sẽ chụm vào nhau và đầu ái nước sẽ quay về phía pha nước để giảm lực tương tác, tạo thành lớp bilayer.
   Thành quả nghiên cứu trong vài thập niên vừa qua đã tối ưu hóa cấu trúc liposome, gia tăng hiệu năng cho việc hóa trị liệu ung thư trong cơ thể con người.

1.2    Phân loại Liposome
Hiện tại có nhiều cách phân loại liposome, nhưng theo kích thước thì liposome có 4 loại chính:
-   Multilamellar large vesicles (liposome đa lớp-MLW) có cấu trúc gồm nhiều lớp màng kép phospholipid hình cầu đồng tâm, đường kính từ vài trăm nm đến vài μm.
-    Multivesicular vesicles (MVV): gồm những túi nhỏ nằm trong một túi lớn hình cầu, đường kính từ vài trăm nm đến vài μm.
-   Unilamellar vesicles liposome (liposome đơn lớp): có cấu trúc chỉ gồm 1 lớp màng kép phospholipid  hình cầu.
+  Small unilamellar vesicles (SUV): đường kính 20 - 100nm
+  Large unilamellar vesicles ( LUV): đường kính  > 100nm.
(http://pubs.rsc.org/services/images/RSCpubs.ePlatform.Service.FreeContent.ImageService.svc/ImageService/Articleimage/2013/LC/c2lc41121k/c2lc41121k-f2.gif)
(http://pubs.rsc.org/services/images/RSCpubs.ePlatform.Service.FreeContent.ImageService.svc/ImageService/Articleimage/2009/CS/b803782p/b803782p-f1.gif)
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 07, 2016, 08:26:59 PM
LIPSOME - CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ ĐIỀU CHẾ

Phần 2. TÍNH CHẤT LIPOSOME
2.1    Kích thước của Liposome.
   Kích thước của liposome là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng cấp phát thuốc trong để điều trị ung thư, điều đó có nghĩa là kích thước sẽ quyết định khả năng thẩm thấu qua tế bào ung thư và định vị trong tế bào ung thư.
Trong khoảng kích thước từ 50 -150 nm, khi kích thước tăng thì hiệu quả tải thuốc của liposome tăng. Trong khoảng 80-200nm, khi tăng kích thước, khả năng ổn định của liposome giảm, khả năng phát thuốc giảm khi tăng kích thước.
Cho đến nay, kích thước liposome khoảng 100 nm là kích thước tối ưu, chúng không chỉ giúp cho tăng hiệu quả chuyển liposome từ máu đến tế bào ung thư mà còn tăng thời gian lưu giữ của chúng trong tế bào ung thư.
Tuy nhiên những nghiên cứu gần đây đã đề nghị rằng kích thước của tế bào ung thư khác nhau và phụ thuộc vào loại ung thư, thời điểm phát triển của tế bào ung thư. Do đó kích thước 100 nm của liposome không phải lúc nào cũng luôn là kích thước thích hợp nhất cho việc vận chuyển chúng từ máu đến tế bào ung thư.
2.2    Điện tích bề mặt của Liposome
Tùy loại phospholipid cấu thành nên liposome mà nó mang điện tích bề mặt khác nhau.
Dựa vào điện tích nó mang có 3 loại liposome: Cationic, anionic, neutral liposome. Cationic liposome: là những cấu trúc được làm bằng lipid tích điện dương. Cationic lipid thường có cấu trúc gồm một nhóm đầu tích điện dương và một, hai đuôi hydrophobic được làm từ mạch H.C or cấu trúc steroid.
 Ví dụ: N-[1-(2,3-dioleyloxy)propyl]-N,N,N-trimethylammonium chloride.
Điện tích bề mặt của liposome ảnh hưởng đến sự hấp thu động học của liposome vào khối u rắn và khôi u mạch máu. Cationic liposome có khả năng tích tụ chọn lọc và tác kích ưu tiên vào tế bào nội mô mạch máu của khối u. Vì thế liposome có tính chọn lọc trong chẩn đoán hoặc điều trị các của khối u rắn.
2.3     Nhạy pH, nhạy nhiệt.
Trong thực tế, việc tăng nhiệt độ hoặc giảm pH, với những giá trị sinh lý tương ứng, sẽ là tăng khả năng phát thuốc được bọc trong liposome.
Độ bền của liposome phụ thuộc vào pH và T. Để tăng độ bền:
-   Khống chế ở pH thích hợp (6.5) bằng cách dùng dd đệm.
-   Lưu trữ ở T thấp để hạn chế sự kết hợp với nhau của các liposome
Ðể tránh sự phân hủy của lysosome, liposome nhạy pH, không ổn định và kích thích dung hợp ở pH=6 đã được thiết kế. Kiểu liposome này bao gồm một hỗn hợp phosphatidyl ethanolamine (PE) với acidic phospholipid. Ở pH=6.5, sau khi proton hóa lớp màng kép, PE chuyển phase màng kép thành phase hexagon, không  bền, trở nên kích thích dung hợp và giải phóng các chất chứa trong liposome vào cytosol. Liposome nhạy pH đã được sử  dụng một cách thành công trong việc làm vector chuyển nucleic acid.
   Liposome nhạy với nhiệt đã được thiết kế từ phospholipid với nhiệt độ chuyển phase khoảng 40ºC. Làm nóng các vị trí mà ở đó liposome đã được tích lũy, gây ra sự giải phóng nhanh các chất chứa trong liposome. Loại liposome này đã được sử dụng thành công trong các mô hình in vitro và động vật nhưng chưa được đưa vào lâm sàng mặc dù sự tăng nhiệt cục bộ đã được sử dụng để điều trị kháng ung thư và nhiệt độ trên 40ºC là dễ dàng có được ở các mô khác nhau.
2.4    Khả năng bao bọc thuốc của liposome
Những tính chất quan trọng của liposome có được do tính chính cấu trúc của liposome mang lại.
Liposome có thể encapsulate hóa các loại hoạt chất cả ái nước lẩn kỵ nước. Các hoạt chất ái nước được chứa ở giữa khoang bên trong, các loại hoạt chất kỵ nước được chứa ở giữa các lớp kép phosphorislipid.
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/28/Liposome.jpg)

Cấu trúc màng kép phosphorislipid của liposome cũng là cấu trúc màng tế bào của cơ thể sống. Do sự tương thích này, liposome dễ dàng tương tác với màng tế bào để phóng thích các hoạt chất. Mặt khác, phosphorislipid của tế bào bị lão hóa có thể được thay thế bằng phosphorislipid của liposome, đặc điểm này làm cho liposome có tác dụng chống lão hóa. Ngoài ra, nhờ cấu trúc giống màng tế bào, các phối tử đặc biệt có thể được gắn trên liposome một cách dễ dàng, mở rộng ứng dụng của liposome.

Với kích thước nano, sự kết hợp tương đối dễ dàng với màng tế bào và khả năng kết hợp được với các phối tử đặc biệt như PEG hay kháng thể, liposome được xem là một dạng thuốc đích lý tưởng.
Nghĩa là liposome có khả năng định vị chính xác các mô bệnh để phóng thích hoạt chất, từ đó làm tăng hiệu quả tác dụng của hoạt chất và làm giảm độc tính của một số loại hoạt chất với cơ thể. Các tiểu phân liposome không khuếch tán qua thành mạch máu bình thường để đến các mô của cơ thể mà chỉ có thể khuếch tán qua các vị trí thành mạch máu có lổ hổng như vị trí khối u ung thư.
Ngoài ra, sóng chiếu xạ siêu âm có thể phá vỡ liposome giúp phóng thích hoạt chất với liều lượng có thể kiểm soát ở bất cứ đâu trong cơ thể. Những điều này làm nên tính chọn lọc của liposome, tức là khả năng định vị chính xác vị trí các mô bệnh.
Khi được gắn kháng thể, khả năng đến đích của liposome sẽ cao hơn vì các kháng thể có khả năng nhận biết và kết hợp với tế bào đích.
Khả năng kết hợp với phối tử của liposome giúp ngăn cản đại thực bào tiêu hủy các tiểu phân liposome, giúp liposome tồn tại lâu dài trong máu.
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 07, 2016, 08:41:37 PM
LIPSOME - CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ ĐIỀU CHẾ

