công nghệ nano

21
 Ngày nay, có thta tình cnghe mt vài vn đề nào đó hoc mt sn phm nào đó có liên quan đến hai ch“nano”. khong na thế ktrước, đây thc slà mt vn đề mang nhiu shoài nghi vtính khthi, nhưng trong thi đại ngày nay ta có ththy được công nghnano trthành mt vn đề hết sc thi sđược squan tâm nhiu hơn ca các nhà khoa hc. Các nước trên thế gii hin nay đang bước vào mt cuc chy đua mi vphát trin và ng dng công nghnano. Nếu thế k20 được coi là cuc cách mng vcông nghthong tin thì thế k21 sthuc vcông nghnano. I. MT VÀI K HÁI N IM V CÔN G NGHNA NO. Nano có ngun gc ttiếng Hy Lp (nanos) có nghĩa là rt nh bé.Tin tnano xut hin trong tài liu khoa hc ln đầu tiên vao năm 1908, khi Lohmann sdng nó để chnhng sinh vt rt nhvi đường kính 200nm Ý tưởng cơ bn vcông nghnano được đưa ra bi nhà vt lý hc người MRichard Feynman vào năm 1959, ông cho rng khoa hc đã đi vào chiu sâu ca cu trúc vt cht đến tng phân t, nguyên tvào sâu hơn na. .Vào năm 1974, Tanigushi ln đầu tiên sdng thut ngcông nghnanoham y sliên kết các vt liu cho kthut chính xác trong tương lai.Hin ti theo stha nhn ca các đông đảo các nhà khoa hc thì kích kích thước nano được la chn trong khong t0,1nm – 100nm.Nanomet (kí hiu: nm)  bng mphn tmet (1/1.000.000.000 m), mt đơn vđo lường để đo kích thước cc nh.Cơ cu nhnht ca vt cht là nguyên tcó kích thước 0,1nm, phân tlà tp hp ca nhiu nguyên t:1 nm,vi khun: 50nm,hng huyết cu: 10.000nm; tinh trùng: 25.000nm; si tóc:100.000nm; chiu cao con người:gn 2 tnm.

Upload: nguyen-hien

Post on 09-Jul-2015

188 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 1/21

Ngày nay, có thể ta tình cờ nghe một vài vấn đề nào đó hoặcmột sản phẩm nào đó có liên quan đến hai chữ “nano”. Ở khoảngnửa thế kỷ trước, đây thực sự là một vấn đề mang nhiều sự hoàinghi về tính khả thi, nhưng trong thời đại ngày nay ta có thể thấyđược công nghệ nano trở thành một vấn đề hết sức thời sự và đượcsự quan tâm nhiều hơn của các nhà khoa học. Các nước trên thếgiới hiện nay đang bước vào một cuộc chạy đua mới về phát triển và

ứng dụng công nghệ nano.Nếu thế kỉ 20 được coi là cuộc cách mạng về công nghệ thong

tin thì thế kỉ 21 sẽ thuộc về công nghệ nano.

I. MỘT VÀI KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ NANO.

Nano có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp (nanos) có nghĩa là rất nhỏ bé.Tiền tố nano xuất hiện trong tài liệu khoa học lần đầu tiên vao năm

1908, khi Lohmann sử dụng nó để chỉ những sinh vật rất nhỏ với đườngkính 200nm Ý tưởng cơ bản về công nghệ nano được đưa ra bởinhà vật lý học người Mỹ Richard Feynman vào năm 1959, ôngcho rằng khoa học đã đi vào chiều sâu của cấu trúc vật chất đếntừng phân tử, nguyên tử vào sâu hơn nữa..Vào năm 1974,Tanigushi lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ công nghệ nanoham y sự liênkết các vật liệu cho kỹ thuật chính xác trong tương lai.Hiện tại theo sựthừa nhận của các đông đảo các nhà khoa học thì kích kích thước nanođược lựa chọn trong khoảng từ 0,1nm – 100nm.Nanomet (kí hiệu: nm)

 bằng mộ phần tỉ met (1/1.000.000.000 m), một đơn vị đo lường để đokích thước cực nhỏ.Cơ cấu nhỏ nhất của vật chất là nguyên tử có kíchthước 0,1nm, phân tử là tạp hợp của nhiều nguyên tử:1 nm,vi khuẩn:50nm,hồng huyết cầu: 10.000nm; tinh trùng: 25.000nm; sợitóc:100.000nm; chiều cao con người:gần 2 tỷ nm.

Page 2: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 2/21

Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng vàcan thiệp vào vật liệu ở các mô nguyên tử, phân tử, và các đại phântử.Tại các quy mô đó tính chất của vật liệu khác hẳn so với các quy môlớn hơn.

Tổ chức Nanotechnology Initiative (NNI) trực thuộc chính phủ Mỹđịnh nghĩa công nghệ Nano là “bất cứ thứ gì có liên quan đến cấu trúccó kích thước nhỏ hơn 100 nm”.Định nghĩa này đã loại bỏ một cách độcđoán chủ thể nghiên cứu liên quan khác tập trung vào các thiết bị vilỏng và các vật liệu đang được tiến hành ở quy mô micromet.

Trong cuốn “Bionanotechnology: lesons from nature”,Gôdsell địnhnghĩa công nghệ nano la “ thao tác và chế tạo ở quy mô nano với độchính xác nguyên tử”.

Nói tóm lại công nghệ nano là khoa học, kỹ thuật và thao tác liênquan đến các hệ thống có kích thước nano, ở đó các hệ thống này thựchiện nhiệm vụ điện, cơ, sinh, hóa hoặc tính toán đặc biệt.Nền tảng củacông nghệ này là hiện tượng “các cấu trúc, thiết bị và hệ thống tính chấtvà chức năng mới khi ở kích thước siêu nhỏ”. Cấu trúc cơ bản của côngnghệ nano bao gồm các hạt hay tinh thể nano, lớp nano và ống nanno.Các cấu trúc nano này khác nhau ở chỗ chúng được tạo thành như thếnào và các nguyên tử, phân tử của chúng được sắp xếp ra sao

II.VẬT LIỆU NANO

Vật liệu nano ( nano materials ) là đối tượng nghiên cứu của khoahọc và công nghệ nano, nó là một trong những lĩnh vực nghiên cứuđỉnh cao sôi động nhất trong thời gian gần đây.

