Từ khi Nano được biết đến lần đầu tiên đã giúp ích rất nhiều cho sự phát triển công nghiệp trên thế giới. Tuy nhiên, ít ai hiểu rõ hơn về công nghệ quan trọng này. Vì thế, trong bài viết hôm nay, VietChem sẽ phân tích chi tiết về Nano là gì và ứng dụng trong cuộc sống để các bạn tham khảo.

1. Nano là gì?

Nano là loại vật liệu được sản xuất dưới dạng các tấm mỏng, dạng ống, dạng sợi hoặc đơn giản hơn là các hạt. Kích thước của chúng khá nhỏ chỉ từ 1 – 100 nanomet.

Trên thực tế, các hạt Nano đã tồn tại trong tự nhiên từ lâu. Chúng có thể sử dụng để chế tạo ra nhiều loại gốm sứ, thủy tinh với màu sắc, kích thước khác nhau.

Nano là vật liệu sản xuất tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau

2. Phân loại các loại vật liệu Nano phổ biến hiện nay.

Để hiểu rõ Nano là gì, chúng ta hãy cùng khám phá cách phân chia vật liệu này theo hình dáng và trạng thái dưới đây.

Phân loại theo hình thái: Phân tích theo trạng thái, vật liệu này tồn tại ở 3 dạng chính. Đó là rắn, lỏng và khí.

Phân loại theo hình dáng: Theo hình dáng, phân loại vật liệu Nano là gì được nhiều người quan tâm. Cụ thể:

• Vật liệu Nano hai chiều: Tức là một chiều có kích thước nano và hai chiều tự do.
• Vật liệu Nano một chiều: Hay còn được gọi là ống, dây nano. Chúng có hai chiều mang kích thước nano. Còn lại là chiều điện tử tự do.
• Vật liệu Nano không chiều: Chính là hạt Nano, đám Nano. Cả ba chiều của chúng đều có kích thước Nano nên không còn chiều nào cho điện tử. 

Tìm hiểu cách phân loại vật liệu Nano

3. Công nghệ Nano và những ứng dụng thực tiễn

Công nghệ Nano được biết đến từ đầu thế kỷ 21, nhất là sau cuộc cách mạng 4.0 toàn cầu. Đây là công nghệ có liên quan đến việc chế tạo, thiết kế, phân tích các thiết bị theo quy mô nanomet. Trong đó 1m là 10⁹ nm.

Ứng dụng phổ biến của Nano là chế tạo kính hiển vi đầu dò quét. Ngoài ra, công nghệ này còn phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau như: Phục vụ công nghiệp sản xuất, nghiên cứu khoa học…

4. Nano có ứng dụng như thế nào trong cuộc sống

Ứng dụng của Nano là gì nhận được nhiều sự quan tâm. Theo đó, công nghệ Nano và vật liệu Nano có vai trò quan trọng với đời sống với những ứng dụng điển hình dưới đây:

4.1. Tìm hiểu ứng dụng của Nano trong lĩnh vực năng lượng

Trong lĩnh vực năng lượng, Nano góp phần nâng cao chất lượng của pin mặt trời. Đồng thời, chúng giúp tăng tính dự trữ của siêu tụ điện, pin mặt trời. Từ đó quá trình sử dụng điện đạt hiệu quả như mong muốn. Ứng dụng chính của Nano trong đó còn có sử dụng Nano Carbon để tăng hiệu suất dẫn điện cho pin Li-ion.

4.2. Ứng dụng trong lĩnh vực y học

Nano với kích thước siêu nhỏ có thể can thiệp vào các tế bào bên trong cơ thể người. Đây là tính chất mang tính đột phá giúp hỗ trợ dẫn truyền thuốc, chẩn đoán bệnh và góp phần tiêu diệt tế bào ung thư.