Phần 3. ĐIỀU CHẾ
3.1 Giới thiệu chung
   Liposome được mô tả lần đầu tiên bởi tiến sĩ Alec Douglas Bangham FRS – một nhà khoa học về lĩnh vực huyết học vào năm 1961 (đăng báo năm 1964), tại viện Babraham, Cambridge. Họ khám phá ra liposome khi ông và R.W.Horne nhuộm âm để khô phospholipid nhằm thử nghiệm kính hiển vi điện tử mới. Sự tương hợp màng sinh học và hình ảnh dưới kính hiển vi đã cho biết những đặc điểm của màng tế bào với một cấu trúc lipid kép. Tên liposome được ghép từ hai từ tiếng Đức: “Lipos” là chất béo và “Soma” là cơ thể [3].
   Theo A.Akbarzadeh et al, để điều chế liposome gồm các giai đoạn sau: Làm khô lipid từ dung môi hữu cơ; Phân tán các lipid trong môi trường nước; Tinh chế liposme; Phân tích sản phẩm cuối. Các phương pháp để điều chế liposome gồm: Passive loading và Active loading [4].
   Passive loading là phương pháp này liên quan đến sự truyền dẫn của các tác nhân giữ trước hoặc trong suốt quá trình sản xuất.
   Active loading là phương pháp sử dụng các hợp chất có nhóm ionisable, có sự hiện diện của cả lipid và nước, hình thành các liposome.
3.2 Kỹ thuật Passive loading
   Kỹ thuật này gồm có ba phương pháp được thực hiện trên các nguyên tắc khác nhau: Phân tán bằng cơ học; Phân tán bằng dung môi; Phân tán chất hoạt động bề mặt.
3.2.1 Phương pháp Bangham/Phương pháp hydrat hóa màng film
   Phương pháp này được Bangham đưa ra và phát triển từ năm 1965 và cho đến nay vẫn là phương pháp được sử dụng nhiều để bào chế liposome vì tính tiện ích, dễ thực hiện, không yêu cầu thiết bị công nghệ cao, dễ bổ sung cải tiến.
   Hoà phospholipid và các thành phần tạo vỏ liposome vào dung môi hữu cơ (chloroform, methanol…). Bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm trong bình cất quay, phospholipid sẽ  tạo thành màng mỏng bám lên thành bình cất. Nhiệt độ  tiến hành xấp xỉ nhiệt độ chuyển pha của phospholipid. Thêm dung dịch nước có hệ đệm, vừa cho vừa lắc để phospholipid hydrat hoá tạo thành liposome.  Phương pháp này thu được liposome nhiều lớp, có kích thước không đồng nhất. 
(https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj6g_v3iMjMAhWCKaYKHYgPBhkQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fwww.intechopen.com%2Fbooks%2Fcancer-treatment-conventional-and-innovative-approaches%2Fliposomes-as-carriers-of-anticancer-drugs&bvm=bv.121421273,d.dGY&psig=AFQjCNEwnETJi8ND1XOzS3Vf_slAqWnJmg&ust=1462713903951008)

Các lớp màng lipid:
(http://pubs.rsc.org/services/images/RSCpubs.ePlatform.Service.FreeContent.ImageService.svc/ImageService/Articleimage/2009/MB/b815042g/b815042g-f1.gif)

3.2.2 Phương pháp dùng dung môi phân tán
   Trong phương pháp này, đầu tiên lipid được hòa tan trong dung môi hữu cơ, sau đó được đưa qua dung dịch chưa nước, sự thay đổi dung môi đã giúp hình thành liposome.
Phương pháp Batzri và Korn (phương pháp tiêm/ hòa tan ethanol)
   Phương pháp này được thực hiện từ năm 1973, như sau: Hòa tan phospholipid và các thành phần tạo màng vào ethanol. Bơm nhanh dung dịch này vào dung dịch KCl 0,1 - 0,2 M (hoặc một dung dịch khác tương đương, ví dụ  MgSO4 ), do thay đổi dung môi  sẽ  tạo thành các liposome. Siêu lọc để loại ethanol và tinh chế liposome. Phương pháp này tạo ra liposome có kích thước không đều.
(http://data:image/jpeg;base64,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)

Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 07, 2016, 08:43:10 PM
LIPSOME - CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ ĐIỀU CHẾ

3.2.3 Phương pháp bốc hơi pha đảo (Riaz & Weiner, 1994)
   Phương pháp này dựa trên sự hình thành micel đảo khi siêu âm hỗn hợp pha nước chứa dược chất thân nước với pha dầu  hòa tan các chất thân dầu. Bốc hơi dung môi hữu cơ từ từ để hình thành gel  nhớt. Tại điểm tới hạn, trạng thái gel bị phá vỡ, hình thành màng kép bao quanh các micel đảo còn lại, tạo thành liposome.  Tỉ lệ pha nước: dung môi hữu cơ là 1/3 với diethylether và 1/6 đối với hỗn hợp dung môi isopropylether và chloroform [4].
   Phương pháp này cho hiệu suất tạo liposome cao, áp dụng được với nhiều loại  phospholipid, nhưng  tạo ra liposome kích thước lớn, dược chất chịu tác động của nhiệt và siêu âm, có thể ảnh hưởng đến độ bền.
3.3 Các phương pháp làm đồng nhất hệ Liposome
   Để làm đồng nhất kích thước tiểu phân liposome tạo thành, người ta thường sử sụng các phương pháp sau:
3.3.1 Phương pháp đẩy qua màng
   Đẩy qua màng là một trong những phương pháp phổ biến nhất được dùng để  tạo liposome một  lớp và kiểm soát kích thước của chúng. Trong phương pháp này, hỗn hợp liposome  được  đẩy  qua  một  màng  polycarbonate tạo ra liposome có kích tthước gần với kích thước lỗ lọc của màng. Phương pháp này hạn chế việc phải loại tạp chất trong sản phẩm tạo thành. Ưu điểm lớn nhất là kích thước và phân bố  kích thước thủy phân (KTTP)  có độ  lặp lại cao giữa các lô mẻ sản xuất [7].
3.3.2 Phương pháp siêu âm
   Siêu âm là một trong những phương pháp phổ biến để bào chế liposome từ hệ phân  tán  phospholipid  trong  pha  nước,  được  áp  dụng  từ  khi  bắt  đầu  nghiên  cứu  về liposome. Siêu âm có thể  coi là phương pháp phổ  biến nhất được áp dụng để bào chế  SUV. Có thể  dùng siêu âm bể  hoặc siêu âm  cầm tay  để  làm nhỏ  kích  thước tiểu phân, áp lực gây ra bởi năng lượng siêu âm phá vỡ  các  liposome  nhiều lớp kích thước lớn thành các liposome kích thước nhỏ  hơn, có thể  là  liposome một lớp hoặc liposome nhiều lớp kích thước nhỏ  [8].
Kích thước  liposome tạo thành phụ thuộc vào thời gian và cường độ siêu âm [3], không phụ thuộc vào chiều dài chuỗi hydrocarbon của các phospholipid. Theo nghiên cứu của Yamaguchi T. et al. (2009), siêu âm với tần số thấp làm giảm KTTP  nhanh hơn so với siêu âm tần số cao. Cùng tần số và tổng năng lượng, siêu âm với cường độ mạnh hơn trong thời gian ngắn cho hiệu quả cao hơn siêu âm cường độ yếu trong thời gian dài [8]. Ưu điểm chính của phương pháp siêu âm là tiết kiệm thời gian. Tuy nhiên có thể  gây quá nhiệt cục bộ [3]. Hơn nữa, liposome tạo thành có khoảng phân bố  kích thước tương đối rộng (các MLV tồn tại đồng thời với SUV), không có sự đồng nhất giữa các lô mẻ [4].
   -  Siêu âm cầm tay: que siêu âm được đặt ngập trực tiếp vào hỗn dịch liposome. Năng lượng siêu âm đưa vào là rất lớn và có nguy cơ gây quá nhiệt cục bộ vì  vậy cần làm lạnh mẫu trong quá trình siêu âm. Ngoài ra kim loại(titan) giải phóng từ  đầu que gây nhiễm bẩn chế  phẩm. Siêu âm liên tục trong 1 giờ khoảng trên 5% lipid bị de-este hóa.
-  Siêu âm bể: Mẫu siêu âm được đựng trong dụng cụ thích hợp và đặt vào bể siêu âm, việc kiểm soát nhiệt độ  trong kỹ thuật này dễ dàng hơn so với siêu âm cầm tay. Mẫu liposome có thể được bảo vệ trong lọ tiệt trùng hoặc dưới dòng khí trơ [4].
 3.3.3 Phương pháp đông chảy
   Đông - chảy là quá trình làm nhỏ kích thước tiểu phân liposome (thường là MLV) thành các tiểu phân liposome có số lớp ít hơn (như LUV) bằng chu kỳ làm lạnh hỗn dịch liposome ở  nhiệt độ thấp, rồi tiếp tục làm chảy. Thường sử dụng lặp đi lặp lại nhiều lần chu kỳ  đông  –  chảy nói trên. Kích thước trung bình và số lớp của liposom giảm dần khi số chu kỳ tăng lên [9].
Tiêu đề: Re: Kiến thức về công nghệ nano
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Năm 07, 2016, 08:47:53 PM
LIPSOME - CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ ĐIỀU CHẾ