Vật liệu nano là vật liệu trong đó có ít nhất một chiều có kíchthước nanomet.Vật liệu nano là đối tượng của hai lĩnh vực khoa họcnano và công nghệ nano, nó liên kết hai lĩnh vực này lại với nhau. Kích

thước của vật liệu nano trải dài trong một khoảng rộng, từ vai nanomeđến vài trăm nanomet.

Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giới hạn vềkích thước.Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này thì các tính chát củanó hoàn toàn bị thay đổi.Người ta gọi đó là kích thước tới hạn và tínhchất đặc biệt của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của nó rất nhỏ

Page 3: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 3/21

 bé có thể so sánh được với kích thước tới hạn của các tính chất của vậtliệu. vì vậy với kích thước nhỏ bé của mình thì vật liệu nano nằm giữatính lượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật liệu. Đối với vậtliệu khối thì độ dài tới hạn của các tính chất rất nhỏ so với độ lớn của

vật liệu, nhưng với vật liệu nano thì điều này hoàn toàn không đúng, bởi vì độ dài tới hạn của các tính chất vật liệu khối và độ lớn của vậtliệu là tương đương nhau. Và các tính chất lạ cúng bắt đầu từ nguyênnhân này.Các tính chất khác như tính chất điện, tính chất từ, tính chấtquang và ccas tính chất hóa học khác cũng đều có độ dài tới hạn trongkhoảng nanomet.

  Về trạng thái người ta phân loại vật liệu nano rắn, lỏng, khí.Vật liệunano tập trung nghiên cứu hiên nay chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mớidến lỏng và khí

Về tính chất vật liệu, người ta phân loại như sau: vật liệu nano kimloại, bán dẫn, từ tính, sinh học…..

Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau:vật liệunano không chiều:cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiềutự do nào có điện tử ( ví dụ :đám nano, hạt nano ); vật liệu nano mộtchiều:hai chiều có kích thước nano, điện tử được tự do một chiều ( vídụ: dây nano, ống nano ); vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó có

một chiều có kích thước nano, hai chiều tự do ( ví dụ : mang nano )III.ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU NANO

Trong khoa học vật liệu, hiệu ứng lá sen chỉ sự không thấm nước củamột số lá cây, điển hình là lá sen. Nước bị đẩy lùi khoải bề mặt của lánhờ các sợi lông nhỏ mịn trên bề mặt. Sen là loài nổi tiếng về sự sạch sẽ,dù mọc trong môi trường bun lầy.Khi trời mưa to hay nhỏ chỉ thấy trên

 bề mặt lá sen có những giọt nước tròn lăn xuống, lá không bao giờ ướt ,hơn nữa sau mưa lá còn xanh, sạch hơn. Dùng kính hiển vi điện tử quét

quan sát kĩ thấy bề mặt lá sen không phải phẳng phiêu mà trái lại có rấtnhiều cột nhỏ nhô lên, kích thước mỗi cột nhỏ cỡ nanomet, đầu cột lại xùxì. Các cột cach nhau cỡ micromet, giữa các cột bề mặt lá sen lại rất bằng

 phẳng.Vậy là ở đây có cấu trúc hai lần gồ ghề, gồ ghề ở từng đầu cột vàgồ ghề do có nhiều cột.Chưa chắc chắn là chất liệu của lá sen là quantrọng cho tính không thấm ướt, tự làm sạch. Thật vậy người ta thử làmmột bề mặt đồng rất trơn tru, trên bề mặt đó cho nổi lên các cột cũng

Page 4: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 4/21

 bằng đồng nhưng đầu cột lại ráp. Kết quả bề mặt không thấm ướt thật,góc ướt lên đến 150 độ, nếu có các hạt nước li ti trên bề mặt chúng dễdàng co cum lại thành những hạt nước to, hình cầu và lăn xuống cuốn đi

 bụi bẩn và vi trùng. Vậy cơ chế không thấm ướt, tự làm sạch là do cấu

trúc của bề mặt.Chỉ cần thay đổi một chút là có thể chuyển từ khôngthấm ướt sang thấm ướt hoàn toàn.

Kết quả nghiên cứu chứng tỏ có sự liên quan chặt chẽ giữa cấu trúcmicro của các hợp chất hóa học trên bề mặt lá sen với khả năng chống bịướt và tự làm sạch khỏi chất làm ô nhiễm.Người ta mô phỏng các hiệuứng này để tạo ra các vật liệu tự làm sạch siêu kị nước dựa trên hiệu ứngnày của tự nhiên. Chúng được ứng dụng để chế tạo sơn, ngói lợp máinhà, vải hay các bề mặt khác cần tự làm sạch

 Những năm tới được dự đoán là thời gian bùng nổ ứng dụng nhữngcông nghệ hữu ích phục vụ đời sống.Hiện nay công nghệ nano đang làmột thách thức đối với chiến lược phát triển công nghệ khoa học ở nhiềunước đặc biệt là những nước có nền khoa học phát triển như Mỹ, Đức,Pháp, Nhạt Bản.Công nghệ nano đang tạo ra nhiều kì diệu đến nỗi ngườita xem nó như một cược cách mạng trong thế kỉ 21.Bằng công nghệ nanongười ta có thể nhét tất cả thông tin cua 27 cuốn từ điển Bách khoa toànthư của Anh nằm gọn trong một thiết bị chỉ bằng sợi tóc.Năm 2007internet tung ra thị trường thế giới một transistor mới với kích cỡ 45

nanomet dùng một nguyên tố gọi là hafnium để thay thế sillicon.Transistor nhỏ đến mức mà người ta có thể xếp 2000 transistor trong mộtkhoảng không gian dày bằng sợi tóc. Hàng tỉ transistor cũng được tậpkích trong một con chíp vi tính cung chỉ to vài centimet vuông. Muốnnhìn thấy transistor này người ta dung kính hiển vi điện tử với độ phóngđại hàng trăm nghìn lần.Người ta cung có thể chế tạo ra những con robotmà mắt thường không nhìn thấy được và còn vô số điều kì diệu khác nữamà con người có thể khai thác nhờ công nghệ nano.

