công nghệ nanô và vật liệu nanô từ nghiên cứu đến thị trường

Công nghệ nanô và vật liệu nanô
từ nghiên cứu đến thị trờng

GS. TS. Phan Hồng Khôi
1,2
1. Viện Khoa học Vật liệu,Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2. Trờng Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội

Hà nội 6 - 2006


1




Mục lục

Trang
I. Mở đầu 3
II. KHNN và CNNN là gì? 3
III. Nội dung của KHNN & CNNN 5
IV. Sản phẩm của CNNN và thị trờng 5
V. Tình hình nghiên cứu và phát triển CNNN trên thế giới 15
5.1. Khu vực châu á Thái Bình Dơng 17
5.1.1.Chính sách phát triển CNNN của các nớc APEC 18
5.1.2. Các nỗ lực thơng mại hoá CNNN ở khu vực châu á Thái
Bình Dơng
21
5.1.3. Đầu t cho CNNN của khu vực t nhân ở khu vực châu á

Thái Bình Dơng
22
5.1.4. Chính sách và Chơng trình CNNN ở một số nớc châu á 23
5.2. Chính sách phát triển CNNN của các nớc Châu Âu 30
5.3. Chính sách phát triển CNNN của Mỹ 34
5.4. Nhận xét 37
VI. Các hớng u tiên của CNNN ở các nớc đang phát triển 38
VII. Các đề xuất 40
VIII. Tình hình nghiên cứu CNNN ở Việt nam 42
IX. Kết luận 44
Tài liệu tham khảo

46




2


I. Mở đầu
Trong thời gian gần đây nhiều nhà hoạch định chính sách trên thế giới , kể
cả Tổng thống của một số cờng quốc công nghiệp đã quan tâm và thúc đẩy việc
phát triển Khoa học Nanô và Công nghệ Nanô (KHNN&CNNN). Nhiều chính
phủ và tập đoàn kinh tế lớn đã đầu t cho KHNN&CNNN. Nhiều công trình
khoa học, nhiều bằng phát minh và sáng chế về KHNN&CNNN đã đợc công
bố. Nhiều sản phẩm của CNNN, đặc biệt là các loại Vật liệu Nanô (VLNN) đã
xuất hiện và đang đợc sử dụng ngày càng nhiều trong hầu hết các lĩnh vực công
nghiệp, nông nghiệp, y tế, bảo vệ môi trờng, an ninh quốc phòng và đời sống. ở
Việt nam, các nhà khoa học ở một số viện nghiên cứu, trờng đại học cũng đã

bắt đầu tiếp cận với KHNN&CNNN trên cả hai bình diện: lý thuyết và thực
nghiệm. Một vài công ty thơng mại ở trong nớc cũng đã nhập khẩu một số sản
phẩm CNNN của nớc ngoài, Vấn đề đặt ra cho chúng ta là cần tìm hiểu xem
KHNN&CNNN là gì và khoa học, công nghệ đó, hôm nay hoặc ngày mai cho
chúng ta cái gì? Công nghệ đó là hiện thực không? và một điều quan trọng nữa
là, chúng ta cần làm gì để tiếp cận với KHNN& CNNN?
Trớc hết chúng ta tìm hiểu khái niệm về KHNN&CNNN và tiến tới một
định nghĩa về khoa học và công nghệ này.
II. Khnn & CnNN là gì?
KHNN&CNNN là một lĩnh vực khoa học và công nghệ (KH&CN) mới,
hiện đại và liên ngành, có thể hiểu dới các góc độ chuyên môn khác nhau. Các
nhà chuyên môn đã cố gắng đa ra nhiều cách diễn đạt ngắn và súc tích, gần với
một định nghĩa: KHNN&CNNN, hiểu một cách tổng quát là khoa học và công
nghệ nhằm tạo ra các vật liệu, linh kiện và hệ thống có các tính chất mới, nổi
trội nhờ vào kích thớc nanomét (10
-9
m), đồng thời điều khiển đợc các tính
chất và chức năng của chúng ở kích thớc nanô. Nhiều định nghĩa khác về
KHNN&CNNN cũng thể hiện nội dung đó.
Nh vậy KHNN&CNNN là KH&CN của những kích thớc nhỏ, bao gồm
vật liệu, linh kiện, thiết bị hoặc hệ thống. KHNN&CNNN bao gồm nhiều vấn đề
của vật lý, hoá học, toán học, y-sinh học và các ngành KH&CN khác. Dới đây
bản chất và thực trạng của KHNN&CNNN sẽ đợc trình bày một cách tóm tắt.
Nhân tố trung tâm của KHNN&CNNN là kích thớc: Khi kích thớc giảm
tới mức nanô mét thì các hiệu ứng lợng tử xuất hiện, nhờ vậy có thể thay đổi các

3
đặc trng của vật liệu nh mầu sắc, nhiệt độ nóng chảy, các tính chất nhiệt, từ,
điện, quang mà không cần thay đổi thành phần hoá học. Điều đó dẫn tới xuất hiện
các tính chất mới, các sản phẩm mới không hề có trớc đây. Khi kích thớc giảm,

tỷ số giữa bề mặt và thể tích tăng mạnh, hiệu ứng bề mặt chiếm u thế là điều
kiện lý tởng cho các vật liệu tổ hợp nanô (nanocomposite), các tơng tác hoá
học, xúc tác, các vật liệu dự trữ năng lợng, các thuốc chữa bệnh thể hiện tính
chất đặc thù hoặc tăng khả năng hoạt động. Đồng thời khi hiệu suất làm việc của
các vật liệu cao lên thì lợng vật liệu sử dụng sẽ nhỏ hơn và lợng chất thải ít đi.
Các linh kiện và hệ thống cơ - quang - điện tử nanô rất nhỏ, mật độ linh
kiện cao, quãng đờng hoạt động của điện tử nhỏ, tốc độ nhanh hơn và năng
lợng tiêu hao ít hơn. Vì vậy KHNN&CNNN cũng là KH&CN thân thiện với
môi trờng.
Cấu trúc kích thớc nanô là đặc điểm của cấu trúc sinh học, hơn thế nữa các
cơ thể sống xây dựng cấu trúc này bằng phơng pháp tự lắp ghép. Các thông tin,
tín hiệu cho quá trình lắp ghép nằm trên bề mặt các cấu tử nanô. Các sản phẩm
của CNNN với mật độ cao, gần với cấu trúc sinh học, vì vậy sự kết hợp giữa
Công nghệ Sinh học và CNNN tạo ra các nội dung mới cho khoa học công nghệ,
đấy là Sinh học Nanô.
Tóm lại, VLNN với kích thớc từ dới nanô tới vài chục nanô mét có các
tính chất riêng, khác hẳn với tính chất của từng nguyên tử riêng biệt và đồng thời
cũng khác so với vật liệu khối. Nh vậy có thể đa ra thêm một "chiều" nữa cho
bảng tuần hoàn các nguyên tố: đó là số lợng nguyên tử N trong cấu trúc vật
chất. Rất nhiều các tính chất nh cơ học, điện, từ học, quang học, hoá học thay
đổi đột biến khi số lợng nguyên tử N hạn chế trong phạm vi vài trăm, thậm chí
vài nghìn nguyên tử. Nh
vậy, ngoài nguyên tử A và số điện tử hoá trị n, số N
cũng trở thành một đại lợng qui định tính chất của vật chất.
KHNN&CNNN hình thành trong quá trình tích luỹ các các thành tựu khoa
học công nghệ: Kỹ thuật đầu dò quét nanô mà điển hình là hiển vi lực nguyên tử
(AFM), hiển vi tunen (STM), hiển vi quang học trờng gần (NOM), các kỹ thuật
khắc điện tử, các VLNN xuất hiện vào cuối những năm 80 của Thế kỷ trớc là
những tiền đề quan trọng để hôm nay, ngời ta có thể mạnh dạn nói về một
ngành KH&CN mới, hiện đại với những tính chất và chức năng cha từng có và

thống nhất bằng kích thớc nanô mét. Chính tính hiện đại với các tính chất mới
và tính đa ngành làm cho CNNN đợc coi là một bớc ngoặc trong sự phát triển
KH&CN hàng đầu của Thế kỷ 21 này.

