Nano là gì? Phân loại, ứng dụng và các phương pháp chế tạo Nano

Meraki Center

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

1. Nano là gì?

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

Trên thực tế, hạt Nano đã tồn tại trong tự nhiên từ rất lâu. Chúng có thể được sử dụng để làm nhiều loại gốm sứ và thủy tinh với nhiều màu sắc và kích cỡ khác nhau.

Nano là một loại vật liệu được chế tạo tồn tại ở nhiều dạng khác nhau

2. Vật liệu Nano có những loại nào?

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

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

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

• Vật liệu Nano hai chiều: Tức là một chiều có kích thước nano và hai chiều là tự do.
• Vật liệu Nano một chiều: Còn được gọi là ống nano và dây nano. Chúng có hai kích thước nano. Hướng còn lại là chiều electron tự do.
• Vật liệu Nano không chiều: Hạt Nano, cụm Nano. Cả ba chiều của chúng đều có kích thước Nano, do đó không còn kích thước nào cho các electron.

Tìm hiểu cách phân loại vật liệu Nano

3. Công nghệ nano là gì?

Công nghệ nano đã được biết đến từ đầu thế kỷ 21, đặc biệt sau cuộc cách mạng toàn cầu 4.0. Đây là công nghệ liên quan đến chế tạo, thiết kế và phân tích các thiết bị có kích thước nanomet. Trong đó 1m là 109nm.

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

4. Nano có ứng dụng gì trong đời sống?

Ứng dụng của Nano là gì đã nhận được rất nhiều sự quan tâm. Theo đó, công nghệ Nano và vật liệu Nano đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống với những ứng dụng điển hình sau:

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 pin mặt trời. Đồng thời, chúng giúp tăng khả năng dự trữ của siêu tụ điện và pin mặt trời. Từ đó, quá trình sử dụng điện được đạt hiệu quả như mong muốn.

4.2. Ứng dụng trong lĩnh vực y học

Nano với kích thước cực nhỏ có thể can thiệp vào các tế bào bên trong cơ thể con người. Đây là đặc tính đột phá giúp hỗ trợ vận chuyển thuốc, chẩn đoán bệnh và góp phần tiêu diệt tế bào ung thư.

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

Cơ khí, điện tử là hai lĩnh vực có nhiều đột phá kể từ khi biết Nano là gì. Sử dụng vật liệu Nano để sản xuất các thiết bị, linh kiện điện tử cực nhỏ… Ví dụ: Sản xuất điện thoại, màn hình máy tính, tàu vũ trụ, máy bay…

Nano có nhiều ứng dụng trong cuộc sống

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

Ứng dụng công nghệ Nano vào lĩnh vực may mặc sẽ mang lại những tiến bộ mới đáng kể. Thông thường, vi khuẩn sẽ bị tiêu diệt và mùi hôi khó chịu trên quần áo sẽ được giảm thiểu.

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

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

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

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

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

5.1. Phương pháp cơ học nano

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

5.2. Phương pháp hóa học ướt

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

Tìm hiểu cách chế tạo vật liệu Nano

5.3. Phương pháp hóa học

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

5.4. Phương pháp bay hơi nhiệt

Phương pháp này thường được áp dụng trong sản xuất chất phủ bề mặt hoặc màng mỏng. Để tạo thành vật liệu hoàn thiện, chúng sẽ phải trải qua quá trình bay hơi nhiệt hóa học, vật lý, lắng đọng chân không, quang khắc…

Meraki Center đã phân tích chi tiết Nano là gì và ứng dụng của nó vào cuộc sống. Nano là một trong những vật liệu quan trọng mang lại những tiến bộ mới cho thế giới. Chắc chắn trong thời gian tới loại vật liệu này sẽ còn phát triển hơn nữa để đáp ứng được xu hướng của nhân loại.