Công nghệ nano đang phát triển với tốc độ chóng mặt và làm thay đổi

diện mạo của ngành khoa học.Dưới đây là một số lĩnh vực đang hướngđến ứng dụng mạnh mẽ công nghệ nano

Máy tính nano được thiết kế bằng việc sắp xếp những nguyên tử mớicó khả năng lưu trữ xử lí thông tin với tốc độ lợhown hiện nay rất nhiềuvà đặt biệt giá thành rẻ

Page 5: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 5/21

Các ống nano cũng có thể làm sợi tóc thắp sáng bóng đèn, do vậy màchúng ta đang phát triển để thay thế các bóng điện các bảng hiển thịthông tin, màn hình máy tính, điện thoại di động.

Các ống nano cực kì vững chắc, có sức mạnh gấp mười lần thép vàđặc biệt là kháng nhiệt, điều này có thể giúp con người sản xuất ra hàngloạt thiết bị cho ngành sản xuất xe hơi, máy bay va tàu vũ trụ

Robot nanocos thể dùng để chiến đấu chống vi rút, vi trùng. Chúng cóthể đảm nhiệm là một nhà phẩu thuật hoàn hảo được huy động để thựchiện kiểm soát hệ mao mạch và tiêu diệt các tế bào gây bệnh. Lợi íchchính của loại robot trong y học này là có thể phát hiện những dị dạngcủa tế bào và sửa chửa nó.

Trong công nghệ dược phẩm và hóa sinh, ứng dung công nghệ nano,người ta có thể bào chế ra nhiều loại thuốc trên cơ sở cấu trúc nano để cóthể tập trung chính xác vào khu vực cơ thể cần dùng đến thuốc

Đặc biệt công nghệ nano trong tương lai còn có thể cho phép tạo ranhững vật chất gần giống với cơ thể con người nhằm dung thay thếnhững cơ thể bị hỏng của con người

Nhờ công nghệ nano, những loại pin mới có khả năng quang hợp

nhân tạo sẽ giúp con người sản xuất năng lượng sạch. Hơn nữa các màngnano ( với chi phí sản xuất rất thấp ) hứa hẹn có thể hấp thụ được nhiềunăng lượng mặt trời hơn quang điện ngày nay. Việc này có thể khởiđộng cho một cuộc cách mạng trong việc sử dụng năng lượng mặt trời.

Để giải quyết những vấn đề môi sinh, người ta có thể chế tạo ra nhữngmàng lọc các phân tử gây ô nhiễm nhỏ bé nhất.Công nghệ nano này giờ đây đang được áp dụng khá phổ biến để lọc nước thải.

 Những ứng dụng gần hơn với đời sống hằng ngày là hiện nay một số

công ty đã bắt tay vào sản xuất hạt nano dùng trong sơn, kính che nắng ,ống nano carbon sử dụng trong nhiều mặt hàng thông dụng như:transistor, điện thoại di động, xe hơi.

Quốc phòng là một lĩnh vực đang đặc biệt chú ý đến nghiên cứu côngnghệ nano. Vì những thiết bị siêu nhỏ có thể trở thành những vũ khí nguyhiểm hơn cả bom nguyên tử.

Page 6: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 6/21

Trong ngành công nghiệp hiện nay, các tập đoàn sản xuấtđiện tử đã bắt đầu đưa công nghệ nano vào ứng dụng, tạo ra cácsản phẩm có tính cạnh tranh từ chiếc máy nghe nhạc iPod nano đến

các con chip có dung lượng lớn với tốc độ xử lý cực nhanh … Trongy học, để chữa bệnh ung thư người ta tìm cách đưa các phân tửthuốc đến đúng các tế bào ung thư qua các hạt nano đóng vai trò là “xe tải kéo”, tránh được hiệu ứng phụ gây ra cho các tế bào lành. Y tếnano ngày nay đang nhằm vào những mục tiêu bức xúc nhất đối vớisức khỏe con người, đó là các bệnh do di truyền có nguyên nhân từgien, các bệnh hiện nay như: HIV/AIDS, ung thư, tim mạch, các bệnhđang lan rộng hiện nay như béo phì, tiểu đường, liệt rung (Parkison),mất trí nhớ (Alzheimer), rõ ràng y học là lĩnh vực được lợi nhiều nhấttừ công nghệ này. Đối với việc sửa sang sắc đẹp đã có sự hình

thành nano phẩu thuật thẩm mỹ,nhiều lọai thuốc thẩm mỹ có chứacác loại hạt nano để làm thẩm mỹ và bảo vệ da. Đây là một thịtrường có sức hấp dẫn mạnh, nhất là đối với công nghệ kiệt xuất mớira đời như công nghệ nano.

Ngoài ra, các nhà khoa học tìm cách đưa công nghệ nano vàoviệc giải quyết các vấn đề mang tính toàn cầu như thực trạng ônhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Việc cải tiến các thiết bị quânsự bằng các trang thiết bị, vũ khí nano rất tối tân mà sức công phákhiến ta không thể hình dung nổi.

* Vật liệu nano composite polymer có các ứng dụng tiêubiểu như sau:

• ống nano carbon

Composite sợi carbon trước đây rất nổi tiếng vì nhẹ, bền, ít bịtác dụng hóa học nếu thay sợi carbon bằng ống nanocarbon chắcchắn sẽ làm vật liệu nhẹ hơn nhiều, được sử dụng trên các phương

tiện cần giảm trọng lượng như máy bay…Hiện nay, sợi carbon và các bó ống carbon đa lớp được dùng

gia cường cho polymer để điều khiển và nâng cao tính dẫn, dùng làmbao bì chống tĩnh điện hay làm vật liệu cấy vào cơ thể vì carbon dễtương hợp với xương, mô…, làm các màng lọc cũng như linh kiệnquang phi tuyến.