4
III. Nội dung của KhNN & CNNN
3.1. Lý thuyết và mô phỏng: Đây là hai công cụ nhằm dự đoán, chỉ ra các
tính chất và thiết kế các loại vật liệu và linh kiện nanô.
3.2. VLNN - các tính chất và công nghệ chế tạo: Đây là một tập hợp hết
sức đa dạng các loại vật liệu kích thớc nanô và có các tính chất mới do hiệu ứng
kích thớc quy định. Đấy là các vật liệu vô cơ hoặc hữu cơ, tinh thể hoặc vô định
hình, đơn pha hoặc đa pha. VLNN có các tính chất và khả năng ứng dụng hết sức
đa dạng nh: ống nanô cacbon (CNT) vừa có tính chất cơ học siêu bền, vừa có
các tính chất dẫn điện, dẫn quang; các chấm lợng tử (QDs) là một bộ phận cấu
thành của transito đơn điện tử; các đầu dò nanô (nanotip); Các sợi lợng tử dùng
để dẫn các nguyên tử; thuốc viên nanô có khả năng hấp thụ vào cơ thể cao hơn
nhiều so với thuốc viên hiện nay Các vật liệu này đợc chế tạo bằng các
phơng pháp vật lý, hoá học và sinh học, đợc phân chia thành hai nhóm công
nghệ chính là Trên-Xuống (Top-Down) và Dới-Lên (Bottom-Up).
3.3. Linh kiện và thiết bị micrô-nanô: VLNN có thể dùng trực tiếp nh
chất xúc tác, chất hấp phụ và cũng có thể là một phần cấu thành trong các linh
kiện điện tử, quang tử nh tranzito đơn điện tử (SET) chế tạo trên cơ sở chấm
lợng tử (QDs), lu trữ thông tin trên cơ sở hiệu ứng từ trở khổng lồ (GMR).
3.4. Các phơng tiện để chế tạo và quan sát cấu trúc nanô: Việc chế tạo
ra các linh kiện nanô đòi hỏi nhiều công cụ tinh vi nh:
+ Kính hiển vi quang học trờng gần (NOM) có độ phân giải nanô do loại
trừ đợc hiệu ứng giao thoa và có khả năng phân cực các nguyên tử và đã trở
thành một công cụ dùng để quan sát cấu trúc nanô, đồng thời dùng để dẫn các
nguyên tử trong quá trình cấy ghép nguyên tử cũng nh dùng để thực hiện kỹ
thuật khắc với độ phân giải nanô.

+ Kỹ thuật khắc nanô không dùng ánh sáng (Nano Lithography) cũng là
một công cụ không thể thiếu để chế tạo các linh kiện điện tử - quang tử nanô.
+ Các công cụ quét đầu dò nanô (SPM) dựa trên các hiệu ứng lực, từ, điện,
nhiệt, quang, hoá là những công cụ cho phép quan sát và nhận biết ở qui mô dới
nanô không chỉ hình thái vật chất mà còn thành phần, nhiệt độ, các quá trình vật lý -
hoá học - hoá sinh xảy ra trong các tế bào hoặc trong các chấm lợng tử.
IV. sản phẩm của CNNN và thị trờng
CNNN còn tìm đợc nhiều ứng dụng rất có hiệu quả trong công nghệ hoá
học, công nghệ năng lợng, công nghệ sinh học công nghệ xử lý môi trờng.

5
Đây là một lĩnh vực công nghệ mới, đợc hầu hết các nớc trên thế giới xếp vào
lĩnh vực KH&CN u tiên hàng đầu.
KHNN&CNNN đã và đang đợc ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực nh
trong Công nghiệp Điện tử - Quang điện tử (transito một điện tử, lade chấm
lợng tử, các bộ vi xử lý tốc độ siêu nhanh, các bộ hiển thị và các linh kiện cảm
biến có cấu trúc nanô, ); trong Công nghiệp hoá học (xúc tác, chất mầu, mực in,
); trong Công nghệ năng lợng (vật liệu tích trữ năng lợng, pin hydro, pin Li,
pin mặt trời Gratzel, ); Trong Y- Sinh học và Nông nghiệp (thuốc chữa bệnh,
mô nhân tạo, các phơng tiện chẩn đoán, điều trị và quan sát các quá trình sinh
hoá qui mô tế bào, ); Trong Hàng không - Vũ trụ - Quân sự (vật liệu siêu bền,
siêu nhẹ, chịu nhiệt, chịu bức xạ, sensơ nhạy khí, sensơ sinh học, pin năng
lợng, ); trong Công nghệ xử lý môi trờng (vật liệu khử độc, VLNN xốp dùng
để lọc nớc, lọc bụi, giảm chất thải công nghiệp và giảm tiêu hao năng lợng).
Phân bố thị trờng các sản phẩm của CNNN trong năm 2001 so với năm
1996 nh sau (Bảng1):
Bảng 1. Thị trờng thế giới về vật liệu nano (triệu USD)
N
o
Loại vật liệu Năm 1996 Năm 2001

1 Gốm 5.912 8.811
2 Sơn phủ 2.103 8.811
3 Chất màu, thuốc nhuộm 568 1.137
4 Năng lợng mặt trời 454 795
5 Mỹ phẩm chống rám nắng da 227 284
6 Polyme và compozit - 1.023
Tổng cộng: 9.266 20.864
Nhiều sản phẩm của CNNN dới dạng vật liệu, linh kiện có các chức năng
mới đã và đang đợc ứng dụng và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Chỉ riêng bộ
nhớ từ trở khổng lồ (GMR) đợc dùng thay thế các đĩa cứng truyền thống đã
mang lợi nhuận nhiều chục tỉ đôla Mỹ trong vài năm gần đây. Chất xúc tác
Zeolite ZSM-5 đợc dùng rộng rãi trong công nghệ hoá dầu, vật liệu xốp nano
MCM-41 dùng trong công nghệ xử lý môi trờng cũng đã mang lại lợi ích kinh
tế lớn không kém (xem giản đồ dới đây).
Từ giản đồ có thể nhận thấy hiện tại VLNN chiếm tỉ phần ứng dụng cao
nhất (40%).

6
Hình 1. Tỷ lệ các lĩnh vực ứng dụng CNNN
Từ giản đồ trên có thể nhận thấy hiện tại VLNN chiếm tỉ lệ ứng dụng cao
nhất (40%). Trung Quốc là một nớc rất quan tâm phát triển nghiên cứu và ứng
dụng KHNN&CNNN. Phần các sản phẩm chế tạo từ VLNN phân theo các lĩnh
vực ứng dụng tại Trung Quốc đợc trình bày trên hình 2.


Hình 2: Phần các sản phẩm chế tạo từ VLNN theo các lĩnh vực ứng dụng và số lợng
các công ty sản xuất các VLNN ở Trung Quốc (thống kê năm 2004)[4]
Một số dự đoán về hiệu quả kinh tế của một số lĩnh vực CNNN mang lại
trong vòng 10-15 năm tới:
+ Ngành Điện tử: CNNN sẽ đem lại lợi nhuận hàng năm khoảng 300 tỉ USD.

+ Ngành dợc phẩm: khoảng một nửa các sản phẩm dợc sẽ đợc sản xuất
trên cơ sở CNNN đem lại lợi nhuận hàng năm khoảng 180 tỉ USD.

