Công nghệ nano

Công nghệ nano

Công nghệ nano là một kỳ quan công nghệ khám phá thế giới tinh vi, thường được gọi là nanotech, thăm dò sự điều chỉnh và sử dụng vật chất ở cấp độ nguyên tử và phân tử. Nó mở rộng ranh giới của những thứ mà thường thấy được, hoạt động trong một không gian mà ở đó các hiệu ứng cơ học lượng tử trở nên quan trọng.


Định Nghĩa về Công Nghệ Nano: Hướng Tới Tương Lai

Công nghệ nano là một kỳ tích kỹ thuật hoạt động ở cấp độ phân tử, tạo ra các thiết bị hoàn chỉnh với hiệu suất vượt trội so với các đồng nghiệp truyền thống. Phương pháp đổi mới này liên quan đến việc xây dựng các sản phẩm từ đầu, sử dụng các kỹ thuật và công cụ tiên tiến để đạt được độ chính xác không giới hạn.

Không thể phủ nhận rằng, công nghệ nano đang là tương lai, khi các nghiên cứu liên tục mở rộng ứng dụng từ vật liệu ở cấp độ nano đến vật liệu ở cấp độ nguyên tử. Các phương pháp mới nổi bật như tự tập hợp phân tử đã được phát triển để làm cho điều này trở nên khả thi. Có thể sẽ đến một tương lai khi tất cả những nhu cầu cơ bản hàng ngày như thức ăn, nơi ở và thậm chí là kim cương đắt đỏ sẽ được tạo ra bởi các nano robot.

Hiểu về Quy Mô: Để hiểu cơ bản về công nghệ nano, quan trọng nhất là phải biết 'nano' thực sự nhỏ như thế nào. So sánh các đơn vị khác nhau so với mét giúp minh họa quy mô này:

• 1 centimet - 1/100 của mét
• 1 milimet - 1/1,000 của mét
• 1 micromet - 1/1,000,000 của mét
• 1 nanomet - 1/1,000,000,000 của mét

Điều này làm nổi bật sự nhỏ bé đặc biệt của nano, nhỏ hơn thậm chí cả bước sóng của ánh sáng nhìn thấy được và một phần trăm nghìn lần chiều rộng của một sợi tóc người. Nhưng khi đối chiếu với quy mô nguyên tử:

• Đường kính nguyên tử - 0,1 nanomet - 1/1,000,000,000,000 của mét.

Hình dưới đây cung cấp một biểu đồ minh họa, so sánh quy mô thông thường của các vật liệu thông thường được tạo ra bởi con người với các thiết bị nano.

Lịch Sử Phát Triển của Công Nghệ Nano

Bắt đầu từ năm 1959, ngành công nghệ nano đã xuất hiện khi nhà vật lý Richard Feynman đưa ra bài nói đột phá, mơ hình một quy trình trong đó các nguyên tử và phân tử có thể được kiểm soát. Ông mô tả một phương pháp sử dụng các công cụ chính xác, mỗi bộ hoạt động trên một quy mô nhỏ tỷ lệ, đến quy mô cần thiết. Bản chất của phương pháp này được định rõ hơn bởi Norio Taniguchi, một giáo sư khoa học tại Đại học Tokyo.

Công nghệ nano trở nên quan trọng vào những năm 1980 và được đưa lên tầm cao mới bởi Tiến sĩ K. Eric Drexler thông qua những tác phẩm ảnh hưởng như "Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology" và "Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation."

Bước tiến quan trọng trong sự phát triển của công nghệ nano diễn ra vào những năm 1980 với sự xuất hiện của khoa học cụm và kính hiển vi quét (STM). Những đổi mới này mở ra con đường cho sự phát triển của ống nano carbon và fullerens vào năm 1985. Các đột phá tiếp theo tập trung vào quá trình tổng hợp và tính chất của các nanocrystal bán dẫn.

Một phát minh chuyển đổi mà đã đặt nền tảng cho Sáng kiến Quốc gia Công nghệ Nano của Hoa Kỳ là Kính hiển vi Lực Nguyên tử (AFM hoặc SFM). Thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc cho phép các nhà nghiên cứu khám phá vào thế giới phức tạp của các vật liệu ở quy mô nano, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của công nghệ nano.