Page 7: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 7/21

Một hướng mới hiện nay là dùng ống nano carbon để giacường cho polymer nhưng không phải để tạo ra cấu trúcnanocomposite mà để thay đổi tính chất quang điện của polymer. Vídụ như PPV (m-phenylenevinylene-co-dioctoxy-p-phenylenevinylene)

sau khi được gia cường với ống nano carbon, độ dẫn điện tăng lên 8lần, bền cơ lý hơn PMMA/ống carbon nano được dùng làm kính hiểnvi quang học dưới điện trường một chiều áp vào là 0.3kV/mm.

• hạt nano:

 Đất sét chứa các hạt nano là loại vật liệu xây dựng lâu đời.Hiện nay, polymer gia cường bằng đất sét (nanoclay) được ứng dụng

khá nhiều như dùng trong bộ phận hãm xe hơi. Ngoài ra có thể sửdụng hạt carbon đen có kích thước 10 đến 100 nm để gia cường chovỏ xe hơi.

Polymer/đất sét có thể làm vật liệu chống cháy, ví dụ như mộtsố loại nanocomposite của Nylon 6/silicate, PS/layered silicate…hayvật liệu dẫn điện như nanocomposite PEO/Li-MMT (MMT =Montmorillonite) dùng trong pin, vật liệu phân hủy sinh học nhưPCL/MMT hay PLA/MMT.

Ngoài ra, khi các polymer như ABS, PS, PVA…được gia cườnghạt đất sét khác nhau sẽ cải thiện đáng kể tính chất cơ lý củapolymer và có những ứng dụng khác nhau như ABS/MMT làm khungxe hơi hay khung máy bay, PMMA/MMT làm kính chắn gió,PVA/MMT làm bao bì…

Các hạt nano được sử dụng trong sơn có thể cải thiện đáng kểtính chất như làm cho lớp sơn mỏng hơn, nhẹ hơn, sử dụng trongmáy bay nhằm giảm trọng lượng máy bay.

Ngoài đất sét ra thì trong vật liệu nanocomposite polymer còn sửdụng các hạt ở kích thước nanomet như hạt CuS, CdS, CdSe…Ví dụnhư PVA với hàm lượng hạt CuS (~20nm-12nm) là 15-20% thể tíchcho độ dẫn điện cao nhất, trong khi nếu các hạt CuS ở kích thước10µm, muốn đạt được độ dẫn điện tương ứng thì hàm lượng CuSphải là 40%. Nanocomposite polymer nano CdS, CdSe, ZnO,ZnS còn

Page 8: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 8/21

được sử dụng như những vật liệu cảm quang trong phim, giấy ảnh,mực in, bột photocopy, mực in màu.

Nhìn chung, vật liệu nanocomposite có tính chất tốt hơn so vớicomposite thông thường nên có nhiều ứng dụng đặc biệt và hiệu quảhơn. Đây sẽ là lọai vật liệu mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới vàhứa hẹn nhiều tiềm năng ứng dụng cao.

Nhiều ứng dụng đã được tiến hành trong nhiều lĩnh vực ít ai ngờvà những ý tưởng mới và lạ nhất đang hình thành ở khắp mọi côngty lớn trên thế giới. Chẳng hạn, những phân tử polyme siêu nhỏ vàsiêu bền, được dùng để chế tạo ván trượt tuyết, giúp trượt dễ hơn.Quần áo của các vận động viên hay nhà thám hiểm cũng được dệt từcác loại sợi NANO siêu kín và siêu mỏng, chống chọi tốt với cái lạnh

khắc nghiệt của vùng cực hay đỉnh Everest. Một quả bóng tennisđược chế tạo từ kỹ thuật NANO sẽ có sức chịu đựng gấp đôi so vớibóng hiện nay. Dầu hay kem dưỡng da từ NANO sẽ giúp da chốnglại tia cực tím một các hữu hiệu. Máy in Xerox vào năm 2015 có kíchthước chỉ bằng viên xúc xắc. Những tấm pin mặt trời hay trạm điệnmặt trời chỉ to bằng hòn tẩy. Một loạt công ty đã nhảy vào cuộc:Mitsubishi, Motorola, Lucent, Hitachi, Nec, Sony, Microsoft, IBM.Riêng Mitsubishi đã đầu tư hơn 100 triệu Euro cho NANO đến năm2007. Công ty này sẽ tạo ra những loại sợi carbone nhỏ chắc hơnthép 100 lần và nhẹ hơn thép 6 lần. Hewlett - Packard cũng khôngmuốn chậm chân: nhà nghiên cứu Stanley Williams dang chỉ huy hệthống phòng thí nghiệm thử nghiệm nhiều loại chất liệu NANO. Theotạp chí Forber, giáo sư này là một trong những cao thủ về NANO củathế giới. Hiện nay, Williams đã thành công trong việc nhét một bóngbán dẫn vào một phân tử. Một khoản ngân sách, chỉ riêng năm 2003,đã có 3 tỷ Euro được chi ra cho những nhà nghiên cứu NANOthượng thặng. Tạp chí Asiaweek nhận định rằng thị trường NANOchưa bùng nổ sớm tại Châu á, nhưng Trung Quốc không muốn thuakém Nhật Bản và ấn Độ…

Mỹ là quốc gia rất quan tâm đến NANO. Tổng thống Bill Clinton khicòn đương nhiệm đã thành lập Viện nghiên cứu kỹ thuật NANO quốcgia. Ông Bush năm 2003 đã chi 710 triệu đô la, so với năm 2002 chỉ 604 triệu đô la cho nghiên cứu NANO. Người Mỹ hy vọng NANO sẽcó nhiều ứng dụng triệt để cho các ngành y tế, giáo dục, năng lượng,giao thông và cả tư pháp. Hàng loạt thiết kế các máy NANO bước

Page 9: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 9/21

đầu đã đạt được một số kết quả khả quan trong ngành y tế. Ngay cơquan NASA cũng đang nghĩ đến việc giảm bớt khối lượng hành lýcho phi công vũ trụ, vì hiện nay mỗi người phải mang đến 150 kg.Nhà khoa học Mayya Meyyappan còn cho rằng một "hành lang đi lại"

giữa trái đất và sao hoả sẽ hình thành trước năm 2020, với trạmdừng là mặt trăng. Thời gian đi lại chỉ 5 giờ. Muốn vậy, phải cần đủloại vật chất NANO để xây các trạm và hành lang. Nhưng dù sao, vớiMỹ quân sự vẫn là mục tiêu ưu tiên. Vì vậy, Bộ quốc phòng Mỹ đãkết hợp với MIT thành lập Viện nghiên cứu kỹ thuật NANO cho quânnhân. Nhiệm vụ của kỹ thuật NANO trong viện này là tạo ra nhữngloại vải đặc biệt, giúp những binh đoàn hoá học thoát khỏi hơi độccủa đối phương. Bản hợp đồng cho quần áo không thôi đã trị giá 50triệu đô la (đến năm 2013).

