công nghệ nano

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

BÁO CÁO
CÔNG NGHỆ NANO
TRIỂN VỌNG TRONG TƢƠNG LAI CHO CÔNG
NGHỆ NANOBIOTECHNOLOGY VÀ
BIONANOTECHNOLOGY

GVHD
SVTH
LỚP

: TS. Vũ Thanh Ngọc
: Nhóm 6
: ĐSH10A

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập tại trƣờng Đại học Công nghiệp Tp.HCM, nhóm em xin
chân thành cảm ơn trƣờng, khoa đã tận tình giảng dạy. Bài tiểu luận là cơ sở để nhóm
em vận dụng kiến thức đã học, từ đó rút ra những bài học kinh nghiệm vô giá. Với
lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, một lần nữa nhóm em xin chân thành cảm ơn cô Vũ
Thị Thanh Ngọc đã tận tình chỉ bảo và hƣớng dẫn nhóm em rất nhiều để nhóm em có
thể hoàn thành bài tiểu luận.
Với trình độ, khả năng còn hạn chế và kinh nghiệm làm tiểu luận chƣa nhiều, chắc
chắn nhóm sẽ có những thiếu sót nhất định trong bài tiểu luận. Nhóm em kính mong

nhận đƣợc sự chỉ bảo của cô.Cuối cũng nhóm em xin chúc cô và gia đình có nhiều
thành công và sức khỏe trong cuộc sống.


DANH SÁCH NHÓM 6

Phần bài làm

Mức độ

STT

Họ Và Tên

MSSV

1

Quách Thị Cẩm Tú

14081471

xây dựng mô não

Tích cực

2

Lê Đức Tý

14067841

Kết luận và nhận xét

Tích cực

tham gia

-Công nghệ nano trong ứng
dụng may mặc.
-Găng tay bám dính
-Công nghệ Nano và chip
tƣơng lai
-Công nghệ nano và triển vọng
mang lại nguồn năng lƣợng
Nguyễn Đỗ Uyên
14127641

3
( Tổng Hợp Bài)

sạch

Tích cực

-ứng dụng nano trong xây dựng
-Nhóm phân bón đƣợc sản
xuất theo công nghệ Nano.
-Thực phẩm hạt nano
-Nano vàng

-Vật liệu nano hấp phụ các kim
loại nặng trong nƣớc sinh hoạt

4

Huỳnh Thị Thanh Vân

14017881

Công nghệ nano và công nghệ
tạo mô

Tích cực


-Kết luận và nhận xét
5

Phạm Thị Thanh Vân

14063861

Tích cực
-Đƣờng dây điện tự động
xây dựng các hệ thống sinh học

6

Nguyễn Thị Tƣờng Vy

14042161

đƣợc cải biên để lắp ráp các

Tích cực

cấu trúc nano
cỗ máy nano và robot nano
7

Lê Thị Thanh Xuân

14026561

Tích cực
Máy tính tự cấp năng lƣợng
-Kết luận và nhận xét

8

Trần Thị Hải Yến

14079901

Tích cực
- Công nghệ nano điện tử


LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................


MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, chúng ta thƣờng đƣợc nghe đến công
nghệ nano trong một số dự án nghiên cứu về vật liệu, y học v.v.. Đối với một số ngƣời
thì đây là một khái niệm khá trừu tƣợng, chúng ta cũng không thể nhìn thấy hay cảm
thấy nó tồn tại. Tuy nhiên công nghệ nanođang góp phần lớn giúp thay đổi bộ mặt của
khoa học công nghệ hiện nay, ứng dụng của nó là rất rộng rãi từ vật liệu, xây dựng,
sản phẩm tiêu dùng đến y tế, điện tử và rất nhiều ứng dụng khác nữa.Công nghệ Nano
là loại công nghệ sử dụng kỹ thuật phân tử để xử lý những yếu tố mang tính chất siêu

vi mô. Nói cách khác, công nghệ nano đƣợc coi là công nghệ siêu nhỏ. Thậm chí,
chúng đƣợc sử dụng chỉ với tỷ lệ bằng 1/80.000 so với bề dày của một sợi tóc. Công
nghệ nano đƣợc coi nhƣ một bƣớc ngoặt của khoa học kỹ thuật thế giới.
Nanobiotechnology and bionanotechnology là những ngành khoa học còn rất mới mẻ
vẫn trong giai đoạn sơ khai. Trong khi các triển vọng về sự phát triển của chúng đƣợc
bàn đến trong cuốn sách này là rất lớn và không thể tƣởng tƣợng nổi, nhiều hƣớng hơn
nữa vẫn chƣa đƣợc khám phá. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận ngắn gọn một
số hƣớng phát triển trong những năm tới. Một số hƣớng rất đơn giản nhƣng một số
khác lại khó tƣởng tƣợng đƣợc. Chúng ta sẽ bắt đầu với những hƣớng đơn giản nhƣ sự
kết hợp chặt chẽ của kỹ thuật di truyền và công nghệ nano, mở rộng phạm vi hiểu biết
hóa học, trong khi chúng ta sẽ đƣa ra kết luận với một số hƣớng mà có thể coi là "khoa
học viễn tƣởng" chứ không phải là khoa học thuần túy.


MỤC LỤC

NỘI DUNG: Triển vọng trong tƣơng lai cho công nghệ nanobiotechnology và
bionanotechnology
.........................................................................................................................................1
1. Sự kết hợp chặt chẽ của sinh học phân tử và công nghệ nano .................................1
2. Xây dựng các hệ thống sinh học đƣợc cải biên để lắp ráp các cấu trúc nano ..........2
3. Công nghệ nano và công nghệ tạo mô .....................................................................3
4. Xây dựng mô não .....................................................................................................6
5. Chế tạo vật liệu sinh học nhân tạo vô cơ .................................................................7
6. Công nghệ nano trong ứng dụng may mặc ..............................................................7
7. Găng tay bám dính ...................................................................................................8
8. Công nghệ Nano và chip tƣơng lai...........................................................................9
9. Công nghệ nano và triển vọng mang lại nguồn năng lƣợng sạch ..........................10
10. Ứng dụng nano trong xây dựng ...........................................................................11
11. Máy tính tự cấp năng lƣợng .................................................................................13

12. Đƣờng dây điện tự động .......................................................................................14
13. Nhóm phân bón đƣợc sản xuất theo công nghệ Nano ........................................15
14. Thực phẩm hạt nano .............................................................................................16
15. Nano vàng ............................................................................................................17
16. Vật liệu nano hấp phụ các kim loại nặng trong nƣớc sinh hoạt ...........................19
17. Công nghệ nano điện tử .......................................................................................20


