Nanotechlogy là thuật ngữ ra đời trong thời gian gần đây nói về thành tựu khoa học sáng chói do con người tạo ra, nó có thể thu nhỏ kích thước và làm tăng tính năng của thiết bị. Một nano (nanometter = 1/tỷ mét), như vậy kích thước của nanometer (nm) được xem là cực nhỏ và dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của công nghệ này hay còn gọi là kỷ nguyên vật lý lượng tử.

1.Tạo ra vật liệu đàn hồi

Một trong những nhược điểm chính của thế hệ các loại vật liệu dẫn hiện có như kim loại và dây dẫn có thể uốn cong được nhưng lại không thể kéo dài, xoắn hoặc biến dạng được, nói gắn gọn là không linh hoạt. Để khắc phục tình trạng này, vật liệu nano được xem là ứng cử viên sáng giá, nó có độ đàn hồi rất cao. Ví dụ, người ta có thể sản xuất được các ống nano kích thước 1,3 nanometer (nm), có nghĩa là cực mỏng, cực nhỏ về đường kính, thậm chí còn nhỏ hơn cả chuỗi DNA trong cơ thể con người và tuy không phải là kim loại những lại dẫn điện rất tốt. Nếu pha trộn với nhựa plastic polimer cao su thì độ đàn hồi lại càng lớn, có thể dùng lắp vào đầu gối, khủyu khớp cho rô bốt và tương lai sẽ dùng làm vật liệu để phẫu thuật chữa bệnh cho con người.

2. Màng kín dạng nguyên tử

Nếu kết hợp với carbon người ta sẽ tạo ra những sản phẩm cực bóng, đó là các ống nano, quả cầu nano, carbon cấp nano…đây là những quả cầu cực nhỏ, cực mỏng hay còn gọi là quả cầu nguyên tử đơn.

3. Pin năng lượng mặt trời nano

Các tấm pin năng lượng mặt trời hiện có tuy đã được cải tiến nhưng hiệu quả kinh tế và tính năng vẫn còn hạn chế, công suất chuyển đổi năng lượng khoảng 25%. Để khắc phục tình trạng này trong tương lai người ta sẽ cho ra đời các loại pin năng lượng mặt trời kiểu mới dùng các chảo bằng công nghệ nano, mức chuyển hóa năng lượng thành điện năng có thể đạt trên 92%. Thế hệ pin nói trên được sản xuất từ vật liệu polyethylene siêu bền với các lõi  bằng vàng có độ hoạt hóa cao ngay cả khi trời không có nắng và phạm vi ứng dụng cũng rất linh hoạt, không chỉ dùng cho các hộ gia đình mà còn cung cấp cả điện năng cho các thiết bị điện tử, giao thông hay các thiết bị dân dụng.

4. Ra đời các tấm pin năng lượng mặt trời siêu nhỏ

Nhờ có công nghệ nano, trong tương lai con người sẽ sản xuất được các tấm pin năng lượng mặt trời siêu nhỏ, trong đó có chứa hàng nghìn các “lá nhỏ xíu”, mỗi lá này đóng vai trò như tấm panel đơn có thể sản xuất điện từ mặt trời hoặc từ gió thông qua có các máy phát áp điện (piezoelectric generators) gắn vào thân. Với kích thước như vậy nên có thể đặt ở bất kỳ đâu miễn là có nắng, có gió, vừa mang tính nghệ thuật, tính kiến trúc lại có hiệu quả kinh tế cao.

5. Ra đời công tác cấp phân tử

Các chuyên gia ở ĐH Glasgow (Anh) vừa nghiên cứu cho ra đời các thiết bị ngắt siêu nhỏ cấp phân tử, lắp vào cho các thiết bị động lực kích thích 1x1 inxơ, công suất lớn tới 500.000 gigabytes, rất phù hợp dùng cho các thiết bị giải trí, nhất là thiết bị nghe nhạc MP3 thế hệ mới nhất.

6. Thu nhỏ kích thước các thiết bị dân dụng tới mức không ngờ.

Mặc dù hiện nay người đã sản xuất được các card nhớ chip và các ổ đĩa cứng cơ học nên các thiết bị điện tử bắt đầu nhỏ dần nhưng tương lai các thiết bị này còn nhỏ nữa nhờ công nghệ nano, đặc biệt là các ống nanocarbon. Các ống này có thành phần tương tự nên nó có mức độ dẫn điện rất tốt, làm cho các thiết bị điện tử tương lai sẽ nhỏ hơn về kích thước, kể cả các thiết bị rất thông thường như đài bán dẫn, tivi hay máy tính.