IV. CUỘC CHẠY ĐUA THỰC SỰ TRONG THỜI ĐẠI CÔNGNGHỆ NANO

Do các ứng dụng kỳ diệu của công nghệ nano, tiềm năng kinhtế cũng như tạo ra sức mạnh về quân sự. Vì lẽ đó hiện nay trên thếgiới đang xảy ra cuộc chạy đua sôi động về phát triển và ứng dụngcông nghệ nano. Có thể kể đến mốt số cường quốc đang chiếm lĩnhthị trường công nghệ này hiện nay là: Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung

Quốc, Đức, Nga và một số nước Châu Âu…có thể nói ở những quốcgia trên chính phủ dành một khoản ngân sách đáng kể hổ trợ choviệc nghiên cứu và ứng dụng thực tiển của ngành công nghệ nano.Không chỉ các trường Đại học có các phòng thí nghiệm với các thiếtbị nghiên cứu quy mô mà các tập đoàn sản xuất cũng tiến hànhnghiên cứu và phát triển công nghệ nano với các phòng thí nghiệmvới tổng chi phí nghiên cứu tương đương với ngân sách chính phủdành cho công nghệ nano.

Ở Việt Nam, tuy chỉ mới tiếp cận với công nghệ nano trongnhững năm gần đây nhưng cũng có những bước chuyển tạo ra sứchút mới đối với lĩnh vực đầy cam go, thử thách này. Nhà nước cũngđã dành một khoản ngân sách khá lớn cho chương trình nghiên cứucông nghệ nano cấp quốc gia với sự tham gia của nhiều trường Đạihọc và Viện nghiên cứu..

Page 10: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 10/21

Công nghệ nano là một bước tiến bộ vượt bậc của công nghệ,nó tạo ra những ứng dụng vô cùng kỳ diệu tạo ra nhiều cơ hội hơn,nhưng bên cạnh đó cũng có những thách thức đặt ra về thảm họamôi trường và khả năng phát triển vũ khí lọai mới với sức tàn phá

không gì so sánh nổi. Tuy nhiên, con người ngày nay đã hướngnhiều hơn với cái thiện nên chúng ta có thể hy vọng là công nghệnano sẽ mang lại hạnh phúc cho nhân loại nhiều hơn.

NANO vươn tới chân trời mới.

Người Nhật Bản từng trông cậy rất nhiều vào phân tử Fullerene (cóhình dạng như quả bóng đá), qua bàn tay của kỹ sư Sujio Ijima, nótrở thành một loại phân tử NANO mới, có hơn 200 ứng dụng trongmọi lĩnh vực. Đến nay Nhật Bản đã tạo được những phân tử carbone

mảnh hơn sợi tóc 100.000 lần. Đây là thế hệ thứ 3 của ống NANO,sẽ được áp dụng vào kỹ thuật hàng không và dò tìm đáy biển. Xe hơi- thế mạnh truyền thống của Nhật Bản, sẽ được NANO hỗ trợ nhiều.Thế hệ xe hơi chạy bằng hyđro sẽ thống lĩnh thị trường, với pin sạcnăng lượng được chế từ ống NANO. Các hãng điện thoại di độngnhư Nokia, Motorola hay Ericsson đều đang trông chờ vào NANO đểtạo ra những loại pin siêu bền, những loại điện thoại ngâm dướinước hay chịu nổi nhiệt độ cao. Nhưng giá thành của 1g vật chấtNANO hiện nay còn rất đắt, có khi lên đến 1000 đôla.

Kỹ thuật NANO là cả một quy trình phức tạp, đòi hỏi nhiều bài toánvà lời giải liên hoàn. Chẳng hạn, khi CNRS (Trung tâm nghiên cứukhoa học quốc gia Pháp) tuyên bố tạo ra một loại ống NANO chắc vàdai hơn thép 150 lần, thì vấn đề sau đó là làm sao xoắn hay thắt nútnó! Và phải hơn 2 năm sau CNRS mới giải được bài toán này, vì nếukhông làm được thì tính ứng dụng của ống này là số không. Vớingành năng lượng, NANO là vị cứu tinh trong tương lai, vì dây cápsẽ cứng hơn kim cương đến 3 lần, nhưng lại nhẹ hơn thép đến 7 lần.Một số công ty chuyên về cáp ngầm dưới biển rất bực bội khi nướcbiển và cá mập thường xuyên gây thiệt hại cho những sợi cáp. Vìvậy, họ hy vọng giới khoa học tìm ra loại cáp ngầm cứng hơn vàkhông bị nước biển ăn mòn. Sau này, khi gió thổi vào một tấm màncửa, nó sẽ phát điện nhờ công nghệ NANO. Hoặc nữa, một phi côngvũ trụ chỉ cần mặc loại quần áo sợi NANO là có đủ năng lượng chocơ thể.

Page 11: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 11/21

Hãng IBM đang tạo ra những phân tử NANO có 2 tính chất: vừa làkim loại vừa mang tính bán dẫn. Những phân tử này sẽ tạo ra nhữngthế hệ máy tính cực khoẻ và bền. Với người Anh, kỹ thuật NANO cònđược cảnh sát trông cậy, ít ra là phương pháp dùng những viên bi

phát sáng. Những viên bi siêu nhỏ này, khi gặp những phân tử mồhồi hay mỡ của thủ phạm, sẽ tự động phát sáng như lân tinh. Điềunày giúp cảnh sát đỡ phải lần mò tại hiện trường như hiện nay...