18. Cỗ máy nano và robot nano .................................................................................20
NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN: triển vọng và nguy hiểm của cuộc cách mạng công
nghệ sinh học nano
.......................................................................................................................................22
Tài liệu tham khảo .........................................................................................................27


NỘI DUNG

TRIỂN VỌNG TRONG TƢƠNG LAI CHO CÔNG NGHỆ NANOBIOTECHNOLOGY VÀ
BIONANOTECHNOLOGY

1. Sự kết hợp chặt chẽ của sinh học phân tử và công nghệ nano
Không có bất kì tranh luận rằng sinh học phân tử có vai trò trung tâm trong nửa
sau của thế kỷ 20. Trong khi thế kỷ trƣớc bắt đầu với một cuộc cách mạng thực sự
trong vật lý, phần thứ hai của nó bị chi phối bởi cuộc cách mạng sinh học. Khả năng
xác định trình tự DNA của nhiều sinh vật một cách dễ dàng, khả năng nhân bản trình
tự DNA theo sau là biểu hiện và thao tác với các phân tử protein và RNA chỉ là một
vài ví dụ. Ngân sách cho nghiên cứu sinh học ở Hoa Kỳ và những nƣớc còn lại trên thế
giới đang tăng lên liên tục trong khi đó nguồn tài trợ của các môn học khác giảm dần.
Tỷ lệ giữa viện trợ của NIH (Viện Y tế Quốc gia) với NASA (Cơ quan Hàng không và
Không gian Quốc gia) là một trong những chỉ tiêu của xu hƣớng này. Trong những

năm 1960, kinh phí cho cả hai cơ quan là nhƣ nhau; Vào năm 2012 ngân sách của NIH
gần nhƣ gấp đôi của NASA (khoảng 32 tỷ đô la cho NIH và 18,7 tỷ đô la cho NASA).
Hơn nữa, nhiều khoa khoa học vật lý và kỹ thuật, thậm chí bao gồm cả cơ khí hoặc
phòng kỹ thuật điện tại các viện kỹ thuật truyền thống nhƣ Viện Công nghệ
Massachusetts (MIT) và Viện Công nghệ California (CalTech), bao gồm nghiên cứu
sinh học. Các khoa học viện trong các lĩnh vực nhƣ hóa học hay khoa học vật liệu
thậm chí còn liên quan đến các nghiên cứu sinh học. Vì vậy, nhƣ đã xảy ra ở nhiều
lĩnh vực khác, các học viện thế giới đã đƣợc tích hợp các khoa học vật lý và sinh học.
Sự kết hợp tƣơng tự cũng có thể đƣợc thấy trong thƣơng mại thế giới. Nhiều công ty
lớn nhỏ hoạt động thƣơng mại phản ánh sự hội tụ của hai hoạt động này. Các công ty
chất bán dẫn lớn, nhƣ Motorola, đã khởi xƣớng các hoạt động có tính sinh học rất quan
trọng.

1


2. Xây dựng các hệ thống sinh học đƣợc cải biên để lắp ráp các cấu trúc
nano
Nhƣ đã thảo luận trƣớc đó trong cuốn sách này, lĩnh vực công nghệ sinh học
chủ yếu dựa vào việc sử dụng các phân tử tự nhiên, chủ yếu là DNA hoặc protein, và
các đoạn peptide nhỏ. Một lĩnh vực chƣa đƣợc khám phá đầy đủ là sự kết hợp giữa
sinh học phân tử và các kỹ thuật di truyền cùng với nghiên cứu xây dựng các khối tự
lắp ráp sinh học. Sinh học phân tử và kỹ thuật di truyền có thể cho phép tích hợp các
chức năng sinh học khác nhau vào cấu trúc protein tự lắp ráp. Việc hình thành cấu trúc
trong đó các chức năng sinh học đƣợc tích hợp vào các cấu trúc nano có thể là một chủ
đề trọng tâm trong tƣơng lai. Về nguyên tắc, nó có thể cho phép chế tạo không chỉ các
cấu trúc có thể tự lắp ráp ở quy mô nano, mà còn tạo ra các cấu trúc có các đơn vị chức
năng sắp xếp theo thứ tự nano. Enzyme và các protein huỳnh quang có thể đƣợc kết
hợp với di truyền để tự lắp ráp các trình tự với các protein tổng hợp kết hợp thành các
inclusion body hoặc các sợi không hòa tan. Tuy nhiên, đã đƣợc chứng minh rằng trong

nhiều trƣờng hợp các sợi tạo thành một "cột sống" trung tâm với các phân tử enzyme
nhô ra và giữ lại hoạt động của chúng (Baxa và cộng sự, 2003. Mitraki, 2010). Điều
này có thể dẫn đến khả năng chế tạo các cấu trúc nhƣ các dây chuyền lắp ráp nano
trong đó các thay đổi khác nhau trong một phân tử cụ thể có thể đƣợc thực hiện ở kích
thƣớc nano. Chúng ta hình dung một tình huống mà kỹ sƣ công nghệ sinh học nano sẽ
có thể thiết kế một kế hoạch hợp lý cho việc chế tạo một cách có hệ thống và có thể tái
sản xuất các thiết bị công nghệ nano sinh học.
Mặt khác ,công nghệ nanobiotechnology cũng cần đƣợc cải tiến đáng kể bởi sự liên
kết chặt chẽ giữa các khái niệm và công cụ từ các ngành khoa học vật lý và sinh học
phân tử. Nhiều kỹ thuật đã và đang đƣợc phát triển cho các ứng dụng phi sinh học và
chúng có thể cực kỳ hữu ích cho nghiên cứu sinh học. Nhiều ứng dụng thƣờng đƣợc sử
dụng trong sinh học phân tử có thể trở nên hiệu quả và mạnh mẽ hơn thông qua việc sử
dụng công nghệ nano. Sự sử dụng và khuếch đại DNA, một quy trình kĩ thuật rất tốn
công có thể đƣợc cách mạng hóa một cách mạnh mẽ bằng việc sử dụng kênh vi dẫn và
kĩ thuật “lab-on-a-chip”. Chúng ta có thể hình dung việc thao tác một mẫu DNA có thể
đƣợc thực hiện tự động trên một con chip trong một loạt các thao tác liên tục của một

2


con chip chế tạo bằng nano. Một thách thức lớn nữa trong những năm tới là sự kết hợp
các phƣơng pháp tiếp cận “Top-down” và “Bottom-up” đối với các thế hệ thiết bị mới.
Proof-of-principle (POC) gần đây đã đƣợc thực hiện cho việc tự lắp ráp peptide và
protein kết hợp với các kỹ thuật top-down nhƣ microcontact, in phun, lắng đọng hóa
học và chất lỏng vi lƣợng Castillo et al., Lakshmanan et al., 2012 , Shklovsky và cộng
sự, 2010, Smith và cộng sự, 2011).