7
+ Ngành Hoá học: Xúc tác có cấu trúc nanô đợc ứng dụng trong công
nghiệp dầu khí và hoá học sẽ đem lại lợi nhuận hàng năm khoảng 100 tỉ USD.
+ Môi trờng: dự đoán nếu áp dụng CNNN ở tất cả các lĩnh vực sẽ giảm
tiêu hao năng lợng hơn 10%, tức là tiết kiệm khoảng 100 tỉ USD hàng năm,
đồng thời sẽ giảm tơng đơng 200 triệu tấn khí cacbon đioxit phát xạ.
+ Riêng trong lĩnh quốc phòng, KHNN & CNNN cũng đã và đang tìm thấy
những ứng dụng hết sức đa dạng: Từ những quân trang chống đạn đến các màng
hình phẳng cho tới các loại băng vết thơng. Các VLNN đã thâm nhập vào rất
nhiều lĩnh vực phục vụ quốc phòng. Hãy thử hình dung tác động tâm lý lên tinh
thần đối phơng sẽ kinh khủng tới mức nào nếu nh ngời lính có thể chống đợc
đạn bằng những chiến bào nhẹ nh lông và có thể nhảy qua một bức tờng cao tới
6m nhờ năng lợng đã đợc tích trữ ở đế giầy - đó là lời của Thomas L.
Magnanti, giáo s thuộc Viện Công nghệ Massachusettes (MIT Hoa Kỳ) khi mô
tả những tính năng kỳ diệu của các VLNN [2]. Thực tế, quân đội Mỹ vừa mới rót
thêm 50 triệu USD cho MIT một trong những trờng đại học hàng đầu của Mỹ,
để thành lập một cơ sở nghiên cứu mới chuyên nghiên cứu các CNNN dùng cho
quân đội với nhiệm vụ là trong vòng 5 năm tới, phải tạo ra đợc trang bị cho có
tính chất cách mạng cho lính Mỹ. Những mục tiêu cụ thể: ngụy trang, chống đạn,
phát hiện kịp thời và bảo vệ chống lại những cuộc tấn công bằng vũ khí hoá học,
sinh học. Tất cả chỉ với một trang bị nặng 2 kg thay vì 6 kg hiện nay.
Các nhà nghiên cứu của MIT đã đa ra những ý tởng ứng dụng các VLNN
rất độc đáo. Chẳng hạn, để chống lại sự tấn công bằng vũ khí sinh học (nh vi
trùng gây bệnh đậu mùa hoặc bệnh than), họ đã đa ra ý tởng phủ quần áo
chiến đấu của binh lính một lớp mỏng bán thấm, có những lỗ nhỏ kích thớc cỡ
phân tử, chỉ cho phép không khí và nớc đi qua, còn các tác nhân hoá học hay
sinh học gây độc thì bị giữ lại. Ngoài ra, còn đ

ợc gắn một dụng cụ báo động
sinh học với ngỡng rất thấp. Nguyên lý hoạt động nh sau: các hạt vàng kim
loại có kích thớc nanô trong dung dịch đợc liên kết với nhau bằng những
chuỗi ADN đợc mã hoá đặc biệt để nhận dạng ra các ADN của các tác nhân
sinh học độc hại. Khi tiếp xúc với một lợng cực nhỏ các tác nhân sinh học lạ,
ADN lập tức sẽ thay đổi cấu trúc và các tính chất quang học của các hạt nanô
vàng cũng thay đổi theo, điều này sẽ làm cho màu của dụng cụ thay đổi.
Thậm chí cũng có những ý tởng về việc sử dụng các VLNN để làm ngụy
trang: các hạt nanô đợc đa vào trong vải sẽ phản ứng với ánh sáng và tái tạo ra
màu sắc của môi trờng xung quanh, cho phép những ngời lính hoà lẫn vào
quang cảnh của địa hình.

8
Để bảo vệ mắt trớc các tia lade cực mạnh, ngời ta đa ra ý tởng: các con
quay có kích thớc phân tử quay liên tục theo ba chiều có thể chặn đợc các tia
lade cờng độ cao. Khi đợc lắp trên kính bảo vệ, những con quay này có thể
cứu những ngời lính khỏi bị mù dới tác dụng của súng lade.
Ngoài chuyện có thể cung cấp thuốc men theo yêu cầu, những thiết bị cực
nhỏ lắp trong các quân phục, khi tiếp xúc với máu, có khả năng làm cho các ống
nanô thay đổi cả về hình dạng lẫn kích thớc. Những ống này sẽ co lại tạo ra áp
lực lên vết thơng. Còn nếu ngời lính bị gãy xơng thì lớp lót của áo (hoặc
quần) sẽ hoá rắn giống nh là bó bột, tạm thời cố định xơng gãy trớc khi
ngời lính đợc chuyển đến khu vực điều trị.
Dới đây là những ứng dụng cụ thể của VLNN đã đợc đa vào thực tiễn:
+ Các tủ kính, kính kỵ nớc, tự làm sạch dùng trong các ngành xây dựng,
chế tạo ôtô, máy bay, và các phơng tiện giao thông khác, v.v đợc phủ các
hạt titan oxit nanô có khả năng chống bám dính nớc, chống mốc, diệt khuẩn
nhờ hiệu ứng quang điện hoá;
+ Màn hình phẳng, mỏng, nhẹ, kích thớc lớn, có độ nét cao và độ sáng
cao, chế tạo từ ống nanô cacbon đang đợc nhiều hãng nổi tiếng trên thế giới

nh Motorola (Mỹ), Mitshubishi (Nhật Bản), Samsung (Hàn Quốc) hoàn thiện
để sản xuất hàng loạt và đa ra bán trên thị trờng trong một vài năm tới. Theo
thông báo của Hãng Môtorola, trong vài năm tới hãng sẽ bán màn hình phẳng
ống nanô cacbon 44 inch, chiều dày chỉ có 3,3 mm và với giá thành xuất xởng
dự kiến dới 400 USD (Hình 3);





Hình 3: Màn hình siêu phẳng 42 inch có chiều dày 3,3 mm do hãng Motorola (Mỹ)
chế tạo từ ống nanô với giá sản xuất dự kiến dới 400 USD [3]

+ Đặc biệt lĩnh vực nano-composit trên cơ sở nano-clay, ống nanô cacbon,
bột nanô oxit (TiO
2
, SiO
2
, ZnO, SrO
2
), bột nanô kim loại, có nhiều tính năng
đặc biệt, đã và đang đợc nghiên cứu, sản xuất ngày càng rộng rãi ở trên thế
giới. VLNN composit sử dụng trong một số lĩnh vực chuyên dụng nh các chi
tiết máy tự bôi trơn (Hình 3), các dụng cụ thể thao cao cấp. Ví dụ, một hãng sản

9
xuất của Bỉ đã chế tạo khung xe đạp đua siêu cứng, siêu nhẹ từ vật liệu composit
ống nanô cacbon. Xe đạp có khung với trọng lợng dới 1 kg đã đợc đa vào sử
dụng tại cuộc đua xe đạp quốc tế vòng quanh nớc Pháp năm 2005 (Hình 4);

Hình4: VLNN composit và một số ứng
dụng trong máy bay (mỡ bôi trơn, các
chi tiết tự bôi trơn) [4]





Hình5: Khung xe đạp chế tạo từ VLNN
composit (ống nanô cacbon) siêu cứng,
siêu nhẹ (trọng lợng khung <1Kg) [3]
+ Cao su có pha trộn các VLNN sẽ có các tính năng cơ lý đặc biệt, đợc sử
dụng trong các thiết bị đặc chủng và thiết bị quân sự nh bạc tự bôi trơn, cao su
dẫn điện, cao su hấp thụ sóng rađa và nhiều ứng dụng mới khácMột ví dụ điển
hình về cao su nanô đợc chế tạo từ cao su thiên nhiên tổ hợp với ống nanô
cacbon có các tính chất cơ lý hơn hẳn so với cao su thông thờng đã đợc nghiên
cứu chế tạo tại Viện Khoa học Vật liệu phối hợp với Viện Hoá học thuộc Viện
Khoa học và Công nghệ Việt nam. Loại cao su nanô này đã đợc sử dụng để
chế tạo các bạc tự bôi trơn trong máy bơm nớc taị nhà máy bơm Hải Dơng
(Hình 6 và Bảng 2) [2,5].
Bảng 2: Các tính chất cơ- lý cao su tự nhiên + ống nanô cacbon đợc chế tạo
theo phơng pháp cán trộn cơ học(mẫu 2-3) và phơng pháp hỗn hợp (mẫu 4)
No Các thông số đo Mẫu 0 Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4

1 Độ cứng (ShoreA) 42 54 53 53 56
2 Khối lợng riêng(g/cm

3
) 0,995 1,019 1,016 1,015 1,016
3 Độ bền kéo đứt (N/cm
2
) 21,03 47,6 64,15 79,62 89.62
4 Độ dãn dài khi đứt(%) 293,6 226,4 298,4 341,8 384
5 Độ mài mòn Akron (g/l, 61km) 4,5 2,4 1,7 1,3 1,12
6 Độ chịu nhiệt (
0
C) 200 350 350 350 355

10




Hình 6: Máy bơm nớc sử dụng bạc cao su nanô sản xuất
tại nhà máy bơm nớc Hải Dơng [5].
+ Quần áo chứa các hạt, sợi nanô để bảo vệ cho các phân tử bông không hấp
thụ nớc, không bị các vết bẩn và không bị biến dạng, không bị nhàu (Hình 6).