Một lĩnh vực mới đang hình thành: thành lập công ty chuyên NANO,thay vì chỉ là một phân ban của một Trường đại học hay công ty nàođó, nhằm mục tiêu: rẻ, nhẹ, bền và ít hao năng lượng là 4 tiêu chuẩncủa sản phẩm NANO trong tương lai.

Thay lời kết.

Nhu cầu phát triển của công nghệ nói chung và của công nghệNANO nói riêng luôn đặt cho các nhà khoa học nhiều vấn đề mới,mang tính tổng hợp, liên ngành. Một sản phẩm công nghệ chỉ đượccoi là thành công hay có nhiều hứa hẹn nếu nó phát triển được trênnền tảng phát triển của chính nó: Được sử dụng rộng rãi, đem lạihiệu quả kinh tế để có thể "lấy ngắn nuôi dài", thúc đẩy trở lại sự pháttriển sản xuất, đưa trình độ công nghệ của chính nó lên một tầm caomới. Việc mở rộng khái niệm về các cỗ máy đến mức có thể xoá điranh giới phân chia thế giới của sự sống và thế giới không có sự

sống, vấn đề thường gặp ở lĩnh vực công nghệ NANO, không phải làchuyện viễn tưởng. Thực tế, việc mở rộng đó, đã tạo nên cú híchphát triển, làm phong phú thêm các cách tiếp cận công nghệ./.

CÔNG NGHỆ NANO TRONGNGÀNH DƯỢC PHẨM.

Page 12: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 12/21

Công nghệ nano, một trong những chiến lược công nghệ mũi nhọn trên thếgiới đang được ứng dụng rộng rãi và có hiệu qua trong y học.Một trongnhững hệ sản phẩm dược ứng dụng công nghệ nano nhiều triển vọng nhất làcác chế phẩm dẫn thuốc dạng LIPOSOME. Các chế phẩm này có khả nang

tăng nồng độ dược chất tại vị trí đích, do đó tăng hiệu quả điều trị và giảmthiểu độc tính. Các chế phẩm LIPOSOME đang được sử dụng rộng rãi nhấttrên thế giới hiện nay là các chế phẩm chứa dược chất chống ung thưDOXORUBICIN và chống nấm AMPHOTERICIN

I. GIỚI THIỆU CHUNG NanoPharmaceuticals ( dược nano ) là dang dược phẩm tạo ra bởi côngnghệ sử dụng các vật liệu, thiết bị, và các hệ thống thông qua việc kiểmsoát vật chất ở phạm vi kích thước nanomet. Định nghĩa về công nghệnano do vậy bao hàm hoàng loạt các lĩnh vực khoa học khác nhau từ

các lĩnh vực in ẩn, vật liệu tới các lĩnh vực cơ khí, tự động , công nghệsinh học và dược phẩm Từ năm 1959, khi tìm hiểu sự hoạt động của tự nhiên ở phạm vi kíchthước nano met, Tiến sĩ Feynman ( người đoạt giải thưởng noben về vậtlý năm 1965 ) đã kết luận rằng con người hoàn toàn có thể làm đượcnhững điều như tự nhiên. Từ đó một ngành khoa học phôi thai đã đượcsinh ra mà ngày nay được biết đến rộng rãi với “ công nghệ nano”.

 Nganh khoa học này đã thu hút mạnh mẽ một cộng đồng đông dảo các

nhà khoa học cả trong lĩnh vực học thuật cũng như trong lĩnh vực sảnxuất, tạo ra những vật liệu nhỏ bé không thể nhìn thấy được nhưng đãtác động lớn đến toàn bộ đời sống của chúng ta. Và người đầu tiên sửdụng thuật ngữ “ công nghệ nano” là K.Eric Drexler, người sáng lập vàchủ tịch danh dự Viện Chiến lược Hoa Kỳ là vào thời điểm những năm1980. tầm quan trọng của công nghệ nano nằm ở 2 vấn đề: thứ nhất nósẽ tạo ra một ngành công nghiệp với doanh thu ước tính 1000 tỷ USDvào năm 2015; thứ hai nó sẽ tác động đến cuộc sống của tất cả chúng ta.Quả thực chúng ta đang sử dụng rất nhiều các sản phẩm có chứa cáctiểu phân nano mà không hề biết là gì.

II. DƯỢC PHẨM NANORất nhiều nghiên cứu đang được tiến hành nhằm ứng dụng công nghệnano trong lĩnh vực điều trị. Với kích thước rất siêu nhỏ, các tiểu phânnano chỉ có thể cấu tạo từ một số rất ít các phân tử, khi kích thước củanguyên liệu giảm xuống dước 100nm, vật chất sẽ thể hiện các bản chấtcủa vật lý lượng tử với các đặc tính hoàn toàn mới. Ví dụ vật chất có

Page 13: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 13/21

thể mạnh hơn, nhẹ hơn và có độ hòa tan cao, ít hút ẩm nói chung là thểhiện đặc tính lý hóa hoàn toàn mới. Trong nganh dược các sản phẩmứng dụng công nghệ nano có thể được phân thành 2 lĩnh vực chính: cácthuốc tạo ra bởi công nghệ nano ( NanoEngineered Drugs ) và hệ dẫn

thuốc nano ( NanoCarriers ) NANOENGINEERED DRUGS

Các nhà khoa học dược đã điều khiển các phân tử thuốc để tạo ranhững đặc tính vật lý mong muốn thông qua các quá trình kết tinh,muồi hóa hoặc sử dụng các phân tử nước của dạng kết tinh. Nhờ vậycác phân tử thuốc trở nên bền vững hơn về mặt hóa học, có nhieeuf ưuviệt hơn cho mục đích chế dược học, tăng sinh khả dung hoặc tăng hiệuquả điều trị. Tương tự việc thiết kế các phân tử thuốc dưới dạngnanocrystals ( tinh thể nano ), nanoprecipitas ( kết tủa nano ),

nanosupensions ( hỗm dịch nano ) và nanoparticles ( tiểu phân nano )có các tác dung sau:

- Tăng độ hòa tan và tăng sinh khả dụng của các phân tử thuốc(các vật liệu dưới dạng tinh thể nano tăng sinh khả dụng đườnguống ).