3. Công nghệ nano và công nghệ tạo mô
Công nghệ tạo mô là một trong những hƣớng hấp dẫn nhất của công nghệ sinh
học hiện đại. Thuật ngữ "công nghệ tạo mô" đƣợc đặt ra bởi Robert S.Langer từ MIT

(Langer, 2000) và đề cập đến khả năng về kỹ thuật và chế tạo các mô ngƣời hoàn
chỉnh trong phòng thí nghiệm. Nguyên lý trong lĩnh vực công nghệ tạo mô dựa trên
khả năng phát triển một mạng lƣới các tế bào, từ bệnh nhân hoặc ngƣời hiến tặng, sẽ
hình thành nên mô chức năng. Những mô này sau đó sẽ đƣợc dùng để cấy ghép cho
ngƣời bệnh. Khả năng tiến hành thao tác nhƣ vậy sẽ làm thay đổi nhiều phƣơng pháp
thực hành ngành y và gây ra những xáo trộn nghiêm trọng so với tình trạng trƣớc đây.
Ví dụ, có thể tạo ra tụy nhân tạo trong phòng thí nghiệm sẽ làm cho một rối loạn, bệnh
đái tháo đƣờng tuýp I (bệnh tiểu đƣờng vị thành niên) hoàn toàn có thể chữa khỏi. Hơn
nữa, nó có thể chữa đƣợc ung thƣ tuyến tụy, một trong những dạng ung thƣ nguy hiểm
nhất với dự báo cực kỳ khắc nghiệt, chỉ có thể sống trong vài tháng .

3


Hình 3.1: Sử dụng một khung (scaffold) phân tử cho sự phát triển của các tế bào trong
một không gian ba chiều có thể làm cơ sở cho các ứng dụng trong công nghệ mô. Việc
kiểm soát hình thái và hoạt động của mô bằng cách điều chỉnh các yếu tố và các nhân
tố điều biến là rất cần thiết.

Các mô lớn khác có thể đƣợc tạo ra bao gồm gan, tim và thận. Tất cả các cơ quan này
hiện nay chỉ đƣợc hồi phục trong cơ thể con ngƣời bằng cách cấy ghép. Tuy nhiên, sự
thiếu hụt thƣờng xuyên các cơ quan này trong quá trình cấy ghép và quá trình này gây
ra nhiều biến chứng do quá trình miễn dịch. Nhƣ đã nêu ở trên, một trong những khả
năng chính của công nghệ bionanotechnology là sử dụng các tế bào của chính bệnh
nhân làm tế bào mẹ cho các mô đƣợc thiết kế. Các mô nhân tạo nên có các thông số
miễn dịch giống nhƣ mô "đồng nhất " . Nhƣ vậy, sự đào thải không còn là vấn đề nữa.
Vấn đề cơ bản của công nghệ nano là có thể tạo ra một "matrix thông minh" với trình
tự và tín hiệu nano cho sự gia tăng và sự khác biệt của các tế bào (hình 9.1). Matrix
này sẽ đóng vai trò nhƣ một khung (scaffold) cho việc định vị các tế bào gốc (tế bào
gốc phôi thai hoặc ngƣời trƣởng thành) và cung cấp cho chúng những điều kiện thích

hợp để phát triển các cơ quan cần tạo ra. Các tế bào gốc là tế bào duy nhất có khả năng
biệt hóa thành các tế bào với các chức năng rất khác nhau. Vì tất cả thông tin di truyền
tồn tại trong mỗi và mọi tế bào, tế bào gốc có tiềm năng và thông tin phân tử để trở
nên rất khác biệt về chức năng, khả năng tổng hợp, khả năng cảm quan và hình thái

4


học của chúng. Kỹ thuật chế tạo nano và vi mô có thể tạo ra các vật liệu sinh học mà
kiểm soát đƣợc hình dạng và đặc tính cơ học của chúng; kết hợp với môi trƣờng vi
lƣợng tổng hợp đƣợc kiểm soát, các vật liệu này có thể kiểm soát sự khác biệt tế bào
gốc theo cách có liên quan đến lâm sàng (Fisher và cộng sự, 2010).
Việc sử dụng khung (scaffold) polyme cho thao tác mô đã đƣợc chứng minh trong
trƣờng hợp sụn. Ở hầu hết ngƣời già, mô sụn bị hỏng. Việc bổ sung glucosamine và
chondroitin sulfat có thể giúp cải thiện tình hình, nhƣng vẫn chƣa phải là một giải pháp
hoàn chỉnh. Mặt khác, mô sụn là khá đơn giản và không có các bƣớc phân biệt phức
tạp diễn ra. Do đó, kỹ thuật mô sụn là một trong những mục tiêu đầu tiên cần giải
quyết. Tế bào sụn lấy từ bệnh nhân, phát triển trong điều kiện nuôi cấy mô và sau đó
đƣợc cấy ghép lại cho cùng một cá thể. Điều này ngăn ngừa tất cả các hình thức đào
thải của miễn dịch và cho phép các mô đƣợc cấy ghép hoạt động nhanh chóng. Một
trong những nhiệm vụ chính của công nghệ nano hiện đại là thực hiện các kỹ thuật nhƣ
vậy trong các cơ quan phức tạp hơn, chẳng hạn nhƣ tim hoặc gan, trong đó tổ chức
không gian của tế bào và sự phân biệt giữa chúng theo một dự kiến đƣợc lên kế hoạch
là quan trọng hơn. Trong một số trƣờng hợp khác, khả năng tái tạo mô có thể là một
chức năng tiềm ẩn trong cơ thể ngƣời và vật liệu nano-ordered có thể giúp thực hiện
những khả năng này. Điều này đặc biệt phù hợp đối với các thƣơng tích ở hệ thống
thần kinh. Ngƣời ta lập luận rằng sự hỗ trợ vật lý, kỹ thuật không gian chính xác của
tín hiệu tăng sinh tế bào, và khả năng phân hủy sinh học của vật liệu sinh học có thể
cho phép hồi phục sau tủy sống hoặc chấn thƣơng dây thần kinh giác quan nếu đƣợc
áp dụng ngay sau khi bị tổn thƣơng. Nếu có thể đạt đƣợc điều này, nó có thể mở