Hình 7: vải may mặc chứa VLNN [6]

Hình 8: VLNN trong bảo quản bia [7]
+ Các sản phẩm nh bộ lọc, bình đựng sửa, băng cứu thơng, đợc tẩm
phủ VLNN bạc có khả năng lọc khí độc hại, diệt vi trùng, bảo quản thực phẩm
tốt hơn và làm giảm sự viêm nhiễm các vết thơng (Hình 7 - 9).









Hình 9: VLNN Ag trong bảo quản sữa [8]

11
+ Nguồn tích trữ năng lợng: Nhiều phòng thí nghiệm đang nghiên cứu chế
tạo bộ nguồn cho điện thoại di động hoạt động100 ngày lên tục giữa hai lần nạp,
nguồn năng lợng cho ô tô sạch, thân môi trờng (chạy đợc 5000-8000 dặm)
nhờ dùng các ống nanô, các sợi graphit nanô để tích trữ hydro với khả năng chứa
30l hydro/1g VLNN (Hình 10, 11).

Hình 10: Máy phát hyđro sử dụng ống
nanô cacbon vách đơn (
Physical Review
Letters
Volume 95, 23-11, 2005).[9]

Hình11: Nghiên cứu tích trữ Hyđro

nhằm mục đích dùng làm nguồn năng
lợng sạch cho ôtô [9]
+ Hợp kim nanô
Nhờ sự phát triển nhanh của CNNN, vật liệu siêu dẻo chế tạo từ các bột kim
loại nanô đã đạt đợc độ dẻo kỷ lục (có thể đạt đến 5100% đối với băng đồng
(Cu) chế tạo từ bột đồng nanô (Hình 12), hợp kim nhôm (Al) nanô siêu dẻo (hình
13). Hợp kim titan nanô siêu cứng (Bảng 3), chịu mài mòn cao. Các loại hợp
kim này bớc đầu đã tìm đợc chỗ đứng trong một số lĩnh vực ứng dụng đặc biệt
(Hình 14,15)






Hình 12: Băng đồng (Cu) chế tạo từ bột
đồng nanô, có độ độ dẻo đạt đến 5100%. [4]






Hình 13: Hợp kim nhôm nanô siêu
dẻo 1420 và ứng dụng [10]

12
Bảng 3: So sánh tính chất cơ học của titan (Ti) khối và Ti nanô BT1-0 [10]
Tính chất cơ học N Cấu trúc

õ
, Mpa
02
,

Mpa , % , %

-1
Mpa Np

1 Ti khối 460 400 27 60 255 4211
2 Ti nanô 820 800 15 60 460 34504*
17504**






Hình 14: Các chi tiết cơ khí chế tạo từ kim loại Al nanô và Ti nanô BT1-0 [10]

II
I
III

Hình 15: Một số dụng cụ dùng trong phẫu thuật chế tạo từ vật liệu Ti nanô [10]


+ Thiết bị ghi nhiệt và nhìn đêm sử dụng đầu thu hồng ngoại giếng lợng tử
và chấm lợng tử (Hình 16)





13






Hình16: Thiết bị ghi nhiệt và nhìn đêm sử dụng thu hồng ngoại chấm lợng tử [11]


Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích do CNNN đem đến cho con ngời, các
nhà khoa học cũng đã sớm cảnh báo những hiểm hoạ có thể xảy ra do sử dụng
CNNN. Ngay tại hội nghị về CNNN phân tử năm 1995 (Foresight Conference on
Molecular Nanotechnology), đô đốc, phó chủ tịch Ban tham mu hỗn hợp quân
đội Mỹ, ông David E. Jeremiah trong bài phát biểu của mình đã nói về những
ứng dụng quân sự của CNNN phân tử nh sau: Những ứng dụng quân sự của

sản xuất phân tử có tiềm năng lớn hơn cả vũ khí hạt nhân làm thay đổi tận gốc
cán cân lực lợng. ("Military applications of molecular manufacturing have
even greater potential than nuclear weapons to radically change the balance of
power).
CNNN phân tử cho ta khả năng chế tạo các vũ khí có hiệu quả cực kỳ
khủng khiếp (horrifically effective weapons). Ví dụ, côn trùng nhỏ nhất cũng chỉ
200 micron, trong khi đó CNNN có thể tạo ra các loại vũ khí siêu nhỏ để đa các
các chất độc thâm nhập trực tiếp vào cơ thể ngời với lợng chất độc gây chết
ngời chỉ khoảng 100 nanogram. Có khoảng 50 tỉ các phơng thức mang chất
độc. Về lý thuyết đủ giết mọi ngời trên trái đất này lợng chất độc chỉ chứa
trong một chiếc vali duy nhất. CNNN sẽ tạo ra các khẩu súng cực mạnh với mọi
kích cỡ và với các viên đạn tự dẫn đờng. Các vũ khí không gian vũ trụ sẽ nhẹ
hơn và tác dụng xa hơn. Bằng cách chế tạo sử dụng rất ít hoặc không có kim loại,
chúng sẽ tránh đợc sóng rađa. Các máy tính nén cho phép điều khiển từ xa bất
kỳ loại vũ khí nào và cho phép chế tạo các robot thông minh, nhỏ, gọn.
Một câu hỏi quan trọng đợc đặt ta là liệu vũ khí CNNN ổn định hay không
ổn định. Vũ khí hạt nhân có lẽ có thể ngăn chặn đợc các cuộc chiến tranh hạt
nhân từ ngày sinh ra nó. Tuy nhiên vũ khí sử dụng CNNN không giống nh vũ
khí hạt nhân. Có thể so sánh 2 loại vũ khí theo bốn yếu tố sau đây:
1/ Yếu tố rõ ràng nhất là khả năng huỷ diệt hàng loạt gây ra hiểm họa lâu
dài của tất cả các loại vũ khí hạt nhân. Cuộc chiến tranh do CNNN mang lại có
lẽ sẽ có tác dụng trong thời gian ngắn.

14
2/ Vũ khí hạt nhân gây ra sự phá huỷ bừa bãi không chọn lọc trong khi vũ
khí CNNN có mục tiêu chủ định;
3/ Vũ khí hạt nhân đòi hỏi nghiên cứu và phát triển công nghiệp quy mô
lớn, nhng lại có thể kiểm soát đợc dễ dàng hơn so với việc phát triển vũ khí
CNNN. Vũ khí CNNN dễ dàng phát triển nhanh và rẻ hơn;
4/ Cuối cùng, vũ khí hạt nhân không thể dễ dàng phổ biến, trong khi đó vũ

khí CNNN lại quá dễ phổ biến cho ngời khác sử dụng.
Mức độ không xác định đợc tiềm năng của đối phơng càng lớn, thời gian
phản ứng các cuộc tấn công của đối phơng càng ngắn, khả năng tiêu diệt các
mục tiêu của đối phơng trong một cuộc tấn công càng chính xác, đã làm cho
cuộc chạy đua vũ trang vũ khí CNNN càng gia tăng. Ngoài ra còn một nguy cơ
tiềm ẩn khác, đó là số lợng các quốc gia/lãnh thổ trên thế giới có CNNN trong
tay ngày càng nhiều hơn, nếu nh CNNN không đợc cộng đồng quốc tế kiểm
soát chặt chẽ. Tuy nhiên điều này sẽ khó hơn gấp nhiều lần so với việc kiểm soát
vũ khí hạt nhân.
Tóm lại CNNN đang ngày càng đợc áp dụng phổ biến và thơng mại hóa.
Để minh hoạ cho các nỗ lực nhằm nhanh chóng thơng mại hoá CNNN nêu trên,
chúng tôi xin giới thiệu một số sản của CNNN trình bày tại các hội chợ quốc tế
tổ chức hàng năm. Trên hình 17 có thể nhận thấy số lợng các công ty tham gia
hội chợ, số gian hàng triển lãm, và số khách thăm dự hội chợ hàng tăng lên một
cách rõ rệt.