- Phát triển các dang thuốc khác nhau (ví dụ hỗn dịch nano dungcho đường tiêm ).

- Khai thác các đường dùng thước khác nhau (ví dụ vận chuyểnthuốc qua mũi và mắt tạo ra nhiều tiện lợi xho bệnh nhân ).

 NANOCARRIERS và hệ vận chuyển thuốc LIPOSOMESCông nghệ nano đã tạo ra hàng loạt hệ vật chaats với kích thước vai

nanomet tới 250 nanomet được sử dụng vận chuyển dược chất đến các bộ phận mong muốn trong cơ thể với liều lượng thích hợp và đúng thờigian mong muốn, nói tóm lại đảm bảo được ba yếu tố góp phần tạo nêntính an toàn va hiệu quả của thuốc: đúng nơi, đúng lúc, đúng liều. Cáchệ vận chuyển thuốc có nhiều triển vọng là polymer-micelles,dendrimers, các tiểu phân nano có nguồn gốc kim loại polymer,ceramic, protein, virut, và các tiểu phân liposome.Các dược chất hoặc

các tác nhân chuẩn đoán sẽ được đưa vào bên trong, liên kết hóa họcgắn vào bề mặt của các tiểu phân này. Hệ vận chuyển thuốc tiêu biểu cónhiều triển vọng nhất là dạng thuốc LIPOSOME.

LIPOSOME là những tiểu phân nhân tạo hình cầu có kích thước nanođược cấu tạo cơ bản từ các thành phần phosphopid tự nhiên vàcholesterol. Liposome được xem là hệ vận chuyển thuốc lý tưởng , mộtviên đạn kì diệu có khả năng định vị và phá hủy các mô bệnh mà không

Page 14: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 14/21

gây hại cho các mô khỏe mạnh như ước mơ của nhà vi khuẩn học nổitiếng của thế kỷ 19 người Đức Paul Ehrlich

LIPOSOME có ba khả năng đặc trưng:-

Có thể vận chuyển được các chất hòa tan trong nước ( được giữở khoang nước bên trong ) cũng như các dược chất hòa tantrong dầu ( được cấu tạo trong các lớp màng kép

 phospholipid ).Các tiểu phân liposome đồng thời còn có tácdụng bảo vệ và phóng thích một cách có kiểm soát các hoạtchất. do vậy liposome có thể thay đổi hoàn toàn các đặc điểmdược động học của hoạt chất

- Cấu trúc màng phospholipid của liposome đồng thời cũng làcấu trúc màng sinh học của cơ thể sống, do vậy liposome sẽ làchế phẩm y học có tính an toàn cao.

- Liposome có khả năng được thiết kế tăng nồng độ thuốc ở những mô đặc biệt, được coi là dạng thuốc “ đích” lý tưởng(targeting drugs ). Liposome tạo ra nhiều hệ vận chuyển thuốcchon lọc ( selective drug delivery ) như các hệ liposome miễndịch (lmmunoliposome ) và liposome nhạy cảm với sự thay đổicủa nhiệt độ hoặc PH.

Dựa theo cấu trúc màng phospholipid, liposome có thể phân laoijthành:

- Multilarmellar liposomes ( liposome đa lớp ): có cấu trúc gồmnhiều lớp màng kép phospholipid hình cầu đồng tâm

- Unilamellar liposome ( liposome đơn lớp ): có cấu trúc chỉ gồmmột lớp màng kép phospholipid hình cầu

Đặc điểm cấu tạo của các tiểu phân liposome tạo ra nhiều ưuđiểm về chế dược như sau:

- Có cấu trúc ổn định khi bị pha loãng- Có thể dễ dàng thay đổi tính thấm của lớp màng kép với

các phân tử phospholipid khác nahu- Có khả nưng kết hợp tất cả các chất tan hay không tan

trong nước và vận chuyển chúng đến môi trường mongmuốn.

Trong cơ thể sống, sau khi được đưa vào tuần hoàn máu bằng cáchtiêm, truyền tĩnh mạch, khác với các dạng thuốc thông thường, cáctiểu phân liposome không khuêchs tán được qua thành mạch máu

Page 15: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 15/21

 bình thường để đi đến các mô trong toàn cơ thể. Mặt dầu có cấutạo lớp màng kép tương tự các tế bào cơ thể, các tiểu phânliposome vẫn có thể bị cơ thể coi là “ ngoại lai” và ít nhiều sẽ bịđào thải theo cơ chế miễn dịch, chủ yếu thông qua tác dụng thực

 bào của hệ thống lưới nội mô hoặc bị phá vỡ trong huyếttương.Tuy nhiên trong nhiều trường hợp người ta đã khai thác tácdụng thực bào để đưa thuốc đến tổ chưc RES.Một ví dụ tiêu biếu là

 phế phẩm liposome chứa Amphotericin B, một hoạt chất chốngnấm hoạt phổ rộng. Mặt dầu các tế bào là những tế bào chủ yếuđảm nhiệm chức năng bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây

 bệnh vi sinh vật.Theo cơ chế thực bào tiểu phân liposome cũng sẽthâm nhập vào bên trong tế bào bị bệnh, giải phóng hoạt chất vàtiêu diệt vi sinh vật.Ngoài tác dung tăng cường nồng độ thuốc bêntrong các tế bào bị bệnh, phế phẩm liposome còn có tác dung giảm

độc tính đối với thận và giảm tiết cytokin. Các kết quả nghiên cứucho thấy phế phẩm liposome chứa amphotericin b chỉ với liều 1mg/kg/ngày đã mang lại hiệu quả điều trị thành công trên 91,1%

 bệnh nhân bị nấm hệ thống hoặc leishmaniasis so với hiệu quả46% khi sử dụng 4-6 mg/kg/ngày chế phẩm amphotericin B thôngthường. Chỉ có n2 trong tổng số 109 bệnh nhan phải tạm thờingưng sử dụng chế phẩm liposome nhưng sau đó đã tiếp tục điềutrị thành công trong khi 34-60% bệnh nhân sử dung phế phẩmamphotericin B thông thường phải chiu các độc tính đối với thận