Phần 4. ỨNG DỤNG
   
Liposome được ứng dụng tronh nhiều lĩnh vực như:
   * Dẫn truyền thuốc/protein: Kiểm soát và duy trì quá trình nhả thuốc; Tăng cường độ ổn định của thuốc; Biến đổi dược chất và sinh học; Trị liệu thay thế enzyme và rối loạn tích lũy lipid
   * Kháng khuẩn, kháng nấm (thuốc chữa bệnh phổi) và kháng virus (điều trị anti-HIV): Thuốc liposomal; Liposomal thích nghi phản ứng sinh học
* Điều trị khối u: Vận chuyển phân tử thuốc đến khối u; Vận chuyển các đại phân tử như cytokine hoặc gen
* Vận chuyển gen: Điều trị gen và antisense; Chủng ngừa di truyền (DNA)
* Miễn dịch học: Immunoadjuvant (Hỗ trợ miễn dịch); Immunomodulator (Tăng cường miễn dịch); Immunodiagnosis (Chẩn đoán miễn dịch)
   * Liposome sử dụng thay thế máu nhân tạo
   * Thuốc phóng xạ để chuẩn đoán bệnh
   * Sử dụng trong mỹ phẩm và da liễu
   * Sử dụng trong cố định enzyme và công nghệ phản ứng sinh học
4.1 Cơ chế dẫn truyền thuốc của liposome
   Thuốc đưa vào cơ thể qua ba đường cơ bản là đường uống, đường dùng ngoài và đường tiêm.Thuốc liposome dạng uống được lựa chọn do sinh khả dụng thấp, và chúng hấp thu qua ống dạ dày ruột, bị chuyển hóa qua gan. Những thuốc này sẽ cải thiện hấp thu sinh khả dụng đồng thời kéo dài khoảng thời gian tác động của thuốc.
Đối với dạng thuốc tiêm, khi một dược chất tan được tiêm tĩnh mạch, nó sẽ đi qua gan, tại gan một lượng lớn thuốc bị oxy hóa bởi tế bào gan (tác đông vượt qua lần  đầu). Phần thuốc còn lại sẽ nhanh chóng thoát khỏi mao mạch đi vào ở lỗ nhỏ ở lớp trong tế bào mạch máu để đi đến tế bào ung thư, phần còn lại sẽ đi đến các tế bào lành. Khi một dược chất tan trong nước, nó được nang hóa trong liposome, màng lipid bao quanh thuốc bảo vệ chúng  khỏi tác động chuyển hóa của gan và lượng lớn thuốc còn lại vượt qua được các quá trình chuyển hóa này  sẽ gây hiệu quả tác dụng cao hơn. Bên cạnh đó, cấu trúc liposome khá lớn không thể xuyên qua những khe hở của tế bào  mạch máu và thoát khỏi mạch máu. Thuốc liposome sẽ tuần hoàn như một hỗn dịch nano trong máu một thời gian dài, kết quả những thuốc liposome có hoạt chất hòa tan trong nước sẽ tồn tại trong cơ thể lâu hơn và sinh khả dụng sẽ cao hơn. Đối với những hoạt chất không tan trong nước thì được hòa tan vào một hỗn hợp đặc biệt phospholipid và cuối cùng sẽ tạo thành liposome với hoạt chất được tích hợp vào lớp phospholipid kép. Vì các liposome có kích thước rất nhỏ nên nó sẽ tồn tại dưới dạng hỗn dịch nano và gây nên tác động tương tự dung dịch.
   Đối với thuốc dạng liposome sử dụng trên bề mặt da thì có 6 cơ chế xâm nhập:
   - (1): Tích hợp với lipid
   - (2): Thâm nhập nội bào
   - (3): Điều hòa thẩm thấu
   - (4): Thấm qua khe giữa các tế bào biểu mô
   - (5): Hấp thụ
   - (6): Thấm qua lỗ chân lông
 
(http://www.ijdvl.com/articles/2010/76/6/images/ijdvl_2010_76_6_612_72451_f6.jpg)

4.2 Liposome ứng dụng vào miễn dịch học
Sau khi tiêm vào tĩnh mạch, Liposome được tiêu hóa bởi tế bào thực bào trong cơ thể, đó là phương tiện tốt để mang các phân tử thuốc đến đại thực bào. Giúp điều trị một số bệnh nhiễm trùng do nấm hoặc leishmaniasis.
Bệnh leishmania là một bệnh rất cổ điển, được đặt tên sau khi W.B. Leishman phát hiện ra những sinh vật hữu cơ trên tiêu bản từ lách của bệnh nhân tử vong do sốt Dumdum năm 1901. Gánh nặng do bệnh này gây ra vẫn tồn tại trong thế kỷ 21 với số bệnh nhân lưu hành trên toàn thế giới là 12 triệu và số mới mắc hằng năm là 2 triệu, 25% thuộc thể có thương tổn nội tạng..
 
Liposome tích lũy trong các quần thể tế bào rất giống nhau mà bị nhiễm, và là phương tiện phân phối thuốc lý tưởng. Các chỉ số điều trị được tăng lên rõ rệt đối với thử nghiệm trên chuột khoảng vài trăm lần sau khi dùng thuốc chứa nhiều Liposome. Và bây giờ, có nhiều nghiên cứu về Liposome chống ký sinh trùng ở cơ thể người. Các ion điện ly amphotericin B được cấy ghép vào Liposome giúp tăng cường hiệu quả trong điều trị kháng nấm.
Báo cáo kết quả tốt nhất hiện nay trong điều trị kháng nấm trên cơ thể người là sử dụng Liposome làm chất mang foramphotericin B, đây là thuốc đặc trị nhiễm trùng nấm đã phát tán và thường phải kết hợp với hóa trị liệu, hệ thống miễn dịch, AIDS và thường gây tử vong. Thật không may là loại thuốc đặc trị này thường rất độc và phải hạn chế liều lượng do ion điện ly và đầu độc thần kinh. Độc tính này thường có liên quan đến kích thước thuốc. Rõ ràng là việc bọc Liposome giúp ngăn cản sự tích tụ của thuốc trong các cơ quan này và giảm độc tính triệt để.
4.3 Liposome ứng dụng vào điều trị khối u
   * Đặc điểm hệ vận chuyển thuốc Liposome:
   - Không bị phá huỷ và giải phóng dược chất trong tuần hoàn máu.
   - Không khuyếch tán qua thành mạch máu bình thường.
   - Có khả năng qua khe hở thành mạch máu ở các tổ chức ung thư và viêm theo cơ chế tăng tính thấm và tăng hiệu quả lưu giữ.
   - Liposome dạng miễn dịch có khả năng nhận biết, chọn lọc và đi sâu vào bên trong các tế bào ung thư nhất định.
   * Liposome là hệ vận chuyển thuốc lý tưởng với những ưu điểm nổi bật:
   - Giảm thải trừ thuốc trong tuần hoàn máu.
   - Tăng hấp thu đặc hiệu của thuốc tại các khối u.
   - Không phân bố thuốc tới mô lành.
   Ung thư là giai đoạn cuối cùng của một căn bệnh do đột biến gen cơ thể mà dẫn đến sự biến đổi của một tế bào bình thường thành tế bào khối u ác tính. Cuối cùng, các kiểu hình tế bào khối u tiến triển theo ba bước chính sau đây:
-   Tăng tốc độ phát triển và / hoặc giảm quá trình chết của tế bào, gây ra sự gia tăng của khối lượng tế bào khối u.
-   Sự xâm lấn của các mô xung quanh và mở thành mạch. Đây là một bước quan trọng mà khác biệt ở chỗ, khối u không xâm lấn không có khả năng di căn từ xâm lấn khối u có tiềm năng di căn và đe dọa tính mạng.
-   Sự xâm lấn của các mô xung quanh và mở thành mạch. Đây là một bước quan trọng mà khác biệt ở chỗ, khối u không xâm lấn không có khả năng di căn từ xâm lấn khối u có tiềm năng di căn và đe dọa tính mạng.
Cho đến nay, anthracycline (Doxorubicin, Epirubicin ) vẫn là một trong những thuốc cơ bản điều trị ung thư vú cho cả điều trị bổ trợ và tái phát di căn. Tuy nhiên, việc tích lũy liều cao anthracycline sẽ làm tăng nguy cơ gây độc tính trên tim (tổng liều tích lũy cao nhất của doxorubicin thông thường là 550 mg/m²da, ngoài ra còn phối hợp với một số độc tính khác như: ức chế tủy xương, nôn, buồn nôn, rụng tóc dó đó làm giảm hiệu quả điều trị của thuốc.
 