Hình 17: Biểu đồ biểu diễn sự tăng trởng số lợng các công ty tham gia Hội chợ
Quốc tế CNNN, số lợng các gian hàng và số khách tham dự Hội chợ [3]

V. Tình hình nghiên cứu và phát triển CNNN trên thế giới
Nhìn chung, tình hình nghiên cứu và phát triển CNNN của các nớc có
khác nhau, phụ thuộc và tiềm năng, trình độ khoa học và công nghệ, yêu cầu
phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng của mỗi nớc.

15
Các nớc nh Mỹ, Anh, Pháp, Nhật Bản, Đức và các nớc có nền công
nghiệp phát triển, khả năng tài chính lớn, có tiềm lực khoa học và công nghệ cao,
có đội ngũ cán bộ KH&CN vững vàng, có đông đảo đội ngũ kỹ s giỏi và công
nhân lành nghề, có thể chế và luật lệ khá chặt chẽ đã đầu t cho nghiên cứu,
triển khai và tổ chức thực hiện phát triển CNNN theo phơng thức phân cấp rất

rõ ràng với yêu cầu về đầu vào (tài chính, mục đích, yêu cầu và nội dung chơng
trình, dự án, đề tài ) và đầu ra (sản phẩm) của mỗi cấp khá hợp lý. ở các nớc
này có thể nhận sự phân cấp đợc thực hiện theo tuần tự nh sau:
+ Nghiên cứu cơ bản kết hợp với đào tạo nhân lực thờng đợc thực hiện ở
các trờng đại học và các viện nghiên cứu. Kinh phí đầu vào chủ yếu từ ngân
sách nhà nớc, từ các công ty và từ các hợp đồng nghiên cứu khoa học. Sản
phẩm đầu ra là: Các bài báo, các bằng sáng chế phát minh và đào tạo nhân lực.
+ Nghiên cứu triển khai chủ yếu thực hiện ở các phòng thí nghiệm, Trung
tâm, Xởng nghiên cứu triển khai của các hãng, công ty trên cơ sở tiếp nhận
các kết quả nghiên cứu, các bằng sáng chế phát minh Kinh phí đầu vào chủ
yếu do các hãng, công ty, xí nghiệp cung cấp. Đầu ra là các sản phẩm mới có
chất lợng cao, sản xuất ở quy mô pilot ổn định, có khả năng đợc thị trờng
chấp nhận và có thể chuyển sang sản xuất công nghiệp ở quy mô lớn theo yêu
cầu của thị trờng.
+ Tổ chức sản xuất với quy mô công nghiệp. Kinh phí chủ yếu do các hãng,
công ty, xí nghiệp cung cấp. Đầu ra là các sản phẩm đã mang tính hàng hoá.
Trong khoảng 20 năm cuối của Thế kỷ 20, hình thành một hình thức
chuyển giao kết quả nghiên cứu sang sản xuất một cách trực tiếp dới dạng
thành lập các công ty nhỏ Start-ups. Hình thức này có u điểm là nhanh đa
kết quả nghiên cứu thành hàng hoá, vốn đầu t thấp và đôi khi lãi suất cao. Ví
dụ, ngay trong lĩnh vực hết sức mới mẻ nh CNNN, số các Start-ups đã tăng
lên một cách nhanh chóng. Theo kết quả khảo cứu của Hãng t vấn về CNNN và
micro Yole Development của Pháp thì có khoảng 200 Start-ups đợc thành
lập trong năm 1997 chủ yếu ở các nớc phơng tây. Đặc biệt ở Mỹ, các công ty
Start-ups về CNNN (khoảng 130) hoạt động rất sôi nổi. Hình thức này cũng
đã bắt đầu đợc áp dụng và ngày càng rộng rãi ở các nớc có nền công nghiệp
đang trên đà phát triển (Đài Loan, Hàn Quốc, Trung Quốc ).
Việc đầu t cho CNNN ở các nớc công nghiệp cũng nh các nớc đang
phát triển ngày càng tăng (Xem Bảng 4).

16
Bảng 4: Kinh phí hổ trợ của chính phủ các nớc công nghiệp cho nghiên cứu và
phát triển CNNN (triệu USD)
Quốc gia\Năm 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2004
Tây Âu 126 151 179 200 ~ 225 285 700
Nhật bản 120 135 157 245 410+140 753 ~1.500
Hoa K
ỳ
116 190 255 270 422 604 1.000
Các nớc khác 70 83 96 110 ~380 - ~500
Tổn
g
cộn
g
432 559 687 825 1.577 - 3.700
Nhiều nớc đã tổ chức các phòng thí nghiệm quốc gia về KHNN&CNNN,
các Trung tâm nghiên cứu của nhiều hãng cũng đợc tổ chức và đợc đầu t với
một lợng kinh phí khổng lồ. Nhiều tổ chức liên quốc gia về CNNN cũng tham
gia vào quá trình toàn cầu hoá này. Các thành tựu về KHNN&CNNN còn đợc
phản ánh trong 4319 bài báo về các lĩnh vực thuộc KHNN&CNNN đã đợc công
bố chỉ riêng trong thời gian 1999 - 2000. Đã có 229 bằng phát minh đợc đăng
ký tại US PTO trong năm 2000 - 2001.
5.1. Khu vực châu á Thái Bình Dơng
Khu vực Châu á - Thái Bình Dơng (APEC) đang chuyển mình để trở
thành một trong những khu vực phát triển CNNN năng động và tham vọng nhất
thế giới. Kể từ khi có thông cáo của Tổ chức Sáng kiến CNNN Quốc gia (NNT)
của Mỹ tháng 1/2000, đã có nhiều sự thay đổi trong việc xây dựng chính sách
KHNN & CNNN tại các nớc/lãnh thổ thuộc Khu vực Châu á - Thái Bình
Dơng. Các chính phủ của các nớc/lãnh thổ thuộc khu vực Châu á - Thái Bình
Dơng đã xếp CNNN vào một trong số những lĩnh vực đợc u tiên trong khi lập

kế hoạch KH&CN. Ngân sách cho nghiên cứu và phát triển KHNN & CNNN
(bao gồm cả các hệ thống vi cơ điện tử tại hầu hết các nớc/lãnh thổ Châu á đã
tăng đáng kể và đang đợc xác định vị trí một cách chiến lợc hơn. Năm 2003
tổng chi phí công cộng trong khu vực Châu á - Thái Bình Dơng cho CNNN vào
khoảng 1,4 tỷ USD (70% trong số đó của Nhật Bản), và đầu t từ khu vực t
nhân đang ngày càng tăng. Sự nhận thức sâu sắc về tầm quan trọng của nghiên
cứu và phát triển CNNN đang ngày càng tăng trong các ngành công nghiệp và
thơng mại của khu vực. Thơng mại hoá CNNN và Công nghệ Micro đang trở
thành vấn đề chủ yếu trong chiến l
ợc hợp tác và lãnh đạo, đặc biệt trong các
nớc tiên tiến nh Nhật Bản. Các xí nghiệp sản xuất các hệ thống vi cơ điện tử
(MEMS) và các hệ thống nanô cơ điện tử (NEMS) đang đợc xây dựng xuyên
quốc gia/lãnh thổ Châu á bao gồm cả Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan [1,2].