Các nhà khoa học đã nhận thấy rằng các tiểu phân có bề ngoàithan nước có thể tránh được tác dụng thực bào RES và tồn tại lâutrong tuần hoàn máu.Các tiểu phân tồn tại kéo dài trong máu nàyđược xem là những chất vận chuyển thuốc lý tưởng đến các tổchức mô ví dụ như ccác mô ung thư và các tổ chức viêm theo cơ chế tăng tính thấm và tăng thời gian lưu trữ.Các sản phẩm tiêu biểucho liposome thế hệ hai này là các chế phẩm có chứa doxorubicin,một chất chống ung thư truyền thống có hoạt phổ cao. Các tiểuphân liposome này có kích thước trung bình 100 nanomet

và được cấu tạo bên ngoài bởi lớp polyethylene glycol. Lớppolymer này có tác dụng ngăn cản sự tiếp xúc giữa tiểuphân liposome và các thành phần huyết tương có tác dụngopsonin, nhờ đó giảm tác dụng thực bào. Do vậy các chếphẩm liposome này có nửa đời sinh học (là thời gian để đàothải hoặc phân huỷ 1/2 lượng thuốc) kéo dài tới 71.5 giờ sovới thời gian 10 phút cho dạng thuốc Doxorubicin thông

Page 16: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 16/21

thường. Các kết quả nghiên cứu trên bệnh nhân Kaposi'ssarcoma đã ghi nhận đáp ứng lâm sàng tích cực ở 43.2%bệnh nhân, so với tỷ lệ đáp ứng 24,5% khi điều trị kết hợpABV (Doxorubicin-Bleomycin-Vincristin). Đáng lưu ý là trong

số 928 bệnh nhân thử nghiệm sử dụng chế phẩm này chỉ có100 người (10.8%) xuất hện các phản ứng không mongmuốn, tỷ lệ bệnh nhân ngừng điều trị vĩnh viễn là 2%. Cácđộc tính chủ yếu thường xuất hiện đối với dạng thuốcDoxorubicin thông thường như độc tính tim, suy tuỷ và rụngtóc được giảm đi rất nhiều. Theo một báo cáo thử nghiệmlâm sàng pha III, chỉ có 10/254 bệnh nhân sử dụng chếphẩm Doxorubicin dạng liposome có biểu hiện độc tính timvà không ai trong só bệnh nhân này có diễn biến suy timxung huyết (congestive heart failure), trong khi đó có 48/255

bệnh nhân sử dụng dạng thuốc Doxorubicin thông thường bịđộc tính tim và 10 trong số này có triệu chứng suy tim xunghuyết. Do vậy chế phẩm dạng liposome được chỉ định điềutrị cả trong ung thư di căn có nguy cơ cao về tim. Các tácdụng không mong muốn về mặt huyết học do tác dụng ứcchế tuỷ của doxorubicin trong chế phẩm liposome ít đượcbáo cáo hơn và hầu hết ở mức độ nhẹ hoặc vừa phải và cóthể kiểm soát được, chỉ có dưới 1% bệnh nhân bị ngộ độchuyết mức độ 4. Các trường hợp rụng tóc chỉ được quan sát

ở 7% bệnh nhân điều trị dạng chế phẩm liposome so với 54% bệnh nhân sử dụng dạng thuốc doxorubicin thôngthường. Nói tóm lại, chế phẩm liposome đã chứng minh hiệuquả vượt trội với độ an toàn cao hơn hẳn các dạng thuốcthông thường.

Thế hệ liposome vận chuyển chọn lọc : thế hệ này có thểcoi là thế hệ liposome thứ ba, hay còn gọi là liposome “đích”,bao gồm các liposome miễn dịch (immunoliposome) vàliposome nhạy cảm với pH hoặc nhiệt độ. Người ta có thể

gắn vào bề mặt của tiểu phân liposome những phân tửpeptid hoặc các kháng thể như kháng thể tác dụng vớiICAM-1 (Intercellular cell adhesion molecule- 1) hoặcPECAM-1 (platelet endothelial cell adhesion molecule-1).Các phân tử này có khả năng nhận biết và kết hợp đặc hiệuvới các chất dẫn (surface marker) trên bề mặt tế bào đích,do đó có tác dụng tập trung đặc biệt các tiểu phân liposome

Page 17: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 17/21

tới các tế bào này. Như vậy, so với các liposome thế hệ haivới cơ chế vận chuyển thụ động (do tăng thời gian tồn tạitrong máu), các liposome miễn dịch có cơ chế vận chuyểntích cực (active targeting). Các liposome thế hệ này đã được

nghiên cứu thành công và sẽ sớm được đưa vào thực tếđiều trị các bệnh ung thư phổi, ung thư hầu họng và cácbệnh nội mô tim. Hơn nữa, người ta còn có thể kết hợp cả 2cơ chế vận chuyển trên, nghĩa là tạo ra các tiểu phânliposome vừa có cấu trúc polymer trên bề mặt để kéo dàithời gian tồn tại trong máu vừa gắn với các chất dẫn (ligan)để chủ động dẫn thuốc tới các tế bào mong muốn.

Để có thể vận chuyển dược chất vào trong bào tươngcủa tế bào đích, người ta đã đưa vào lớp màng kép của tiểuphân liposome các tác nhân nhạy cảm với pH (ví dụ

polymethylacrylate), các tiểu phân này sẽ bị phá vỡ và dunghợp trong môi trường pH acid của thể endosome thứ cấpbên trong tế bào đích. Tương tự người

CÁCH MẠNG CÔNG NGHỆ 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 chấtcó 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.

Page 18: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 18/21

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.

Page 19: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 19/21

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 nhânmà Volkswagen tập trung phát triển công nghệ nano.

 Độ bóng của sơn nano (trái) và sơnthường sau thử nghiệm.

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 phẩmthương 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 sángtạo 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.

Page 20: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 20/21

Hummer H2 SUT 2005 trang bị vỏnanocomposite.

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 sẽchi 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.

Sinh viên: Nguyễn Thị Hiền

Lớp 34k12

Ngày sinh: 1/11/1990

Page 21: công nghệ nano

5/10/2018 c ng ngh nano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-nano 21/21