Pegylated liposomal doxorubicin là chế phẩm doxorubicin có dẫn chất thuốc liposome gắn với phân tử polyethylene glycol, nhờ có cấu trúc đặc biệt này mà thuốc lưu lại trong máu lâu hơn, tăng nồng độ thuốc tập trung tại mô ung thư và giảm tại mô lành, do đó làm tăng hiệu quả điều trị và hạn chế độc tính của doxorubicin, nhất là độc tính trên tim (với tổng liều tích lũy cao nhất là 2360 mg/m²da.
Hiện nay, pegylated liposomal doxorubicin (PLD) đã được sử dụng trong điều trị ung thư vú tái phát di căn ở Mỹ, Canada, Đức và người ta đã chứng minh được hiệu quả tương đương với doxorubicin thông thường về thời gian sống thêm không tiến triển, sống thêm toàn bộ trong khi các độc tính, nhất là độc tính tim giảm đáng kể có ý nghĩa thống kê. Năm 2008, bệnh viện K đã áp dụng phác đồ PLD đơn thuần (biệt dược là Lipo-dox) điều trị cho những bệnh nhân ung thư vú tái phát di căn.
   Lipo-dox là chế phẩm của doxorubicin HCL có dẫn chất thuốc liposome gắn với phân tử polyethylene glycol.
   * Cơ chế tác dụng:
   - Ức chế tổng hợp DNA, RNA bằng cách xen kẽ giữa các base trong chuỗi DNA, ức chế men topoisomerase II ngăn chặn sửa chữa DNA.
   * Dược động học:
   - Hấp thu và phân phối:
   + Sau khi được truyền tĩnh mạch, Lipo-dox phân bố chủ yếu trong phạm vi thể tích dịch trong máu và độ thanh thải doxorubicin khỏi tuần hoàn máu phụ thuộc vào chất mang là các tiểu phân liposome. Sau khi các tiểu phân liposome lọt qua thành mạch máu và đi vào tổ chức mô, doxorubicin mới được giải phóng ra ngoài và phát huy tác dụng.
   + Đặc điểm dược động học của Lipo-dox rất khác biệt so với Doxorubicin:
   • Tăng tích luỹ thuốc và giải phóng dược chất doxorubicin tại mô ung thư.
   • Với liều 50mg/m2 nồng độ tối đa trong huyết tương 26,8 mg/lít (cao hơn nhiều doxorubicin thông thường là 5,9 mg/lít).
   • Hệ sẽ thanh thải toàn phần 0,025ml/phút (doxorubicin thông thường 422ml/phút).
   • Thời gian bán thải trung bình 73,9 giờ (doxorubicin thông thường là 30 giờ).
   • Nồng độ thuốc tại mô di căn vào xương cao gấp 10 lần so với mô xương lành liền kề.
   - Chuyển hoá, thải trừ: Chuyển hoá ở gan và bài tiết qua mật.
   Khi chức năng gan giảm thì thải trừ chậm hơn, do vậy cần giảm liều dùng: Đối với bilirubin máu 1,2 - 3mg/dl: giảm 25% liều ban đầu.Đối với bilirubin máu > 3mg/dl: giảm 50% liều ban đầu.
Tiêu đề: HỆ NANO LIPID RẮN
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Một 22, 2017, 08:10:35 AM
1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ HẠT PHÂN TÁN NANO
1.1.1. Các dạng hạt phân tán nano
Với nhiều ưu điểm vượt trội và các đặc tính nổi bật, vật liệu nano và công nghệ nano đang là lĩnh vực và xu hướng thu hút được sự quan tâm các nhà khoa học. Các đặc điểm nổi trội của vật liệu nano:
-   Kích thước từ 1 đến 100 nm, diện tích bề mặt riêng rất lớn.
-   Kích thước vi hạt, dễ dàng đi qua màng tế bào trong các sinh vật.
-   Tương tác nhanh chóng với hệ thống sinh học trong cơ thể, hệ dẫn truyền thuốc tốt.
Do có nhiều ưu điểm nổi trội nên hướng nghiên cứu về vật liệu và công nghệ nano là một trong những hướng nghiên cứu đầy triển vọng [1].
Các dạng hạt nano có chứa hoạt chất, mỗi loại có những đặc trưng riêng với phạm vi ứng dụng khác nhau [2-5]: nano tinh thể (nanocrystal), hệ vi nhũ (nanoemulsion), nanocapsule, hạt nanopolymer (nanosphere) và liposome….
1.1.1.1. Hạt vi nhũ
Hệ vi nhũ hay hệ nhũ tương (nanoemulsion) là hệ phân tán các chất lỏng không hòa tan vào nhau. Tùy theo môi trường phân tán là nước hay dầu mà nhũ tương được gọi là nhũ dầu trong nước hay nước trong dầu. Hệ được gọi là vi nhũ tương khi kích thước các hạt phân tán nhỏ (20-200nm), hoặc dưới 1 m.
Chất nhũ hóa được thêm vào để ngăn các hạt nhũ kết tụ lại dẫn đến hiện tượng tách pha nhũ.
Ứng dụng: tương thích sinh học tốt với cơ thể nên được ứng dụng rộng rãi trong mỹ phẩm và là chất mang tốt đối với các hoạt chất kị nước[6-7].
1.1.1.2. Hạt nanopolymer [5]
Hạt nanopolymer chứa những hạt phân tán kỵ nước được bao bọc bởi màng matrix polymer. Kích thước trong khoảng 50-300nm và được tạo ra cách đây 30 năm. Phân loại:
-   Nanospheres: các hạt kỵ nước được phân tán đồng đều khắp nơi trong matrix.
-    Nanocapsules, trong đó hoạt chất thì tồn tại trong lõi của các phần tử ( như là dung dịch rắn hoà tan hoặc hoà tan trong dầu) và polymer nanocapsules là dạng keo, hệ thống bọng với thuốc bị bao bọc bên trong.
1.1.1.3. Liposome [8]
Liposomes là những tiểu phân nhân tạo hình cầu có kích thước nano
(50 – 100nm), nhỏ hơn các tế bào máu hàng ngàn lần, được cấu tạo cơ bản từ các thành phần phospholipid tự nhiên và cholesterol [3].
 Liposomes đã được tạo khoảng 30 năm nhưng đến nay những tiềm năng lợi ích của nó mới được ứng dụng: Liposomes được ứng dụng làm hệ dẫn truyền thuốc, vacxin và nhiều hoạt chất khác.
Ứng dụng nổi bật: liposome được dùng làm hệ dẫn truyền thuốc ung thư, vì có kích thước nhỏ (< 400 nm), liposome mang thuốc đi qua lớp tế bào của các mạch máu nuôi khối u  đi vào trong khối u và phóng thích thuốc [8].
1.1.1.4. Micelle [9]
Micelle thực chất là một dạng của hệ nhũ tương khi cho chất hoạt động bề mặt vào. Micelles tạo thành khi các chất hoạt động bề mặt đạt đến nồng độ CMC [9].Tùy môi trường phân tán mà chọn chất hoạt động bề mặt thích hợp để đưa vào trong lõi của micelles. Micelle nhằm giúp phân tấn các vi hạt (nằm trong lõi của micelle) vào trong môi trường liên tục tốt hơn.
1.1.1.5. Dendrimers [10]
    Dendrimers là hệ hạt có cấu trúc nano dạng phân nhánh với lõi bên trong; được tổng hợp từ các phân tử lớn như polyamidoamine, polyropyleneimine hay polyaryl ether. Kích thước hệ hạt dendrimers trong khoảng 1-100nm.
Ưu điểm: có khả năng giữ hoạt chất với dung lượng lớn cả trong lõi hay gắn vào bề mạng nhánh do cấu trúc đặc biệt nhiều nhánh [10].
1.1.1.6. Hạt nano kim loại [11]
Hạt nano kim loại là một khái niệm để chỉ các hạt có kích thước nano được tạo thành từ các kim loại: nano vàng, nano bạc.
Đặc điểm của hạt nano kim loại:
-   Màu sắc của hạt nano phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và hình dạng của chúng [10-12]. Chỉ có các hạt nano kim loại, trong đó các điện tử tự do mới có hấp thụ ở vùng ánh sáng khả kiến.
-   Nano bạc còn được biết có khả năng diệt khuẩn nên được ứng dụng làm bình đựng sữa cho trẻ con.
-   Các nhà khoa học đã phát hiện ra rất nhiều ứng dụng khả dĩ của hạt nano vàng để tiêu diệt tế bào ung thư.
1.1.2. Các tính chất của vật liệu nano
Với kích thước vi hạt, vật liệu nano sẽ ảnh hưởng đến tính chất của chính vật liệu cũng như hệ chứa hạt nano, đặc biệt là đối với vật liệu không tan trong nước. Những tính chất đặc trưng của vật liệu nano [12]:
• Diện tích bề mặt lớn: làm tăng số lượng các phân tử nằm trên bề mặt các hạt.
• Dễ phân phân tán hạt trong chất lỏng hơn vì chuyển động nhiệt của hạt lớn hơn chuyển động dưới tác dụng của lực trọng trường nên các hạt sẽ khó chuyển động xuống dưới đáy bình chứa và khó kết tụ.
• Khắc phục nhược điểm về độ tan của vật liệu.
• Dễ hấp thụ qua tế bào, da và ruột.
• Có một vài tính chất quang học và đặc tính riêng khác so với vật liệu có kích thước lớn hơn.
Tóm lại, với khả năng chứa thuốc, dẫn truyền thuốc trị liệu và phát quang tạo ảnh trong mô tế bào sinh vật, vật liệu Nano đã mở ra một cơ hội lớn cho những ứng dụng mới hay cải thiện những ứng dụng hiện có trong y học, chăm sóc sức khoẻ và phục vụ cho cuộc sống của con người.