17
5.1.1. Chính sách phát triển CNNN của các nớc APEC
Nhật Bản, một trong những nớc đi đầu về mặt công nghệ, đã đầu t cho
KHNN từ giữa những năm 1980 thông qua các chơng trình quốc gia khác nhau.
Đầu t của Chính phủ Nhật Bản cho CNNN trên đầu ngời cao nhất trong khu
vực châu á Thái Bình Dơng và trên thế giới. Đầu t cho năm 2002 tăng 20-30%
so với năm 2001 và tiếp tục cao ở những năm sau. Theo số liệu thống kê của
Chính phủ Nhật Bản, ngân sách năm 2003 dành cho nghiên cứu và phát triển các
chơng trình VLNN & CNNN vào khoảng 900 triệu USD, chiếm khoảng 11,5%
tổng kinh phí KH&CN của Nhật Bản dành cho bốn lĩnh vực u tiên (Khoa học
về Cuộc sống, Công nghệ Thông tin, Môi trờng, và CNNN). Ba lĩnh vực u tiên
khác cũng có các đề tài về CNNN. Nếu nh kinh phí cho tất cả các đề tài này
đợc tính vào trong tổng dự toán thì tổng ngân sách của Nhật Bản dành cho
CNNN sẽ vào khoảng 1,49 tỷ USD (cùng với ngân sách bổ sung). Nhu cầu ngân
sách cho năm 2004 đợc thông báo vào cuối năm 2003 đã chỉ rõ rằng năm 2004
Chính phủ Nhật Bản đã tăng ngân sách cho nghiên cứu và phát triển CNNN tăng

20% so với 2003. Theo thống kê của Hội đồng Chính sách về KH&CN Nhật
Bản (CSTP), tổng ngân sách dành cho CNNN và Vật liệu năm 2003 là khoảng
2,66 tỷ USD bao gồm cả ngân sách của các trờng đại học.
Những nớc/lãnh thổ nh Trung Quốc, Hàn Quốc và Đài Loan đã đầu t
mạnh mẽ vào CNNN từ năm 2001. Trung Quốc có kế hoạch sẽ đầu t khoảng 2-
2,5 tỷ Nhân Dân Tệ (250-300 triệu USD) cho giai đoạn kế hoạch 5 năm (2001-
2005). Trung Quốc đang chuẩn bị thực hiện những bớc đi táo bạo vì họ rất
mong muốn đuổi kịp mức đầu t của các nớc tiên tiến nh Hàn Quốc. Hiện
nay, Trung Quốc đang xây dựng Trung tâm Quốc gia về nghiên cứu và phát triển
CNNN ở gần Trờng Đại học Thanh Hoa (Bắc Kinh) và Viện Hàn lâm Khoa học
Trung Quốc. Trung tâm này đợc khánh thành năm 2004. Một cơ sở công
nghiệp về CNNN cũng đã đợc xây dựng ở Tianjin (cách Bắc Kinh khoảng
100km về phía Đông) và đã đa vào hoạt động vào cuối năm 2003.
Hàn Quốc đã cam kết dành đầu t khoảng 2,391 nghìn tỷ Uôn (2 tỷ USD)
cho giai đoạn 10 năm (2001-2010) cho CNNN. Đầu t của Chính phủ nớc này
cho CNNN năm 2002 tăng khoảng 400% so với năm 2000. Một trong những
mục tiêu của Sáng kiến Quốc gia về CNNN là làm cho Hàn Quốc trở thành quốc
gia đứng đầu trên thế giới trong một số lĩnh vực cạnh tranh nhất định và phát
triển các thị trờng thích hợp cho sự tăng trởng công nghiệp. Hàn Quốc xác
định rõ sự tập trung vào số lợng "các công nghệ cốt lõi" nh Tích phân mức
Tera của các thiết bị điện tử. Kế hoạch năm 2002 của Hàn Quốc về thực hiện
triển khai CNNN đã đợc bắt đầu với hai chơng trình nghiên cứu lĩnh vực mới
là "Triển khai các công nghệ Vật liệu có cấu trúc Nanô" và "Triển khai các công

18
nghệ sản xuất và cơ khí điện tử mức Nanô". Mỗi chơng trình đợc đầu t 100
triệu USD cho 10 năm tiếp theo. Bên cạnh các chơng trình nghiên cứu trong
lĩnh vực về CNNN, chính phủ Hàn Quốc còn tiến hành thực hiện các chơng
trình nghiên cứu "Cốt lõi", "Cơ sở", và "Cơ bản"với tổng kinh phí nghiên cứu
hàng năm khoảng 20 triệu USD cho giai đoạn 6-9 năm tới.

Năm 2002, một trung tâm sản xuất nanô đã đợc xây dựng với mục đích
chính là sản xuất các thiết bị có kích thớc nanô. Trung tâm này đợc đặt tại
Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) ở Thành phố Khoa
học Daejon, nơi mà có mặt hầu hết các phòng thí nghiệm nghiên cứu của chính
phủ. Chính phủ Hàn Quốc đã phân bổ 165 triệu USD cho trung tâm này cho giai
đoạn 9 năm (2002-2010). Chính phủ đã xây dựng "Kế hoạch hành động cho việc
triển khai CNNN năm 2003". Kế hoạch hành động này bao gồm "Nghị định của
Tổng thống và Điều luật buộc thi hành" đối với việc thực hiện "Hành động thúc
đẩy sự phát triển CNNN". Mục đích của hành động này là nhằm chuẩn bị một cơ
sở nghiên cứu vững chắc cho CNNN và khuyến khích công nghiệp hoá ngành
CNNN non trẻ. Chính phủ Hàn Quốc còn dành 380 triệu USD (chiếm 19% tổng
kinh phí dành cho CNNN) cho "Chơng trình Quốc gia về Công nghiệp hoá
Nanô". Ngân sách này bao gồm quỹ nghiên cứu và phát triển trong công nghiệp
và quỹ vốn kinh doanh.
Sáng kiến của Đài Loan về KHNN & CNNN là một kế hoạch 6 năm với
tổng kinh phí 620 triệu USD từ 2003-2008. Cấu trúc về chiến lợc và chơng
trình của nó đợc dựa theo Sáng kiến Quốc gia về CNNN của Mỹ. Sáng kiến này
nhằm đạt đợc hai mục đích là "xuất sắc về mặt lý thuyết" và "tạo ra đợc những
ứng dụng công nghiệp mang tính sáng tạo" thông qua việc thành lập các cơ sở
tiện ích chủ yếu và các chơng trình đào tạo chung. Chơng trình xuất sắc về
mặt lý thuyết bao gồm các chủ đề: Nghiên cứu cơ bản về các đặc tính vật lý, hoá
học, sinh học của các kết cấu nanô; Tổng hợp, lắp ráp, và gia công các VLNN;
Nghiên cứu và triển khai các máy dò và các kỹ thuật thao tác; Thiết kế và chế tạo
các bộ phận ghép nối, giao diện và các hệ thống thiết bị nanô chức năng; Triển
khai công nghệ MEMS/NEMS và Công nghệ Sinh học Nanô. Đài Loan đã rất coi
trọng giáo dục về CNNN. Chơng trình giáo dục của Đài Loan nhằm để: Xây
dựng chơng trình Khoa học và CNNN liên ngành tại các tr
ờng đại học và cao
đẳng; Nâng cao giáo dục kiến thức khoa học cơ bản trong trờng cao đẳng trên
phơng tiện thông tin đại chúng và trong các trờng đại học; Tăng cờng hợp tác

quốc tế và trao đổi chuyên gia; Tuyển chọn các nhân tài từ nớc ngoài, bao gồm
cả chuyên gia từ Trung Hoa đại lục và thúc đẩy hợp tác Công nghiệp - Viện
Nghiên cứu trong nghiên cứu và trao đổi chuyên gia.

19
Các nớc/lãnh thổ khác trong khu vực châu á - Thái Bình Dơng nh úc,
Hồng Kông, ấn Độ, NewZealand, Singapore, Malaysia, Thái Lan và Việt Nam
đã bắt đầu thực hiện các chơng trình/sáng kiến về CNNN. Hình 18 so sánh sự
đầu t cho CNNN giai đoạn 2003-2007 của các nớc/lãnh thổ thuộc khu vực
châu á Thái bình dơng gồm Trung Quốc, Hàn Quốc, Hồng Kông, ấn Độ,
Malaysia, NewZealand, Singapore, Đài Loan và Thái Lan. Hình 19 là sự so sánh
toàn cầu về đầu t cho CNNN giai đoạn 2001-2003 của Châu Âu, Châu á và
Mỹ. Đơn vị đợc tính là USD với giá hối đoái quy ớc: 100 Yên bằng 1 USD, và
1 Euro bằng 1USD. Từ các biểu đồ có thể nhận thấy sự tăng đột ngột trong đầu
t cho CNNN của Khu vực Châu á trong năm 2003.