đƣờng cho việc cấy ghép các cơ quan giác quan, quan trọng nhất là mắt. Nguồn mắt có
thể đến từ các nhà tài trợ hoặc thậm chí là các mô đƣợc thiết kế khi kỹ thuật này đƣợc
cho phép. Các vật liệu có khả năng kiểm soát nano nhƣ ống nano cacbon, các peptide
tự lắp ráp và amphiphile đang ngày càng đƣợc sử dụng làm khung scaffolds cho sự gia
tăng tế bào và kỹ thuật mô với các ứng dụng đầy hứa hẹn (Matson và Stupp, 2012; Wu
và cộng sự, 2012). Chúng bao gồm sửa chữa, phục hồi thần kinh giác mạc trong cơ thể
(Ellis-Behnke và cộng sự, 2006) và tái tạo hệ thống thần kinh trung ƣơng (CNS) sau
chấn thƣơng nặng (Liang et al., 2011).

5


4. Xây dựng mô não
Một hƣớng kỹ thuật mô khác đƣợc thảo luận ít hơn, nhƣng có tầm quan trọng
rất lớn về mặt y học, đó là sự hình thành các mô não trong ống nghiệm. Sự hình thành
các cấu trúc nhƣ vậy là tất nhiên rất có thu hút vì nó có thể cung cấp một phƣơng thuốc
chữa nhiều bệnh nhƣ bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson. Nhƣ đã thảo luận trong
Chƣơng 3, các bệnh này có liên quan đến việc tự lắp ráp các sợi amyloid dẫn đến sự
chết của mô xung quanh. Những bệnh này đại diện cho một vấn đề y tế lớn; ƣớc tính
rằng vào năm 2012 có khoảng 5,4 triệu ngƣời Mỹ bị ảnh hƣởng bởi căn bệnh
Alzheimer. Một tình huống tƣơng tự tồn tại ở phần còn lại của thế giới. Vì chúng liên
quan đến tuổi cao, giả định rằng khi tuổi thọ tăng lên, các bệnh liên quan đến amyloid
cũng sẽ tăng lên.
Chúng ta hiện đang hiểu khá rõ cách phát triển các tế bào thần kinh trong mô nuôi cấy,
nhƣng thách thức lớn nhất là làm cho nó trở thành một mô chức năng. Ở đây một lần
nữa, nhƣ đã thảo luận trong phần trƣớc, một trong những hƣớng nghiên cứu là tổ chức
các tế bào não thành một ma trận polymeric thông minh, trong đó các liên kết axonal
giữa các tế bào sẽ đƣợc định hƣớng bởi tổ chức không gian của các tín hiệu. Gần đây,
các vật liệu nano cũng kết hợp khả năng kích thích điện hoặc hóa học đang đƣợc
nghiên cứu nhƣ là những phƣơng pháp tiềm năng cho tái tạo thần kinh. Ví dụ, các sợi

nano kẽm oxit nhúng trong một ma trận polymeric có thể đƣợc cấy vào và tạo ra một
kích thích điện tạo ra do biến dạng siêu âm.
Một cách tiếp cận khác về kỹ thuật tạo các tế bào thần kinh là công nghệ nano sinh học
(Fromherz 2002, Kaul và cộng sự, 2004). Trong cách tiếp cận này, các tế bào thần
kinh đƣợc lắng đọng trên các chất nền silicon đƣợc xác định bằng hình học và hoạt
động điện của tế bào đƣợc nghiên cứu. Các tiền đề cơ bản có thể là làm sao có thể
hình thành mạng lƣới đủ phức tạp để xử lý tín hiệu điện toán. “ brain-chip interfaces”
(BCHI) đƣợc định nghĩa là "các hệ thống lai, nơi các tế bào não và các hệ thống vi
điện cơ dựa trên chip (MEMSs) thiết lập sự tƣơng tác vật lý chặt chẽ với nhau cho
phép truyền thông tin theo một hoặc cả hai hƣớng". BCHI đang ngày càng đƣợc sử
dụng nhƣ các vi mạch cấy ghép để ghi lại hoặc kích thích thần kinh và đang đƣợc
nghiên cứu cho mục đích điều trị (Vassanelli và cộng sự, 2012). Mục tiêu cuối cùng là

6


để có thể tạo ra một số loại máy tính sinh học trong một chip silicon. Điều này tất
nhiên có tiềm năng lớn nhƣng cũng rất nhiều khía cạnh rất nguy hiểm nhƣ sẽ đƣợc
thảo luận tóm tắt trong chƣơng tiếp theo.

5. Chế tạo vật liệu sinh học nhân tạo vô cơ
Bởi vì sự hình thành các mô chức năng rất có tầm quan trọng sinh học, do đó
không kém phần quan trọng để tạo ra các hợp chất chức năng bioinorganic. Chúng bao
gồm xƣơng nhân tạo và răng. Nhƣ đã thảo luận trƣớc đó, biomineralization là hoạt
động chính trong các hệ thống sinh học cũng nhƣ trong các ứng dụng nano sinh học
nhân tạo. Vì vậy, các hƣớng đã đƣợc khám phá và khai thác bởi các hệ thống in vitro
có thể đƣợc phát triển hơn nữa cho công nghệ sinh học của các mô nhƣ vậy. Các
hƣớng khác có thể có sự khác nhau từ việc sao chép hoặc bắt chƣớc
Canomineralization dựa trên canxi. Điều này đã bao gồm các hệ thống nano dựa trên
các kim loại nhƣ bạch kim và titanium hiện đang đƣợc sử dụng cho việc tạo ra các vật

cấy ghép ở mức vi mô.
Công nghệ nano cung cấp khả năng kết hợp các cấu trúc đã đƣợc sắp xếp theo thứ tự ở
quy mô nano,khả năng sắp xếp theo thứ tự các vật liệu vô cơ nhƣ canxi và các dẫn
xuất của nó, khả năng cho thấy các tín hiệu sinh học, và các vật liệu có độ bền cơ học
đặc biệt và tính ổn định hóa học. Ví dụ, vật liệu cấy ghép có thể đƣợc chức năng hóa
bề mặt với một trong hai là motif kết dính tế bào hoặc motif chống trầy xƣớc bằng
cách sử dụng các peptide liên kết vô cơ nhƣ là linker, kết quả là các cấy ghép đa vật
liệu đƣợc coi là mục tiêu cho các ứng dụng (Khatayevich et al., 2010).

