Xem mẫu
- Công nghê Nanô ?
- Kích thước
- Định nghĩa
Công nghệ nano là một ngành khoa học - kỹ thuật ở quy
mô nguyên tử và phân tử - kích thước nanômét
National Nanotechnology Initiative, 2007
- Nanô mét
1 m = 10 nm
9
1 nm = 10-9 m
- Kích thước
Nhân tạo
Nh
Tự nhiên 1 cm
10-2 m
10 mm
Đầu đinh
1-2 mm
21st Century
1,000,000 nanometers =
Challenge
10-3 m 1 millimeter
Kiến Thiết bị MEMS
(mm)
Microwave
~ 5mm 10 -100 µm
Con ve
0.1 mm
10-4 m
200 µm 100 mm
The Microworld
Tro, tàn thuốc
Sợi tóc ~ 10-20 µm 0.01 mm
~ 60 – 120 µm wide 10-5 m
10 mm O
P
O O
Infrared
O O O O
Tế bào hồng cầu O O O O O O O O
Tề bào Phấn hoa O O
O O O O O
O
bạch cầu 1,000 nanometers =
~ 2-5 μm
S S
S S S S S
S
10 m
-6
1 micrometer
Visible
(mm)
0.1 mm
10-7 m Combine nanoscale
100 nm building blocks to make
Ultraviolet
novel functional devices,
The Nanoworld
e.g., a photosynthetic
reaction center with
integral semiconductor
Ống Nanô 10x nm
storage
0.01 mm (điện cực)
10 m
-8
10 nm Ống nanô (transistor)
~10 nm
diameter
ATP synthase
10-9 m 1 nanometer (nm)
Soft x-ray
DNA ống Carbon
Thành lượng tử (48 ntử Cu phân bố trên bề mặt
10-10 m 0.1 nm ~1.3 nm
~2-1/2 nm của 1 mũi dò STM (đường kính 14 nm)
Nguyên tử Si Office of Basic Energy Science
Khoảng cách ~nm Office of Science, U.S. DOE
Version 03-05-02
- Lịch sử nghiên cứu
Ý tưởng về công nghệ nano được đề
xuất vào 29/12/1959 do nhà vật lý
Richard Feynman: tất cả mọi thứ đều
được cấu tạo nên từ các phần tử có
kích thước rất nhỏ là các nguyên tử và
phân tử.
Richard Feynman.
- Tắc kè: Nanô?
- Sợi nanô ở các ngón giúp tắc kè bám chặt
http://robotics.eecs.berkeley.edu/~ronf/Gecko/index.html
- “Hiệu ứng lá sen” – không dính ướt?
Bề mặt cấu trúc nanô !
- Lịch sử nghiên cứu
• 1981 các nhà khoa học của IBM ở Zurich Ảnh chụp STM
(Thụy Sĩ) lần đầu tiên đã phát minh ra kính
hiển vi điện tử quét xuyên ngầm (scanning
tunnelling microscope - STM): cho phép quan
sát được từng đơn nguyên tử
• Năm 1990 các nhà khoa học của IBM đã tìm
ra cách sử dụng STM để di chuyển từng
nguyên tử Xe (xenon) trên bề mặt niken
Fe trên đế Cu
di chuyển 35 nguyên tử Xe
tạo ra IBM trên bề mặt Ni
- Lịch sử nghiên cứu
• Giải Nobel Hóa học được trao năm
1996 cho 3 nhà khoa học Harold Kroto,
Robert Curl và Richard Smalley cho
phát minh Carbon 60 được tìm ra
1985.
• Đến năm 1991, ống nanô Carbon 60
đã được tạo ra và biết đến nhờ tính
siêu nhỏ - siêu cứng – siêu nhẹ: nhẹ
A “Buckyball.”
hơn 6 lần nhưng độ cứng gấp 100 lần
so với thép!!!
A “Carbon Nanotube”
- Các sản phẩm từ công nghệ nanô
Nanô carbon
Chấm lượng tử
“Ôtô Nano”
(Rice University)
Source:
Hạt nanô huỳnh
Hạt nanô
quang
- Quân đội
Vải sợi
Các sản phẩm ứng dụng công nghệ Nanô
Linh kiện
Thiết bị
Thuốc – dược phẩm Quốc phòng
An ninh
Thực phẩm
Năng lượng
Hàng tiêu dùng
Mỹ phẩm, chăm sóc sức khỏe
- Công nghệ Nanô và đời sống
Chăm sóc sức khỏe Lương thực, mỹ phẩm
Hàng tiêu dùng
Công nghệ Nanô
Môi trường Giáo dục
Kinh tế Vũ trụ
Quốc phòng/an ninh
- Ứng dụng: hàng không, an ninh, quốc
phòng
-Quần áo tư trang nhẹ, chống đạn,
Vật liệu siêu nhẹ - siêu cứng có chứa
chống cháy, có thể thay đổi mầu sắc
nanô Carbon được sử dụng chế tạo
theo môi trường, tàng hình…
vỏ máy bay
-Cảm biến sinh học được tích hợp bên
trong có khả năng phát hiện nhanh và
chính xác các loại vũ khí không nhìn
thấy như hóa học, sinh học…
Cảm biến sinh học
- Ứng dụng: công nghệ vũ trụ, vệ tinh
Đề xuất gần đây về thang máy dùng trong
vũ trụ (nhẹ, cứng, bền) sử dụng các ống
nanô carbon phục vụ các nghiên cứu không
gian
- Ứng dụng: y sinh
• Thiết kế các chuỗi sinh học theo
các trình tự quá trình sinh học tự
nhiên
• Sửa chữa sai hỏng và lắp ráp các
chuỗi phần tử sinh học, gien,…
• Chuẩn đoán và điều trị bệnh
- Ứng dụng: ngành điện tử
• Ngành điện tử nanô kết hợp với ngành
sinh học, hóa học, vật lý, kỹ thuật, và
khoa học máy tính để tạo ra các con chip
máy tính (nanochips), nanomotors, … gắn
với cơ thể người có sự liên hệ với hệ
thần kinh
• Công nghệ nano chế tạo ra các máy tính
siêu nhỏ tiết kiệm năng lượng
- Ứng dụng: ngành năng lượng
Chế tạo vật liệu nanô có khả năng hấp thụ
và lưu trữ nguồn năng lượng mặt trời và
chuyển đổi thành năng lượng điện (pin mặt
trời).
Công nghệ mới, vật liệu mới tạo ra nguồn
năng lượng sạch như sử dụng Hyđrô để
cung cấp cho các pin nhiên liệu
- Nội dung môn học
• Công nghệ nanô
• Vật liệu nanô
• Phương pháp nghiên cứu và quan sát các
cấu trúc nanô
• Phương pháp chế tạo vật liệu nano
• Ứng dụng vật liệu nano
nguon tai.lieu . vn