Hình18: So sánh đầu t của các
nớc/lãnh thổ châu á Thái Bình Dơng
(không có Nhật Bản) cho CNNN giai
đoạn 2003-2007 (Nguồn: Tuần báo
CNNN Châu á - Thái Bình Dơng,
www.nanoworld.jp/apnw) [1].

Hình19: So sánh đầu t của các nớc Châu
Âu, Châu á và Mỹ cho CNNN giai đoạn
2001-2003. Lu ý rằng đầu t của Mỹ
không bao gồm Vi điện tử và MEMS
(Nguồn: Tuần báo CNNN Châu á - Thái
Bình Dơng, www.nanoworld.jp/apnw)[1]
Tại Hội nghị Cấp cao Diễn đàn CNNN của khu vực Châu á lần thứ nhất

(the First Asia Nanotech Forum Summit ANFoS2004) đợc tổ chức tại Phaket,
Thái Lan, 10-11/ 05/ 2004, trong bài phát biểu chào mừng Hội nghị, ông H.E.
Korn Thapparansi, Bộ trởng Bộ khoa học Công nghệ Hoàng gia Thái lan, nớc
chủ nhà tổ chức Hội nghị, đã nói: Chính phủ hiện nay dới sự lãnh đạo của Thủ
tớng Pol. Lt. Col. Thaksin Shinawatra đã xác định một cách rõ ràng và đang
thúc đẩy phát triển CNNN nh là một trong số những lĩnh vực đợc u tiên nhất
trong KH&CN. Ngày 13/8/2003, Nội các Thái Lan đã quyết định thành lập
Trung tâm CNNN Quốc gia (viết tắt là NANOTEC) đợc bảo trợ bởi Cơ quan
Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NSTDA) và Bộ Khoa học và Công
nghệ (MOST). Một trong những nhiệm vụ cấp bách của NANOTEC là chuẩn bị
Kế hoạch Tổng thể Quốc gia về CNNN. Để có thể duy trì đợc tính cạnh tranh
quốc gia của chúng tôi trong bối cảnh quốc tế hiện nay, điều chủ yếu và cấp thiết

20
là Thái Lan phải có vị thế càng sớm càng tốt. Sáng kiến CNNN Quốc gia, chính
vì vậy, nhất thiết phải đợc đề cập trong Kế hoạch Tổng thể.

21
5.1.2. Các nỗ lực thơng mại hoá CNNN ở khu vực châu á Thái Bình Dơng
Chính phủ Nhật Bản đã cam kết chắc chắn rằng CNNN sẽ tạo nên các
ngành công nghiệp mới và phục hồi lại nền kinh tế Nhật Bản. Cuối năm 2002, tại
Hội đồng Kinh tế và Chính sách Tài chính (CEFP), chính phủ Nhật Bản đã thông
qua Chiến lợc Phát triển ngành công nghiệp mới (NIDS) về CNNN và vật liệu.
Bộ Thơng mại Kinh tế và Công nghiệp (METI), bộ chủ chốt trong hỗ trợ các
ngành công nghiệp của Nhật Bản, năm 2003 để phục hồi nền kinh tế đã tiến
hành thực hiện các chơng trình Nghiên cứu và Phát triển sau đây: CNNN và Vật
liệu: 20 dự án; 11,6 tỷ yên (116 triệu USD); Công nghệ Thông tin (IT) + Vật
liệu: 23 dự án; 22,4 tỷ yên (224 triệu USD); và Khoa học Đời sống + CNNN và
vật liệu: 6 dự án; 3,3 tỷ yên (33 triệu USD). Nhật Bản có thế mạnh về sản xuất
các đồ gốm tinh xảo, chiếm hơn 1/2 thị phần của thế giới, và về sản xuất kính

hiển vi điện tử có độ phân giải cao, kiểm soát 60-70% thị phần của thế giới. Còn
về phần ngành công nghiệp CNNN, nh đợc trình bày tại bảng 5 dới đây, Nhật
Bản đợc hy vọng sẽ là quốc gia dẫn đầu trong 5 lĩnh vực chủ yếu vào năm 2010.
Bảng 5: Kế hoạch thị trờng CNNN của Nhật Bản năm 2010 về 5 ngành
công nghiệp chủ yếu (Nguồn: Keidanren Japan) [1].

Các ngành công nghiệp nanô Nghìn tỷ Yên Tỷ USD
________________________________________________________________
Các vật liệu tái chế nanô 0,6-1,4 6-14
Môi trờng nanô và Năng lợng nanô 0,9-1,7 9-17
Kỹ thuật Sinh học nanô 0,6-0,8 6-8
Mạng lới và thiết bị nanô 17-20 170-200
Đo lờng và sản xuất nanô 0,8-2,2 8-22
________________________________________________________________
ở hầu hết các nớc Châu á, Nghiên cứu và phát triển công nghệ vi cơ điện
tử (MEMS) đợc đa vào trong các chơng trình CNNN. Tại Nhật Bản, METI
bắt đầu thực hiện Chơng trình công nghệ sản xuất mới - Dự án MEMS. Dự án
này đợc Mỹ tài trợ 20 triệu USD cho giai đoạn 2003-2005 nhằm tập trung vào
chế tạo các thiết bị RF-MEMS, MEMS quang học, và các bộ cảm biến MEMS
cực nhỏ. Chính phủ Nhật Bản còn xây dựng các chính sách để vợt qua rào cản
về thơng mại hoá nh thiếu các kỹ s về MEMS (hàng trăm ở Nhật Bản so với
con số 5000 ở các nớc Liên minh Châu Âu), thiếu các công ty kinh doanh, tiêu

1
chuẩn hoá còn quá yếu, các mạng lới còn quá nghèo nàn. Tại Nhật Bản, có trên
10 xởng sản xuất MEMS, bao gồm cả Olympus, Omron, Matsushita Electric,
và Sumitomo Metal.
Đài Loan đang cạnh tranh với Nhật Bản trong các nỗ lực thơng mại hoá
MEMS. Đài Loan đã thành lập Liên minh Công nghiệp MEMS Đài Loan với
khoảng 9 xí nghiệp sản xuất và 10 xí nghiệp nữa đang bắt đầu đợc xây dựng.

Mục tiêu của liên minh này là chuẩn bị một diễn đàn để trao đổi thông tin về kỹ
thuật và thị trờng mới nhất; xây dựng tiêu chuẩn hoá công nghiệp; và hợp nhất
các công nghệ hiện có. Thành viên của liên minh này bao gồm Asia Pacific
Microsystems, Inc.; Walsin Lihwa Corp.; Micro Base Technology Corp.; và
Neostones Microfabrication Co., Ltd.
Các nớc nh: ấn Độ có các ngành công nghiệp MEMS nổi trội, Thái Lan,
Trung Quốc và Singapore hiện đang có các hoạt động nghiên cứu và các cơ sở
tiện ích MEMS khá cạnh tranh nhau.
5.1.3. Đầu t cho CNNN của khu vực t nhân ở khu vực châu á Thái
Bình Dơng
Trong khu vực kinh doanh ở Nhật Bản, hai toà nhà thơng mại lớn nhất của
Nhật Bản là Mitsui &Co. và Mitsubishi Cor. đã thành lập những bộ phận kinh
doanh công nghệ mới về nanô. Họ đang hoạt động rất tích cực trong R&D đối
với CNNN và tạo điều kiện thuận lợi cho thơng mại hoá và đầu t vào CNNN.
Riêng Mitsui &Co. đã bắt đầu quá trình xây dựng một doanh nghiệp CNNN toàn
cầu. Những công ty hàng đầu của Nhật Bản nh NEC, Hitachi, Fujitsu, NTT,
Toshiba, Sony, Sumitomo Electric, Fuji, Xerox và một số công ty khác đang tiếp
tục tiến hành các nỗ lực R&D đối với CNNN và thực hiện nhiều biện pháp mạnh
mẽ hơn để thúc đẩy việc thơng mại hoá R&D của họ.
Tại Hàn Quốc, Samsung, nhóm LG và các công ty khác đang đầu t mạnh
mẽ vào R&D đối với CNNN và thơng mại hoá chúng. Các xởng sản xuất linh
kiện bán dẫn của Đài Loan nh TSMC và UMC hiện đang theo đuổi ráo riết
hớng điện tử học nanô bán dẫn.
Các hãng có vốn kinh doanh nh Innovation Engine (Nhật Bản), Apax
Globis Partners & Co. (Nhật Bản), và Juniper Capital Ventures Pte. Ltd
(Singapore) đã đầu t vào triển khai CNNN ở Châu á. Các hãng đợc liệt kê
trong danh sách nh Cranes Software International Ltd (ấn Độ), và Good
Fellow Group (Hồng Kông) đã đầu t cho các công ty kinh doanh CNNN ở
Châu á. Ngân hàng Macquarie của úc và Pacific Dunlop là những nhà đầu t