Tiêu đề: HỆ NANO LIPID RẮN
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Một 22, 2017, 08:12:36 AM
1.2. HỆ HẠT NANO CHẤT BÉO RẮN
1.2.1. Giới thiệu
Hiện nay, vật liệu và công nghệ nano đang là vấn đề được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm bởi những tính chất và ưu điểm nổi bật của nó. Hàng loạt các công trình nghiên cứu đã và đang được tiến hành tạo ra nhiều hệ hạt nano mang nhiều triển vọng, và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong đời sống như: mỹ phẩm, thực phẩm, dược phẩm,…Hệ nano chất béo rắn được giới thiệu năm 1991 là một hệ phân tán có kích thước 50-1000nm, có nhiều ưu điểm có thể khắc phục được hạn chế của các hệ hạt nano khác trong hệ keo truyền thống như: hệ nhũ tương (nanoemulsion), liposomes, polymeric capsules và các hệ hạt nano khác [2,14].
Hạt nano chất béo rắn (SLN) được sản xuất bằng cách thay thế chất béo dạng lỏng bởi chất béo dạng rắn hoặc hỗn hợp các hạt chất béo rắn. Hạt nano chất béo rắn chứa 0,1% (w / w) đến 30% (w / w) lipit rắn ( pha phân tán) và ổn định với  0,5% (w / w) đến 5% (w / w) chất hoạt động bề mặt nếu cần thiết. SLN đã sản xuất thành công với đường kính siêu nhỏ, trong khoảng từ 40 nm đến 1000 nm [15].
Hệ nano chất béo rắn (solid lipid nanopartcles – SLN) là một trong những hệ chất mang với nhiều tiềm năng lớn như là vật liệu thay thế cho các polymer dạng nhũ dầu trong nước. Trong hệ nano chất béo rắn,  pha dầu là chất béo dạng rắn thay thế chất béo dạng lỏng là điểm khác biệt so với các hệ nhũ nano khác. Hệ hạt nano chất béo rắn có khả năng tương thích sinh học tốt khi vào cơ thể, ít độc hại, độ bền và ổn định cao và khả năng phóng thích hoạt chất đúng mục đích do có kích thước vi hạt. Đặc biệt, hệ hạt nano chất béo rắn là một hệ dẫn truyền tốt đối với các hoạt chất có tính kỵ nước và khó hấp thu vào cơ thể. Tuy nhiên, cũng có ba hạn chế [16]:
    Hạn chế tải thuốc bởi tính hòa tan của thuốc trong lipid rắn
    Sự rò rỉ thuốc khi lipid kết tinh để đạt trạng thái ổn định
    Nồng độ hạt trong pha phân tán trong khoảng từ 1% đến tối đa chỉ có 30%.
1.2.2. Thành phần và phân loại
 Thành phần hệ:
Hệ hạt nano chất béo rắn gồm các thành phần:
-   Một lõi lipid rắn dạng matrix có thể hòa tan các phân tử ái dầu.
-   Hoạt chất được phân tán vào lõi lipid rắn.
-   Các lõi lipid này được ổn định bởi các chất hoạt động bề mặt (chất nhũ hoá).
-   Các chất béo rắn thường có điểm nóng chảy cao hơn nhiệt độ cơ thể (370C), thường dùng gồm: triglycerides, acylglycerols, acid béo (acid stearic, acid palmitic, steroids (cholesterol), sáp (cetyl palmitate), cetyl alcohol, glycerol monostearate (GMS)…Sự lựa chọn chất béo rắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ bền của hệ, nhiệt độ nóng chảy, …
-   Chất hoạt động bề mặt ( HĐBM) được sử dụng nhằm tạo sự ổn định và đồng nhất cho hệ, ngăn cản sự keo tụ, kết dính của các chất trong hệ, gồm: phospholipids ( soy lecithin, phosphatidylcholine…), Poloxamer 188, Polysorbate, Sodium taurocholate…Chất hoạt động bề mặt ảnh hưởng đầy đủ đến đặc trưng của hệ trong các bước nhũ hóa. Thông thường, chỉ số HLP cao thường sử dụng tạo ra hệ nhũ O/W. Bên cạnh đó, các chất trợ nhũ hóa được thêm vào hệ để làm tăng độ ổn định cho hệ.
Phân loại [13-14]:
Sự phân chia loại hệ hạt nano chất béo rắn phụ thuộc thành phần các chất và loại chất béo rắn, độ tan của hoạt chất trong chất béo nóng chảy, bản chất và nồng độ của chất hoạt động bề mặt, phương pháp tổng hợp và nhiệt độ khi tổng hợp hệ. Có thể chia hệ thành 3 dạng:
   SLN matrix: Hoạt chất và chất béo rắn nóng chảy phân tán vào nhau. Sau khi chất béo đông đặc trở lại thì hoạt chất đã được phân bố đều.
   SLN dạng vỏ (shell): được tạo thành khi dùng phương pháp đồng hóa nóng, hoạt chất bao bọc bên ngoài lõi chất rắn.SLN dạng lõi (core): hoạt chất được bao bọc bởi lớp vỏ chất béo rắn.
Trong ba dạng trên thì loại hạt nano chất béo rắn dạng matrix là phổ biến và dễ tạo nhất bằng những phương pháp đồng hóa thông dụng. Do đó đề tài chỉ nghiên cứu chế tạo hệ hạt nano chất béo rắn có dạng matrix.
Tiêu đề: HỆ NANO LIPID RẮN
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Một 22, 2017, 08:14:07 AM
1.2.3. Phương pháp tạo hệ hạt nano chất béo rắn
Vào những năm 1980, Speiser và các cộng sự lần đầu tiên báo cáo về việc tổng hợp thành công hệ hạt nano chất béo rắn ứng dụng trong dẫn truyền thuốc. Speiser đã tạo ra hệ vi nhũ bằng phương pháp đồng hóa tốc độ cao hoặc sóng siêu âm. Sau đó, Domb cũng tạo hệ bằng cách kết hợp cả hai phương pháp trên đã tạo được hệ chất béo “lipospheres”.  Cả hai phương pháp của Speiser và Dom đã không thành công do tạo thành hệ gồm nhiều loại hạt submicron khác nhau [15]. Rất nhiều nghiên cứu sau này đã được tiến hành với nổ lực cải thiện qui trình tổng hợp SLN. Hầu hết các nghiên cứu đều gồm 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: tạo hệ nhũ thô dầu trong nước dạng vi nhũ
Giai đoạn 2: Sự hóa rắn của pha phân tán.
Trong quá trình tạo hệ thì quan trọng nhất là giai đoạn đồng hóa. Hiện nay có rất nhiều phương pháp đồng hóa khác nhau, sau đây là một số phương pháp dễ thực hiện và được sử dụng phổ biến trong tạo hệ hạt nano chất béo rắn [17-22]:
Phương pháp đồng hóa áp suất cao (High pressure homogenization): được sử dụng nhằm phá vỡ các hạt phân tán trong hệ nhũ tương hay huyền phù thành các vi hạt có kích thước nhỏ hơn nhằm tạo ra các hệ nano. Sự đồng hóa các hạt phân tán này thực hiện bằng cách buộc dòng phân tán đi qua một kênh hoặc lỗ rất hẹp dưới tác động của áp suất rất cao. Dòng sản phẩm sau khi được đồng hóa sẽ đưa vào khoang điều nhiệt để hạ nhiệt độ (do quá trình này sinh nhiều nhiệt). Cuối cùng ta thu lấy sản phẩm ở đầu ra. Thông thường ta sẽ cho dung dịch chạy qua hệ thống nhiều cycle để đảm bảo đạt được mức độ đồng hóa tối ưu và phù hợp với nhu cầu.