4.3. Ứng dụng của Nano trong lĩnh vực điện tử - cơ khí

Cơ khí và điện tử là hai lĩnh vực đã có nhiều đột phá từ khi biết đến Nano là gì. Sử dụng vật liệu Nano để sản xuất ra các thiết bị có kích thước rất nhỏ, chế tạo linh kiện điện tử… Ví dụ như: Sản xuất điện thoại, màn hình máy tính, tàu vũ trụ, máy bay…

Nano có nhiều ứng dụng trong đời sống

4.4. Ứng dụng của Nano trong lĩnh vực thực phẩm và may mặc

Khi áp dụng công nghệ Nano vào lĩnh vực may mặc sẽ mang đến những bước tiến mới đáng kể. Điển hình là vi khuẩn sẽ bị tiêu diệt và giảm thiểu tối đa mùi hôi khó chịu trên quần áo.

Công nghệ này còn giúp mang đến nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng với hương vị đa dạng. Đồng thời, thức ăn được bảo quản trong bao bì có khả năng diệt khuẩn cao nên thời hạn sử dụng cũng lâu hơn.

4.5. Ứng dụng của Nano trong sản xuất thiết bị nhà bếp

Một số thiết bị nhà bếp được ứng dụng công nghệ Nano như: Chậu rửa bát, vòi nước rửa chén… Những sản phẩm này vừa đảm bảo tính thẩm mỹ vừa có độ bền bỉ theo thời gian.

4.6 Ứng dụng trong xử lý nước

Vật liệu Nano (nZVI, TiO2, Carbon ống) giúp hấp phụ triệt để kim loại nặng (Pb, Hg, As) và phân hủy chất hữu cơ khó xử lý ở nồng độ vết (ppb) nhờ diện tích bề mặt cực lớn. Giải pháp này tối ưu hóa hệ thống, giảm lượng bùn thải và đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải khắt khe như QCVN 40:2011/BTNMT. Tuy nhiên, quy trình vận hành cần tuân thủ nghiêm ngặt việc thu hồi hạt nano và trang bị bảo hộ (PPE) để tránh hiện tượng ô nhiễm ngược.

>>> Xem Thêm: Vật tư & Hóa chất xử lý nước Vietchem

5. Vật liệu Nano được chế tạo bằng phương pháp nào?

Biết cách chế tạo vật liệu Nano là gì sẽ giúp ích rất nhiều cho hoạt động sản xuất, kinh doanh và ứng dụng trong cuộc sống. Bao gồm:

5.1. Phương pháp cơ khí Nano

Đây là phương pháp nghiền vật liệu thành những kích thước nhỏ hơn từ dạng vật liệu bột ban đầu. Thiết bị được sử dụng trong trường hợp này là máy nghiền quay hay máy nghiền bi hành tinh.

5.2. Phương pháp hóa ướt

Hóa ướt trải qua nhiều bước với phương pháp khác nhau để chế tạo vật liệu Nano. Ví dụ như: Đồng kết tủa, sol gel, thủy nhiệt. Các yếu tố như: Áp suất, nhiệt độ và độ pH sẽ làm kết tủa dung dịch. Sau đó, tiến hành lọc và sấy khô để tạo nên vật liệu đáp ứng nhu cầu sử dụng.

Tìm hiểu phương pháp chế tạo vật liệu Nano

5.3. Phương pháp hóa học

Phương pháp này vận dụng phản ứng oxi hóa khử. Khi đó, sự liên kết giữa các hạt Nano có năng lượng lớn sẽ tạo nên vật liệu có kích thước lớn. Các hạt này được bảo vệ bởi lớp bạc keo bên ngoài nên được gọi là Nano bạc.

5.4. Phương pháp bay hơi nhiệt

Cách này thường áp dụng trong chế tạo lớp bao phủ bề mặt hay màng mỏng. Để tạo thành vật liệu hoàn thiện, chúng sẽ phải trải qua phương pháp bay hơi nhiệt hóa học, vật lý, lắng đọng trong chân không, quang khắc…

VietChem đã phân tích chi tiết về Nano là gì và ứng dụng với cuộc sống. Nano là một trong những vật liệu quan trọng mang đến những bước tiến mới với thế giới. Chắc hẳn trong thời gian tới, vật liệu này sẽ còn phát triển hơn nữa để đáp ứng với xu hướng của nhân loại.