2
chính cho AMBRI - công ty CNNN đầu tiên đợc xếp hạng của thị trờng
chứng khoán úc.
Những lĩnh vực nóng đợc đầu t ở Châu á bao gồm MEMS, quang
điện tử, bộ nhớ của máy tính, các vật liệu cacbon, các công cụ chẩn đoán,
các hệ thống phân phối thuốc, các dụng cụ đo, các công nghệ hiển thị và sơn
phủ bề mặt.
5.1.4. Chính sách và Chơng trình CNNN ở một số nớc châu á
Dới đây chúng tôi cung cấp thêm những thông tin về các chính sách và
chơng trình CNNN ở các nớc/lãnh thổ (úc, Trung Quốc, Hồng Kông, Đài
Loan, ấn Độ, Malaysia, NewZealand, Singapore, và Thái Lan).
a. úc
Hội đồng Nghiên cứu úc (ARC, cơ quan tài trợ chính cho Khoa học và
Công nghệ ở úc, tập trung vào khoa học cơ bản, www.arc.gov.au) đã nhận thêm
736,4 triệu đô là úc cho giai đoạn 5 năm để tăng nguồn đầu t đợc lựa chọn
của ARC lên hai lần. Theo Chơng trình Tài trợ Lựa chọn Quốc gia, bốn lĩnh vực
u tiên cho tài trợ của ARC năm 2003 đã đợc công bố năm 2002 là (1)- VLNN
và vật liệu sinh học; (2)-Nghiên cứu Genome - Phenome; (3)- KH & CN Lợng
tử; và (4)- Các hệ thống thông minh/phức tạp. Từ năm 2003, 170 triệu đô la úc
đã đợc phân bổ trong vòng 5 năm để hỗ trợ các dự án và các trung tâm. 90 triệu
đô là úc đã đợc dành cho Trung tâm về Các Chơng trình Xuất sắc (COE) của
ARC trong vòng 5 năm, bắt đầu t 2003, và số kinh phí này đã đợc phân cho 8
trung tâm ở úc. CNNN liên quan đến COE bao gồm: (1)- Công nghệ máy tính
lợng tử; (2)- Quang học Nguyên tử - L
ợng tử (Quantum-Atom Optics); (3)-
Pin Quang điện Silic tiên tiến và Photonic (Advanced Sillicon Photovoltaics and
Photonics); và (4)- Các Linh kiện băng rộng siêu cao cho các Hệ thống Quang
học (Ultrahigh-bandwidth Devices for Optical Systems). Bên cạnh đó, khoảng 45
triệu đô la úc đợc tài trợ từ cam kết đầu t của chính phủ, vốn đầu t kinh
doanh, và từ các nhà đầu t thơng mại khác.

b. Trung Quốc
Theo số liệu điều tra của Bộ Khoa học và Công nghệ (MOST) Trung Quốc
hiện có khoảng trên 50 trờng đại học, 20 viện nghiên cứu thuộc Viện Hàn lâm
Khoa học Trung Quốc (CAS) và 100 công ty đang rất tích cực trong R&D đối
với KHNN & CNNN ở Trung Quốc. Chiến lợc ngắn hạn của Trung Quốc là hoà
nhập CNNN với các ngành công nghiệp truyền thống và phát triển các sản phẩm
có hiệu quả và chất lợng cạnh tranh cao làm cho cuộc sống thờng nhật của

3
ngời tiêu dùng đợc cải thiện hơn. Để tạo điều kiện cho việc thơng mại hoá
CNNN, Trung Quốc đang xây dựng một số trung tâm kỹ thuật và cơ sở công
nghiệp ở gần Bắc Kinh và Thợng Hải. Một cơ sở công nghiệp CNNN dành
riêng đang đợc xây dựng tại Tianjin, một thành phố cảng nằm cách Bắc Kinh
khoảng 100km. Trong năm nay, việc nghiên cứu ứng dụng trong các tổ chức
R&D chính ở Bắc Kinh sẽ đợc chuyển về thành phố Tianjin khi mà Cơ sở
Công nghiệp CNNN đi vào hoạt động. Chiến lợc dài hạn của Trung Quốc là
củng cố khoa học cơ bản và nâng cao tính cạnh tranh toàn cầu của Trung Quốc.
Chính phủ đã dành 270 triệu NDT (33 triệu USD) để xây dựng Trung tâm
Nghiên cứu Quốc gia về KHNN & CNNN. Trung tâm này sẽ thống nhất các tổ
chức R&D đứng đầu nh Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, các trờng Đại
học: Bắc Kinh, Tsinghua, Phudan, Jiaotong, Nam Kinh và trờng Đại học Khoa
học và Công nghệ Đông Trung Quốc. Mục tiêu của Trung tâm này là tạo điều
kiện cho việc điều phối tốt hơn các nghiên cứu trong lĩnh vực KHNN&CNNN.
Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) có một mạng lới các cơ quan
nghiên cứu lớn nhất Trung Quốc và thế giới. Trung tâm Kỹ thuật CNNN Co. Ltd.
thuộc CAS (CASNEC) đã đợc thành lập tháng 11/2002 là cơ sở thúc đẩy việc
thơng mại hoá khoa học và CNNN trong CAS. Nhà đầu t chính của Trung tâm
này là Nhóm Good Fellow (một công ty đợc xếp hạng ở Hồng Kông). Nhóm
này sở hữu 55% cổ phần của Good Fellow. Tổng kinh phí đầu t khoảng 50 triệu
NDT (6 triệu USD). Trong đó, CAS có 20% cổ phần, các nhà khoa học của CAS

có 15% cổ phần, và Công viên Công nghệ cao YongFeng có 10% cổ phần.
CASNEC đợc hình thành với mục đích để cải tổ lại hớng công nghiệp
hoá công nghệ và VLNN trong nội bộ CAS bằng cách áp dụng hình thức quản lý
từ trên xuống (top-down). CASNEC đợc xem nh một vai trò kiểu mẫu cho việc
thúc đẩy cơ sở công nghiệp quốc gia về công nghệ và VLNN tại Công viên Công
nghệ cao YongFeng ở Bắc Kinh. CASNEC chiếm diện tích khoảng 7000 m
2
của
Công viên Công nghệ cao YongFeng và nằm ở vị trí trung tâm của vùng Zhong-
Guan-Cun, là khu vực có Trung tâm Công nghiệp và Trung tâm R&D đối với KH
& CN Trung Quốc. Mục đích hoạt động của CASNEC là cung cấp cơ sở chuyển
giao công nghệ cho R&D của CAS. Những nguồn lợi nhuận chính của CASNEC
đợc thu từ cấp giấy phép, sản xuất ở mức độ trung bình, và các dịch vụ t vấn.
Đối với sản xuất ở mức độ công nghiệp, CASNEC có hợp tác chặt chẽ với các
nhà sản xuất công nghiệp lớn và thị trờng có liên quan. Mới đây, CASNEC đã
ký một thoả thuận cấp giấy phép công nghệ với Nhóm ERDOS, nhà sản xuất len
dạ lớn nhất Trung Quốc, chiếm khoảng 30% thị trờng nội địa với doanh thu
hàng năm khoảng 3 tỷ NDT (362 triệu USD). So sánh với những công việc kinh

4