6. Công nghệ nano trong ứng dụng may mặc
Kể từ đầu những năm 2000, ngành công nghiệp thời trang đã bƣớc sang một
trang mới với việc áp dụng công nghệ nano trong một số loại vải đặc biệt. Một ý tƣởng
vô cùng đặc biệt với loại quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi khó chịu
trong quần áo đã trở thành hiện thực với việc áp dụng các hạt nano bạc. Bạc hạn chế
sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc, giảm mùi hôi và giảm thiểu rủi ro nhiễm

7


khuẩn và nấm. Áo quần, nhất là tất vớ có sử dụng bạc giúp chúng có thể sử dụng nhiều
ngày hơn mà ít bị bốc mùi. Bạc đƣợc đƣa vào áo quần dƣới hai dạng:
+ Một ion bạc đƣợc tích hợp vào polymer dùng để tạo sợi vải,
+ Hai là phủ bạc kim lọai lên sợi vải.
Cả hai dạng đều cho khả năng sát khuẩn và nấm mốc rộng. Các hạt nano bạc này có
thể thu hút các vi khuẩn và tiêu diệt các tế bào của chúng. Ứng dụng hữu ích này đã
đƣợc áp dụng trên một số mẫu quần áo thể thao và đặc biệt hơn là đƣợc sử dụng trong
một loại nội y khử mùi.
Không chỉ dừng lại ở công dụng khử mùi, công nghệ nano có thể biến chiếc áo bạn
đang mặc thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các nguồn năng lƣợng nhƣ gió,
năng lƣợng mặt trời và với công nghệ nano bạn sẽ có thể sạc điện cho chiếc

smartphone của mình mọi lúc mọi nơi. Ứng dụng này còn đƣợc sử dụng rộng rãi hơn
với ý tƣởng chế tạo những chiếc buồm bằng vật liệu nano, với khả năng chuyển hóa
năng lƣợng tự nhiên thành điện năng. Tuy nhiên ứng dụng này vẫn đang trong quá
trình thử nghiệm.

7. Găng tay bám dính
Đây là một hƣớng ứng dụng với loài tắc kè trong dự án nghiên cứu một thiết bị
có khả năng bám dính trên tƣờng của nhóm nghiên cứu Robert Full tại đại học
Berkeley. Tắc kè có thể dễ dàng đi trên tƣờng và bò lên trần nhà nhờ hàng triệu sợi
lông nhỏ li ti trên lòng các chi, đƣợc gọi là lông cứng. Những lông cứng này cũng
giống nhƣ tóc của con ngƣời, đƣợc làm từ sừng, đƣợc bao phủ bởi hàng trăm thìa vét
bột siêu nhỏ.
Những chiếc lông này làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của các chi và tăng cả lực hút
giữa chi với vật tiếp xúc. Quan trọng hơn, mối liên kết giữa bề mặt và vật tiếp xúc có
thể dễ dàng bị phá vỡ khi tắc kè thay đổi trọng tâm của nó, cho phép loài động vật này
nhanh chóng tách ra và tái kết dính nhiều lần sau đó. Đây là đặc điểm mà hầu hết các
chất kết dính nhân tạo không thể làm đƣợc.

8


Trƣớc đây, các nhà nghiên cứu đã cố gắng tạo ra chất kết dính theo phong cách tắc kè
này, ví nhƣ bằng cách sử dụng các ống nano carbon để bắt chƣớc chức năng của lông
cứng. Nhƣng họ đã thất bại khi muốn mở rộng quy mô của nghiên cứu.
Việc hỗ trợ nâng đỡ trọng lƣợng lớn đòi hỏi diện tích bề mặt lớn, nhƣng chất kết dính
lại giảm tác dụng khi kích thƣớc tăng lên. Ngay cả những con tắc kè to lớn cũng gặp
vấn đề này, nếu nó sử dụng tất cả các lông cứng cùng một lúc, nó có thể nâng đƣợc
130kg. Nhƣng vì chỉ có một tỷ lệ phần trăm nhỏ lông cứng mới đƣợc tiếp xúc với các
bề mặt mọi lúc mọi nơi, nên trung bình con tắc kè chỉ có thể nâng đỡ khoảng 2kg khi
di chuyển trên các mặt phẳng vuông góc hoặc đảo ngƣợc với mặt đất.

Gần đây, các nhà khoa học ở Stanford đã tìm ra cách khắc phục điều này, đó là lý do
tại sao chất kết dính mới của họ lại nhanh hơn so với các nỗ lực trƣớc đây.
Đầu tiên, họ tạo ra hàng ngàn nêm vi từ chất silicone, lắp ráp chúng thành các miếng
ngói có kích thƣớc bằng một cái tem. Những miếng ngói này đƣợc sắp xếp trên một
chiếc găng tay có kích thƣớc bằng bàng tay, đƣợc kết nối với các lò xo giúp cho việc
phân phối trọng lƣợng đồng đều ở các phần. Miếng kết dính này cũng đƣợc lắp vào đế
giày dành cho ngƣời leo núi để phân tán lực ở chân.

8. Công nghệ Nano và chip tƣơng lai
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra đƣợc chiếc bóng bán dẫn nhỏ nhất trên thế giới –
có bề dày chỉ bằng một nguyên tử và rộng 10 nguyên tử, từ loại nguyên liệu đƣợc cho
rằng sẽ thay thế đƣợc silicon trong một tƣơng lai không xa. Chiếc bóng bán dẫn này,
về bản chất là một công tắc bật tắt, đƣợc sử dụng Công nghệ Graphene, một nguyên
liệu chỉ mới đƣợc phát hiện ra cách đây 4 năm.
Graphene từ lâu đã đƣợc ca ngợi là một siêu nguyên liệu vì nó có rất nhiều khả năng
ứng dụng. Đó là một phân tử phẳng, với chiều dày chỉ bằng một nguyên tử, rất ổn định
và rất mạnh. Các nhà khoa học tại Manchester đã chỉ ra rằng graphene có thể lắp vào
một mạch điện siêu nhỏ với những chiếc bóng bán dẫn riêng biệt không lớn hơn một
phân tử.