Có 2 kĩ thuật cơ bản tạo hệ hạt nano chất béo rắn là: đồng hóa nóng
(hot homogenization) và đồng hóa lạnh (cold homogenization). Sự khác nhau giữa 2 qui trình tổng hợp được mô tả như sau: [31, 36]
 1.2.4. Độ bền của hệ hạt nano chất béo rắn
Độ bền và ổn định của hệ hạt nano chất béo rắn được đánh giá dựa trên hai yếu tố là kích thước hạt phân bố và trạng thái kết tinh của hệ hạt nano, hay dựa trên kích thước và hình thái hạt:
-   Kích thước hạt là một yếu tố rất quan trọng bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thu qua màng ruột, mức độ tồn tại của hệ trong cơ thể và các cơ chế phân bố hoạt chất trong hệ thống màng nội bào (Reticulo endothelial system –RES). Kích thước hạt cũng chi phối đến cảm quan về sản phẩm.
-   Trạng thái kết tinh của hệ tương thích mạnh đến khả năng phóng thích và kết hợp các loại thuốc.
Mặc dù tính ổn định là khó đạt được nhưng hệ nano chất béo rắn khi phân tán có thể đạt độ bền hơn một năm. Vì vậy, để tránh sự không ổn định của hệ, các nhà khoa học đã tiến hành nhiều nghiên cứu và chứng minh được rằng dùng kĩ thuật làm khô lạnh hay phun xịt khô sẽ làm tăng tính ổn định của hệ [3]. Vấn đề độ bền và tính ổn định của hệ nano chất béo rắn cần tiếp tục được nghiên cứu và tìm hiểu.
1.2.5. Ưu điểm
Hệ nano chất béo rắn được xem như là hệ vận chuyển hiệu quả các hoạt chất vì kích thước vi hạt nanomet (50-1000nm) được tổng hợp trên nền chất béo ở trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng hoặc trạng thái lỏng khi tăng nhiệt độ. Đặc biệt, các hoạt chất kỵ nước hoặc ít tan trong nước có thể được phối dễ dàng vào hệ nano chất béo rắn. Hệ nano chất béo rắn có các ưu điểm của các hệ dẫn truyền khác như polymeric nanoparticle, hệ vi nhũ hay hệ liposome.
         Những ưu điểm của hệ hạt nano chất béo rắn [3,23]
-   Với kích thước nanomét tạo điều kiện cho các hoạt chất được phối vào trong hệ hạt nano chất béo rắn dễ dàng thâm nhập vào màng tế bào.
-   Qui trình tổng hợp tương đối dễ thực hiện, yêu cầu chi phí thấp, không sử dụng dung môi hữu cơ độc hại. Có thể tiến hành sản xuất ở quy mô công nghiệp.
-   Có thể điều khiển được quá trình phóng thích hoạt tính của thuốc do hoạt chất thuốc được giữ trong các lõi matrix của chất béo rắn, kéo dài thời gian phóng thích thuốc trong cơ thể.
-   Hạn chế sự biến chất của hoạt chất được phối vào hệ, cũng như sự rò rĩ thuốc khi đưa vào cơ thể, đảm bảo sự phóng thích hoạt chất đúng nơi.
-   Có thể giữ được cả hai loại hoạt chất ưa nước và kỵ nước.
-   Độ bền và tính ổn định hệ nano chất béo rắn có thể giữ được hơn một năm. Bằng phương pháp phân tích dưới kính quang phổ photon (photon correlation spectroscopy –PCS), Muller đã chỉ ra rằng hệ hạt SLN sử dụng chất béo glycerol palmitostearate và tribehenate có độ bền đến 3 năm [17].
-   Hệ SLN sản phẩm có thể làm lạnh khô dưới dạng bột hoặc sử dụng các biện pháp tiệt trùng.
Tiêu đề: HỆ NANO LIPID RẮN
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Một 22, 2017, 08:18:49 AM
1.2.6. Ứng dụng của hạt nano chất béo rắn
1.2.6.1. Tăng sự hấp thụ lên da:[24]
Bên cạnh những lợi ích liên quan đến các sản phẩm được bao thông thường, hạt nano chất béo rắn có các đặc tính nổi bật là hình thành lớp phim trên da có thể dẫn đến tăng tác dụng làm ẩm da như thể hiện trong hình 1.13.
Khi các hạt nano chất béo rắn được bôi trên da, một bộ phim lipid được hình thành với nhiều hiệu quả. Sự hấp thụ cao nhất có thể đạt được với các hạt chất béo rất nhỏ được sản xuất từ tinh thể lipid có nhiệt độ điểm sôi thấp. Các hạt nhỏ hơn 400 nm bao gồm ít nhất 35% lipid tinh thể là có hiệu quả cao nhất [15]. Souto et al. tìm thấy một sự hấp thụ cao hơn SLN khi so sánh với các nano có cấu trúc mang lipid khi chứa cùng hàm lượng lipid [24].
1.2.6.2 Tăng cường độ ẩm và độ đàn hồi cho da:[15]
Hiệu quả của hấp thụ qua da có thể làm giảm mất nước qua da và tăng độ ẩm da sau khi sử dụng da của các sản phẩm có chứa SLN. Hình 1.3 cho thấy một kính hiển vi điện tử quét (SEM) hình ảnh của một lớp phim hạt nano lipid trên bề mặt [13].
Müller và cộng sự thực hiện một nghiên cứu trong cơ thể để kiểm tra trực tiếp và so sánh các hiệu quả làm ẩm da sau khi sử dụng lặp đi lặp lại một loại kem được cải tiến có chứa SLN dạng O/W và một loại truyền thống. Sự gia tăng đáng kể độ ẩm da đã được tìm thấy sau 28 ngày [25].
Hiệu quả hấp thụ của SLNs phụ thuộc vào một số yếu tố: (i) hàm lượng lipid, (ii) mức độ kết tinh của các lipid tái kết tinh và (iii) kích thước hạt.
Như một quy luật, khi giảm kích thước hạt dẫn đến sự gia tăng trong số lượng hạt và do đó, lớp phim hình thành trở nên dày đặc hơn và hấp thụ cao hơn. Cùng một loại cơ chế, kiểm tra lại bằng cách tăng nồng độ lipid [14].
1.2.6.3 Tăng cường hoạt tính chống tia UV:[31-32]
Kem chống nắng có chứa các hạt hoặc các phân tử chống tia UV được ứng dụng trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc da sẽ không thâm nhập sâu vào bên trong da mà chỉ có tác dụng lưu hương. Bởi vì khi kem chống nắng xâm nhập vòa bên trong da sẽ gây ra các ảnh hưởng không mong muốn như sự kích ứng da hay dị ứng trên da. Vấn đề trên được giải quyết bằng cách bao các hoạt chất trên trong các hạt nano chất béo rắn, và đã được chứng minh là nó có hiệu quả tốt hơn các loại nhũ O/W truyền thống [31].