7. Ra đời các hạt nano bọc thuốc chữa bệnh

Nhờ công nghệ nano mà tương lai sẽ cho ra đời những loại thuốc chữa bệnh bằng các hạt nano, hạn chế được các phản ứng phụ ngoài mong muốn. Ví dụ trong liệu pháp hóa trị liệu chữa bệnh ung thư, người ta cho ra đời các loại thuốc mới, thực chất đây là các hạt nano mang thuốc, kể  cả thuốc uống dạng dịch. Sản phẩm đầu tiên kiểu này vừa được các chuyên gia ở ĐH Y Washington cho ra đời, đây là loại thuốc chữa ung thư rất hiệu nghiệm, nó có thể dò tìm chính xác khối u để đưa thuốc vào tận nơi, cắt đứt nguồn cung cấp dưỡng chất nuôi khối u, trong khi đó nồng độ lại thấp hơn tới 1.000 lần so với thuôc truyền thống nên giảm được các phản ứng phụ không mong muốn.

8. Ra đời các cấu trúc nano để chữa các chi bị liệt

Các chuyên gia ở ĐH Morthwester Mỹ hiện đang thử nghỉệm các cấu trúc nano có nhiệm vụ hướng dẫn các tế bào gốc trong mô thần kinh để kích họat các axons thay cho các tế bào thần kinh đệm (glial cels), phong bế việc hình thành các oxon và cuối cùng giúp các chi liệt có thể họat động trở lại.

9. Ra đời các DNA nhân tạo

Các nhà khoa học Nhật đang tiến gần tới đích sản xuất thành công các DNA nhân tạo có chức năng quan trọng khác như các tế bào DNA sinh học, trong khi đó kích thước lại cục nhỏ, ngoài ra nó có thể nhớ được cả những số liệu phi sinh học nên có thể làm được nhiều chức năng khác, nhất là chức năng miễn dịch.

10. Sản xuất quần áo tự làm sạch

Các loại sợi, vải hiện được con người sử dụng có nhược điểm là khi bẩn phải giặt nhưng trong tương lai nhờ công nghệ nano mà người ta sẽ cho ra đời các loại vải không cần giặt, tự nó có thể khử được bẩn. Bí quyết của sản phẩm này là nhờ vào các hạt nano dioxit titan anatase (anatase/titannum dioxide nanoparticles), khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời các hạt rộng 5nm này sẽ phân hủy, bẻ gãy các vết bẩn kể cả mùi vị và làm sạch quần áo rất nhanh.

11. Ra đời thiết bị cạo râu điện tử hồ quang

Hãng sản xuất điện tử khổng lồ của Nhật, panasonic vừa nghiên cứu sản xuất thành công một loại dao cạo râu rất hiện đại bằng công nghệ nano, có tên là FX Diamond, theo đó các lưỡi dao được phủ bằng công nghệ này làm cho nó có độ sắc, bền và linh hoạt hay còn gọi là dao cạo râu điện tử hồ quang (Areelectronic razor).

12. Cảm biến nano

Tập đoàn sản xuất năng lượng công nghệ cao (AEC) gồm 7 công ty năng lượng hàng đầu thế giới vừa đầu tư 21 triệu USD để sản xuất các cảm biến nano (nano-sensors) lắp cho các dàn khoan để giúp cho việc khoan, lấy đầu từ lòng đất được dễ dàng thay cho những công việc nặng nhọc mà lâu nay con người phải thao tác thủ công.

13. Áo giáp công nghệ nano

Trong vòng hai thập kỷ trở lại đây lính Mỹ tham chiến ở nước ngoài bị thiệt mạng đang có chiều hướng tăng nhanh, để khắc phục tình trạng này Viện công nghệ nano quốc gia Mỹ (NNI) đã phối hợp với Viện nghiên cứu Đại học Dayton sản xuất các loại áo giáp chống đạn cho cả con người lẫn khí tài, nhất là các loại phương tiện vận chuyển trên chiến trường. Các loại áo  giáp kiểu này được sản xuất bằng cách trộn các hạt nano vào vật liệu gốm sứ, vừa làm tăng độ rỗ xốp, cấu trúc lại có thể chống được va đập, đạn pháo từ bên ngoài.

14. Bọ chiến binh “bionic Hornet”

Bộ Quốc Phòng Israel vừa thônng báo cho hay họ đã nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ nano để sản xuất một thiết bị an ninh cực kỳ lợi hại có tên là bọ chiến binh Bionic Hornet, hay còn gọi là ong bắp cày giả sinh học, có kích thước bằng một con ong bắp cày kích thước trung bình, có thể bay, theo dõi, chụp ảnh thậm chí tiêu diệt cả đối phương và được xem là vũ khí vô cùng lợi hại trong việc phát minh nhanh các âm mưu manh động như đánh bom cảm tử, khủng bố hoặc các hành động tương tự khác trong khi đó chi phí lại rất rẻ./.

Khắc Nam – Bảo Linh