9


Các nhà khoa học cho rằng graphene có rất nhiều ƣu điểm so với silicon bởi vì nó có
thể truyền điện nhanh hơn và xa hơn. "Những chiếc bóng bán dẫn này sẽ làm việc với
điều kiện nhiệt độ trong phòng - giống nhƣ yêu cầu đối với các thiết bị điện tử hiện đại
khác". Không giống nhƣ Silicon, bóng bán dẫn Graphene càng nhỏ lại càng hoạt động
tốt hơn.
Ngành kinh doanh chất bán dẫn hiện nay đang đƣợc tiến hành trên cơ sở chắc chắn,
loại bỏ những chip siêu nhỏ làm từ nguyên liệu silicon mỏng manh. Các công ty nhƣ

Intel đã có một lộ trình để giảm kích cỡ của các mạch sử dụng silicon, xuống còn
khoảng 10 nanomet - nhỏ hơn bề ngang của một sợi tóc đến 10,000 lần.

9. Công nghệ nano và triển vọng mang lại nguồn năng lƣợng sạch
Pin mặt trời là thiết bị biến đổi năng lƣợng mặt trời thành điện năng. Công nghệ
này có tiềm năng khổng lồ, vì ánh sáng mặt trời là một nguồn năng lƣợng gần nhƣ vô
tận, lại không thải khí nhà kính. Đây cũng là một trong những giải pháp hấp dẫn nhất,
vì tổng lƣợng năng lƣợng mặt trời trên Trái đất mỗi ngày lớn gấp 10.000 toàn bộ lƣợng
năng lƣợng đƣợc nhân loại tiêu thụ hiện nay.
Công nghệ pin mặt trời gồm 3 loại chủ yếu nhƣ sau:
- Thế hệ 1: dựa vào silic và các phƣơng pháp chế tạo của ngành công nghiệp bán dẫn;
- Thế hệ 2: dựa vào những vật liệu màng mỏng và những phƣơng pháp đƣợc phát triển
trong các ngành chế tạo màng và chất phủ.
- Thế hệ 3: là một loạt các công nghệ và các phƣơng pháp chế tạo mới, hứa hẹn nâng
cao hiệu suất biến đổi năng lƣợng, giảm giá thành.
Trong số hơn 90% pin mặt trời sản xuất ra năm 2006 dựa vào công nghệ thế hệ 1, có
52,3% là từ silic đa tinh thể, còn 38,3% là từ silic đơn tinh thể. Những vật liệu này
đƣợc sản xuất ra nhờ những phƣơng pháp chế tạo rất tốn kém đƣợc phát triển bởi công
nghiệp bán dẫn.

10


Công nghệ thế hệ 2 sử dụng các công nghệ pin màng mỏng phổ biến nhất đƣợc chế tạo
từ silic vô định hình. Tuy vẫn dựa vào silic nhƣng công nghệ này sử dụng silic ít hơn
nhiều so với công nghệ thế hệ 1.
Các công nghệ pin mặt trời thế hệ 3 hiện nay chủ yếu dựa vào silic (đơn hoặc đa tinh
thể). Tuy nhiên, giá thành cao của các pin mặt trời dựa vào silic là trở ngại lớn nhất đối
với việc áp dụng rộng rãi. Pin mặt trời màng mỏng hữu cơ hoặc chất dẻo chủ yếu dựa
vào các hạt nano và polyme, và hiện đang đƣợc dùng để chế tạo các tấm pin mặt trời

mềm dẻo. Công nghệ màng mỏng cũng sử dụng chất nền polyme đƣợc phủ lớp màng
mỏng hoạt tính. Thành phần hoạt tính bao gồm silic vô định hình, hoặc các hợp chất ở
cấp nano nhƣ CdS, CIS, CdTe, TiO2, ZnO, chấm lƣợng tử, vật liệu hữu cơ.

10. Ứng dụng nano trong xây dựng
Có rất nhiều lĩnh vực ứng dụng công nghệ nano: y học nano, điện tử nano, sinh
học nano (kỹ thuật gen) … Các nghiên cứu về công nghệ nano ứng dụng trong ngành
Xây dựng đã đƣợc đề cập tới trong nhiều bài báo, tạp chí khoa học. Đặc biệt, việc
nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano trong lĩnh vực vật liệu xây dựng đã đƣợc đƣa
vào chƣơng trình hành động trung hạn và dài hạn của nhiều quốc gia. Tới nay, công
tác nghiên cứu nhằm cho ra đời những loại vật liệu xây dựng mới ứng dụng công nghệ
nano đã đƣợc rất nhiều tập đoàn, doanh nghiệp nhà nƣớc và công ty cổ phần tham gia.
Hiện nay trên thế giới vẫn tồn tại hai phƣơng án công nghệ nhằm đƣa các phần tử kích
thƣớc nano vào thành phần bê tông. Phƣơng án thứ nhất là nghiền xi măng đến cỡ hạt
nano, khi đó, thành phần các chất tham gia phản ứng với nƣớc của loại xi măng này
tăng lên đáng kể. Nếu ở xi măng thông thƣờng tỷ diện riêng xấp xỉ 3.000 cm2 /gr, chỉ
có khoảng 1/3 khối lƣợng xi măng phản ứng với nƣớc, chủ yếu là các phần tử gần sát
bề mặt, phần còn lại sẽ thực hiện chức năng cốt liệu trơ, thì ở xi măng nghiền tới cỡ
hạt nano sẽ có tới 80 - 90% khối lƣợng tham gia phản ứng với nƣớc, dẫn đến thành
phẩm thu đƣợc đòi hỏi lƣợng xi măng ít hơn. Xi măng nghiền bảo đảm cấu trúc rất bền
vững. Trong quá trình sản xuất xi măng, một phần năng lƣợng đáng kể bị tiêu hao khi
nghiền clinker (nguyên liệu để chế tạo xi măng). Một lƣợng nhỏ phụ gia nano biến tính
gốc cácbon sẽ

giúp giảm thời gian nghiền.