Bên cạnh đó cùng với các phân tử chông tia UV phân tán trong hạt nano chất béo rắn, hệ thống này còn giúp phân tán tia UV và sự hấp thụ UV của các phân tử kem chống nắng cũng được quan sát. Phương pháp này làm giảm khối lượng của kem chống nắng, đồng thời, chẳng những giảm nguy cơ các tác dụng phụ của kem chống nắng mà còn duy trì hoạt tính chống tai UV [32].
Từ các kết quả trên, các hạt nano chất béo rắn được xem xét như là một chất mang thay thế hấp dẫn để tạo ra các sản phẩm kem chống nắng với tác nhân chống nắng thấp hoặc trung bình
1.2.6.4 Kéo dài thời gian phát hương của nước hoa:[33]
Một phương pháp để kéo dài thời gian phát hương của nước hoa là kết hợp hương vào pha dầu và nhũ tương. Sau khi pha nước bay hơi, các giọt dầu có chứa nước hoa vẫn còn trên da. Ngược lại với ethanol, dầu (ví dụ như dầu ô liu, dầu thầu dầu) có áp suất hơi rất thấp (khoảng 0 kPa ở 20 ºC). Do đó, các giọt dầu vẫn còn trên da làm cho sự bay hơi của nước hoa bị cản trở. Điều này được giải thích bởi luật Raoult: áp suất hơi của hỗn hợp pha bằng tổng áp suất hơi của từng chất nhân với phần mol của nó.
pa + b = paxa + pbxb
Trong đó: p là áp suất hơi và x là phần mol.
Với pi, xi là áp suất hơi của cấu tử i trong hỗn hợp. Định luật Raoult thích hợp nhất cho các phân tử không phân cực có lực hút nội phân tử yếu: nước hoa và các loại dầu. Các phân tử nước hoa cần phải khuếch tán thông qua pha dầu trước khi bay hơi vào không khí. Hình 1.13 (trái và giữa) cho thấy sơ đồ các cơ chế của nước hoa bay hơi từ dung dịch ethanol và từ nhũ tương.
Yếu tố kiểm soát sự phát hương từ nhũ là áp suất hơi của dầu, vì thế, để kéo dài việc phóng thích hương, tiến hành giảm áp suất hơi của dầu. Biên pháp tốt nhất là dầu lỏng được thay thế bằng chất béo, đó là chất béo rắn ở nhiệt độ phòng và cũng ở nhiệt độ da. Các chất béo lỏng (dầu) của nhũ O/W được thay thế bởi một hỗn hợp chất béo, dẫn đến các hạt nano chất béo rắn dạng ma trận ở nhiệt độ phòng. Trạng thái phát hương chậm là trạng thái bên phải, hạt nano chất béo rắn ở dạng matrix.
Tiêu đề: HỆ NANO LIPID RẮN
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Một 22, 2017, 08:20:49 AM
1.3 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu tạo ra hệ hạt nano chất béo rắn đã và đang thu hút rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới. Có rất nhiều công trình được thực hiện, cụ thể là:
Năm 2007, nhóm tác giả Waree Tiyaboonchai, Wacharaphorn Tungpradit, Pinyupa Plianbangchang đã thành công trong việc sử dụng phương pháp microemulsion tạo hệ hạt nano chất béo rắn tại nhiệt độ 750C. Pha nước chứa 0,1% dẫn xuất curcuminoids, 5-15% poloxomer 188, 5-15% AOT, 5-20% ethanol và nước khử ion hóa đủ 100%. Pha nước đun đến 750C trước khi cho vào pha dầu [29] . Pha dầu chứa 5-12,5% acid stearic, 4% GMS, đun nóng ở cùng nhiệt độ trên. Trộn hai pha này thu được hệ microemulsion, để ấm và phân tán trong nước lạnh 20C (tỉ lệ 1:20) và thực hiện đồng hóa tốc độ cao trong 15 phút, 8000 vòng/ phút thu được hệ nano chất béo rắn. Hệ hạt nano chất béo rắn sau đó được lọc siêu âm hai lần với nước khử ion hóa. Cuối cùng, 4% mannitol được cho vào hệ nhũ nano trước khi làm lạnh lạnh đột ngột trong nitơ lỏng và làm lạnh khô ở áp suất 0,4mbar, -300C, trong 24 giờ. Kết quả tạo thành hạt nano chất béo rắn  chứa curcuminoids có kích thước gần 450nm. Tính ổn định của hệ vẫn được duy trì sau 6 tháng bảo quản ở nhiệt độ phòng không có ánh sáng. Sản phẩm bước đầu đã được sử dụng bởi tình nguyện viên và mang lại kết quả tốt trong chữa trị vết nhăn.
Bằng hai phương pháp microfluidizer và siêu âm, sử dụng ba loại chất hoạt động bề mặt khác nhau là tween  20,  Hi-Cap  100  (tinh  bột  biến  đổi  từ  ngô  sáp), WPC (whey  protein concentrate), Seid  Mahdi  Jafari  và  các  cộng  sự  cũng đã nghiên cứu  tạo  hệ  nhũ tương chứa d-limonene trên nền maltodextrin[3-4]. Hạt nano dạng bột rắn thu được bằng cách phun khô hệ thu được. So sánh kết quả thu được, ta thấy: phương  pháp microfluidization là một kỹ thuật nhũ tương khá hiệu quả và sản phẩm ở dạng bột có kích thước nhỏ từ  700-800nm  và có  khả  năng  giữ  d-limonene  cao  hơn phương pháp siêu âm (EE%=86,2%). Với chất hoạt động bề mặt Tween 20 có ưu điểm: làm giảm đáng kể kích thước hạt (đường kính hạt <200 nm) nhưng hiệu quả giữ d-limonene là thấp nhất khi sản phẩm ở dạng khô. Nghiên cứu  này  tạo  hệ  nano  dựa  trên những chất béo tự nhiên, an toàn với cơ thể người nên không hề sử dụng bất kỳ dung môi hữu cơ nào.
Dòng nước hoa Chanel Allure được phối hợp sử dụng hệ nano chất béo rắn giữ  hương  liệu  với hệ nano nhũ tương nhằm  kéo  dài  thời gian lưu hương bởi Wissing và các cộng sự[32]. Kết quả cho thấy thời gian lưu hương kéo dài hơn so với các dòng nước hoa thông thường. Khả năng phát hương của nước hoa có SLN phát hương thơm tương tự như nước hoa không có SLN trong 3h đầu. Tuy nhiên, thời gian phát hương của hệ chứa SLN chậm và kéo dài hơn trong 10h tiếp theo ( trong 6h, nước hoa không được bao trong SLN đã phát hết 100% hương trong khi nước hoa được bao trong SLN thì chỉ phát 75% hương liệu  chứa  trong  hệ. Từ đó đưa ra kết luận, khi sử dụng nước hoa được phân tán trong SLN, thời gian lưu hương của nước hoa Chanel Allure có thể lên đến 26-28 tiếng. Nghiên cứu này đã mở ra tiềm năng cho việc ứng dụng hệ hạt nano chất béo rắn vào các sản phẩm chống côn trùng dùng trên da.
Hiện nay ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu liên quan đến việc tạo hệ hạt phân tán nano giữ hương limonene, cụ thể là:
Tiến sĩ Lê Thị Hồng Nhan và cộng sự đã thực hiện một nghiên cứu gần đây về việc tạo hạt và  nghiên cứu đặc tính hóa lý của SLNs mang hương limonene sử dụng trên 4 nền chất béo rắn: Emulgade SE-PFTM, cetyl alcohol, glycerol monostearate (GMS) and stearic acid và 2 chất hoạt đọng bề mặt là Tween80 and Span80 [30]. Trong nghiên cứu này, SLNs mang hương limonene được điều chế thành công bằng kỹ thuật đồng hóa tốc độ cao 5000 vòng/phút trong 30 phút và để chống lại hiện tượng kết tụ của các hạt nano khi chuyển từ đồng hóa nóng sang đồng hóa lạnh nên đã cho một lượng nhỏ PVA vào (2%).  Kết quả thí nghiệm cho thấy: Emulgade SE-PF có hiệu quả tốt hơn so với GMS khi điều chế SLNs. Kết quả đo DLS cho thấy, các Limonen-SLNs có kích thước hạt từ 50-70 nm khi sử dụng Tween 80. Có thể kết luận rằng các hạt nano chất béo rắn này là rất phù hợp cho các ứng dụng trong sản phẩm mỹ phẩm cũng như các sản phẩm hương.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đánh giá sơ bộ khả năng tạo hạt của hệ [14]:
Kiểm tra sự phân tán của hệ, từ đó đánh giá sơ bộ về khả năng tạo hạt của hệ bằng phương pháp đo cường độ tán xạ laser (Magnitude of Laser Pathway - MLP): sử dụng chùm tia laser chiếu qua hệ hạt nano chất béo rắn phân tán trong nước. Cường độ tia laser xuyên qua lòng chất lỏng và sự tán xạ tia thể hiện sự tương tác giữa tia laser và các hạt phân tán.Lập tỉ lệ giữa đường kính tia truyền qua và đường kính nguồn sáng ta thu được giá trị MLP.
Quan sát ánh sáng đi qua mẫu. Khi ánh sáng va đập vào các hạt, sự phân tán xảy ra. Ánh sáng được phân tán theo mọi hướng nhưng các hạt lớn bị phân tán phía trước, còn các hạt nhỏ hơn thì bị phân tán ở cạnh và phía sau.
Khi chiếu tia laser qua mẫu, nếu không thấy tia sáng bị tán, nghĩa là dung dịch đồng nhất. Khi tia sáng bị tán, môi trường có các hạt phân tán. Kích thước tia sáng bị tán được đo và sử dụng để đánh giá tương đối kích thước hạt trong hệ.
Nếu giá trị MLP nhỏ và ổn định sau nhiều ngày thì hệ có kích thước hạt phân tán tốt, có độ bền cao, ít có hiện tượng sa lắng.
2.2  Xác định kích thước hạt bằng LDS (Laser Diffraction Spectrometry) [39]
Kích thước của hạt chất béo rắn được xác định bằng thiết bị đo phân bố kích thước hạt bằng máy LDS Laser Diffraction Spectrometry Horiba LA910V2 tại Phòng thí nghiệm Khoa kỹ thuật Hóa học– Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh.
Nguyên lý đo: Khi ánh sáng va đập vào các hạt, sự phân tán xảy ra. Ánh sáng được phân tán theo mọi hướng nhưng các hạt lớn bị phân tán phía trước, còn các hạt nhỏ hơn thì bị phân tán ở cạnh và phía sau. Đèn Vonfam, với bước sóng ngắn hơn, thích hợp hơn tia laser He-Ne có bước sóng dài hơn để tạo các mẫu phân tán tốt trong các hạt nhỏ hơn. Bước sóng càng ngắn thì càng đo được các hạt càng nhỏ. Đường kính hạt được tính toán dựa vào thuyết Mie theo mẫu phân tán quan sát được.
Thông qua kết quả chụp LDS, ta có thể xác định được sự phân bố kích thước hạt, thu được các giá trị về đường kính hạt tương ứng với các tỉ lệ phân bố 10%, 50%, 90% của các hạt phân tán. Từ đó tính toán giá trị Span (span index) [39], đây là một tham số thống kê để mô tả sự phân bố kích thước hạt. Nếu giá trị Span thuộc khoảng cao thì hệ có sự phân bố kích thước rộng và chỉ số phân tán cao.
Tiêu đề: HỆ NANO LIPID RẮN
Gửi bởi: Mr H2O trong Tháng Một 22, 2017, 08:22:09 AM
2.3 Xác định hình thái hạt thông qua SEM (Scanning Electron Microscope) và TEM (Transmission Electron Microscopy) [39]
Kính hiển vi điện tử quét ( Scanning Electron Microscope - SEM), là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các electron) hẹp quét trên bề mặt mẫu. Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ phát ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật.
Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission electron microscopy - TEM) là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn (có thể tới hàng triệu lần), ảnh có thể tạo ra trên màn huỳnh quang, hay trên film quang học, hay ghi nhận bằng các máy chụp kỹ thuật số.
2.4 Thử nghiệm tính hiệu quả giữ tinh dầu
Tinh dầu là một hợp chất thơm dễ bay hơi, nên để đánh giá được hiệu quả giữ tinh dầu của hạt nano chất béo rắn, ta cần tính toán được sự mất hương do bay hơi trong quá trình tạo SLN. Thuật ngữ “lưu giữ” được định nghĩa là tỷ lệ giữa lượng tinh dầu được giữ trong hạt chất béo rắn và lượng tinh dầu tổng trong hệ. Từ lượng tinh dầu tổng và tinh dầu tự do, ta suy ra được lượng tinh dầu được giữ trong hệ hạt chất béo rắn (encapsuled oil).
Tính toán hiệu quả giữ tinh dầu của hệ so với lượng tinh dầu tổng cộng có trong hệ (encapsulation efficiency - EE%)
2.5. TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN
       -Giai đoạn 1: Đồng hóa nóng (80 0C): Chất béo rắn được đun nóng chảy 70 0C rồi hòa tan hoạt chất vào tạo thành pha dầu và giữ hỗn hợp này ở 700C, tiến hành khuấy trộn 1 phút bằng máy khuấy từ. Trộn pha dầu vào pha nước có chứa chất hoạt động bề mặt ( được nâng nhiệt độ bằng với nhiệt độ của pha dầu 800C) và đồng hóa nóng bằng máy đồng hóa tốc độ cao SY với tốc độ 8000 vòng/phút trong 10 phút thu được hệ nhũ thô dầu trong nước (O/W).
       - Giai đoạn 2: Đồng hóa lạnh (25 – 30 0C). Lấy 20 ml hệ nhũ thô cho vào 300ml nước lạnh (có chứa 0.5% PVA) (tỉ lệ 1:15), tiếp tục đồng hóa lạnh mẫu bằng máy đồng hóa tốc độ cao SY (8000 vòng/phút, trong 10 phút) thu được hệ nhũ nano. Sản phẩm được giữ ở nhiệt độ phòng tránh ánh nắng mặt trời 1 ngày rồi tiến hành các phân tích tiếp theo.