11


Phƣơng án thứ hai là biến tính các vật liệu xây dựng. Công nghệ này đƣợc thực hiện

thông qua ứng dụng phụ gia biến tính nano. Các nhà khoa học thƣờng ứng dụng các
chất C, Ag, Cu, TiO2, SiO2, Fe2O3, CaCO3, sợi nano, phân tử nano polyme… làm
phụ gia biến tính nano. Phụ gia biến tính nano với nồng độ cực thấp sẽ tăng cƣờng các
đặc tính cơ lý của bê tông: cải thiện cƣờng độ và modun đàn hồi, nâng cao khả năng
chống thấm và tính bền băng giá cho bê tông, giảm ngƣỡng biến dạng co ngót.
Những năm gần đây, các nhà khoa học đã dành sự quan tâm đặc biệt cho các nghiên
cứu nguyên tố cacbon (C) kích thƣớc nano. Việc ứng dụng nguyên tố này vào thành
phần vữa bê tông dựa trên nguyên lý: độ đặc sít của các cấu trúc bê tông tăng lên đáng
kể, tới phần nghìn micron; nhờ đó cƣờng độ cũng nhƣ tính bền vững của toàn bộ kết
cấu tăng cao. Bên cạnh đó, các nguyên tố cacbon kích thƣớc nano chính là những
trung tâm kết tinh sẵn có. Từ đây, các đặc tính mới của bê tông đƣợc hình thành, đồng
thời tuổi thọ của bê tông đƣợc nâng cao.
Theo các số liệu của Viện hóa silicat PAN (Nga), phụ gia biến tính nano cacbon trong
thành phần sẽ thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân của xi măng pooc lăng, cải thiện
cƣờng độ của đá xi măng và một số đặc tính khác. Các phân tử kích thƣớc nano có thể
là phụ gia biến tính triển vọng nhất trong cấu trúc đá xi măng và bê tông, bởi đây
chính là trung tâm kết tinh ở một pha mới, thể hiện hoạt tính hóa học cao và bảo đảm
giảm áp suất bên trong cho toàn hệ kết cấu, qua đó nâng cao cƣờng độ và tuổi thọ cho
vật liệu. Nhờ những liên kết hóa học tự do bảo đảm nâng cao độ bám dính của vữa bê
tông và cốt liệu, cƣờng độ các vật liệu nano cacbon sẽ đƣợc cải thiện đáng kể. Sợi
nano và các vật liệu nano có thể đóng vai trò là vật liệu có cốt nhờ cƣờng độ cao và
module đàn hồi đƣợc cải thiện.
Trên thế giới, các vật liệu nano cacbon đƣợc chế tạo theo nhiều phƣơng pháp khác
nhau: hồ quang điện, bay hơi bằng tia laser hay ánh sáng mặt trời, lắng hơi bằng
phƣơng pháp hóa học… Về nguyên tắc, các phƣơng pháp tổng hợp phần tử nano
cacbon do các nhà khoa học đề xuất tƣơng đối phức tạp, đòi hỏi các thiết bị chuyên
dụng đắt tiền và nguyên liệu đầu vào phải là những nguyên liệu đặc biệt để từ đó có

12

thể thu nhận các phân tử kích thƣớc nano. Tuy nhiên, hiện nay trên thị trƣờng đã có
các phƣơng pháp mới về mặt công nghệ - đó là các phƣơng pháp chế tạo vật liệu nano
cacbon với giá thành hợp lý.
Tại phòng thí nghiệm của Viện Nghiên cứu khoa học Belarussia, với sự phối hợp của
khoa Vật liệu Xây dựng (Đại học Tổng hợp Quốc gia Belarussia), vật liệu nhƣ vậy đã
đƣợc chế tạo từ hỗn hợp không khí và CO2, sử dụng ngọn lửa từ tia điện phóng.
Phƣơng pháp trên đƣợc coi là phƣơng pháp tổng hợp, bởi vì khí đốt tự nhiên, cacbon
dạng lỏng (cồn, dầu hỏa…) đều có thể sử dụng nhƣ một nguồn cung cacbon. Giá thành
sản phẩm thu đƣợc hiện tại xấp xỉ 0,5 USD/gr.
Nhóm các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu hóa chất Ucraina, dƣới sự chỉ đạo của
Viện trƣởng V. Shmalko, đã nghiên cứu và chứng minh đƣợc rằng: Than đá và các sản
phẩm từ than đá qua công đoạn xử lý nhiệt (sản phẩm từ quá trình luyện cốc - trong đó
có bụi cốc) đều là nguyên liệu đầu vào lý tƣởng. Bụi cốc là sản phẩm phụ của than đá
qua quá trình luyện cốc. Nguyên liệu này khá hợp lý (về mặt kinh tế) để tổng hợp các
phần tử nano cacbon. Một lò luyện cốc bình quân mỗi năm xuất 710 tấn sản phẩm phụ
dƣới dạng bụi cốc. Theo tính toán, các phần tử kích thƣớc nano trong bụi cốc chiếm
3% tổng khối lƣợng bụi. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng một trong những biện pháp
để thu nhận phân tử nano cacbon là áp dụng biện pháp siêu âm để phân tán bụi cốc
trong nƣớc. Tuy nhiên, tỷ lệ các phân tử nano cacbon trong tro hoặc bụi cốc không
đƣợc vƣợt quá 3%.
Nhƣ vậy, bê tông nano với các đặc tính cơ lý cao đã và đang mở ra những khả năng
mới, những cơ hội mới cho lĩnh vực thiết kế và xây dựng. Hy vọng trong tƣơng lai rất
gần, loại vật liệu này sẽ thay thế toàn bộ các loại bê tông truyền thống.

11. Máy tính tự cấp năng lƣợng
Tƣơng lai không xa ngƣời ta sẽ cho ra đời loại máy tính xách tay (laptop) có
khả năng "tự cung, tự cấp" năng lƣợng. Sản phẩm đầu tiên kiểu này là của các chuyên
gia ở Viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMT) Australia chế tạo, sử dụng màng
tĩnh điện cực mỏng có khả năng chuyển đổi áp lực cơ khí thành điện năng. Đây là ý

13


tƣởng cơ bản để giúp con ngƣời tạo ra thế hệ laptop mới có khả năng "tự cung tự cấp"
năng lƣợng điện. Áp điện (piezoelectric phenomena) là hiện tƣợng đã đƣợc con ngƣời
ứng dụng từ đầu thế kỷ 19 để chế tạo bật lửa.
Tƣơng tự, ngƣời ta sẽ dùng tinh thể áp điện để sản xuất dòng điện và laptop cũng dùng
công nghệ này để tự nạp điện mỗi khi bàn phím đƣợc tác động ấn xuống. Bƣớc tiếp
theo là tìm ra cách khuếch đại năng lƣợng điện đƣợc sản xuất từ vật liệu áp điện để
giảm chi phí và có cấu trúc gọn nhẹ, nhất là chi phí chế tạo màng áp điện.

12. Đƣờng dây điện tự động
Các nhà khoa học từ Đại học Rice đã tìm ra cách xây nên một đƣờng dây điện
mà không cần phải chạm vào chúng, nó có thể tự kết nối giữa mạch điện và nguồn
điện. Sử dụng cuộn điện Tesla để phóng ra một gradient trƣờng điện có điện áp cao
vào không khí, họ đã có thể khiến những ống nano carbon trong trƣờng Teslaphoretic
(TEP) vƣơn ra nhƣ một mạng điện và tự biến thành một đƣờng dây dẫn điện.
Với một sự chính xác cao của các ống nano song song có khả năng tự lắp ghép trong
trƣờng TEP, báo cáo khoa học cho thấy Teslaphoresis có thể tự tạo thành đƣờng dẫn
điện trong một quy mô lớn hơn một cách hiệu quả.Trƣờng điện có thể đƣợc sử dụng để
di chuyển những vật thể nhỏ, nhƣng chỉ đi đƣợc một khoảng cách rất ngắn thôi. Nhƣng
với Teslaphoresis, các nhà khoa học có thể tăng quy mô hoạt động lên rất nhiều để có
thể di chuyển vật chất từ xa.Qua một thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra
đƣợc rằng Teslaphoresis có thể tự kết hợp lại, cung cấp năng lƣợng cho hệ thống đèn
LED, lấy điện năng từ trƣờng điện từ lấy của cuộn điện Tesla.
Những nghiên cứu xa hơn sẽ đƣợc tiến hành và mong muốn của đội ngũ các nhà khoa
học cũng nhƣ chúng ta, là sẽ áp dụng đƣợc công nghệ mới này trong tƣơng lai gần, vào
cả lĩnh vực mạng lƣới điện và những ứng dụng nano trong y học, cùng nhiều lĩnh vực
khác.

14


13. Nhóm phân bón đƣợc sản xuất theo công nghệ Nano
Sản xuất phân bón theo công nghệ Nano là một công nghệ khá mới đã đƣợc áp
dụng tại một số quốc gia phát triển nhƣ Đức, Thụy sĩ, Nhật, Mỹ. Trong qui trình công
nghệ đã sản xuất ra những loại phân bón có kích cỡ rất nhỏ từ 100- 500 nm, những loại
phân này đã có nhiều tính năng vƣợt trội so với chính hiệu lực của nó khi chƣa xử lý.
Khả năng hấp thu qua lá & qua hệ thống rễ đƣợc tăng mạnh do vậy khi sử dụng phân
bón theo CN Nano vừa có hiệu lực Nông học, Hiệu quả kinh tế, lại bảo đảm không gây
tồn dƣ và tổn hại đến môi trƣờng. Hiện tại, công nghệ Nano sản xuất phân bón mới
dừng ở một số loại phân bón vi lƣợng và một số chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao
Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu Nano hydroxit lớp kép (Layered Double
Hydroxides - LDHs) trong sản xuất phân bón và trong nông nghiệp là rất cần thiết.
LDHs là một trong những vật liệu Nano công nghệ cao có triển vọng ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực khác nhau và đang đƣợc nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm
nghiên cứu. Loại vật liệu này có thể chế tạo từ muối kim loại, có độ tinh khiết cao, an
toàn cho sức khỏe và chi phí hợp lý. Về cấu trúc, LHDs tƣơng tự nhƣ khoáng brucite
trong tự nhiên, bao gồm 2 phiến hydroxit kim loại mang điện dƣơng đƣợc cân bằng
bởi các anion và nƣớc nằm xen giữa. LDHs có công thức hóa học nhƣ sau: [M(1x)IIMxIII(OH)2]x+(An-)x/n.mH2O
trong đó: + MII là ion kim loại hóa trị 2 nhƣ Mg, Ca, Ni, Zn...;
+ MIII là ion kim loại hóa trị 3 nhƣ Al, Fe, Cr, Mn...; và
+ An- là anion, có thể là anion vô cơ nhƣ CO32-, SO42-, PO43-, NO3-,
ClO4-, Fe(CN)64-… hoặc anion hữu cơ nhƣ acid oxalic, acid acylat...
Tính chất của LDHs rất đa dạng, phụ thuộc vào loại và tỷ lệ phân tử của các cation ở
phiến hydroxit, bản chất của anion nằm xen giữa 2 phiến và phụ thuộc vào điều kiện
chế tạo. Đặc tính quan trọng nhất của LDHs là chúng có diện tích bề mặt và dung
tích hấp thu anion lớn (2-3 meq/g), bền với nhiệt; lực liên kết của anion xen giữa
tƣơng đối yếu nên chúng có khả năng vƣợt trội trong việc hấp phụ các anion vô cơ và

hữu cơ (Evans và Slade, 2006). Vật liệu này có ƣu thế hơn hẳn so với phức hợp zeolit-

15


NH4, cũng là dạng phân bón nhả chậm đang đƣợc sử dụng khá phổ biến, là hàm lƣợng
N cao hơn nhiều lần.
Gần đây loại vật liệu này đƣợc nghiên cứu để làm chất mang cho phân bón Nano nhả
chậm (đạm, lân) và thuốc bảo vệ thực vật thân thiện với môi trƣờng (Li và Duan,
2006).

Chính vì thế công nghệ sản xuất phân bón Nano là một dạng công nghệ cao

ứng dụng trong nông nghiệp.

14. Thực phẩm hạt nano
Nói đến thực phẩm hạt nano là nói đến những hạt có kích cỡ nano đƣa vào
trong cơ thể bằng cách ăn, uống. Các hạt nano rất nhỏ nên thƣờng không phải chỉ một
mình nó đƣợc đƣa vào cơ thể mà còn có thể trộn lẫn nhiều chất khác. Có thể chia ra
làm 2 loại: Hạt nano vào cơ thể (bằng cách ăn, uống) đúng là chất có kích cỡ nano, đó
là hạt nano của chất đó; hạt nano vào cơ thể là hạt nang (túi) kích cỡ nano, trong đó
chứa chất mà cơ thể cần, bản thân hạt nang
Nang nano dầu cá thu: Dầu cá thu cung cấp nhiều loại axit béo cho cơ thể nhƣng mùi
vị rất hắc, khó uống. Ngƣời ta làm những cái túi nang kích cỡ nano, rất mỏng, dễ vỡ,
trong túi có chứa dầu cá thu. Dầu này có thể phết vào bánh mì đểăn hoặc trộn với nƣớc
để uống, khi vào đến dạ dày, các nang bọc nano bị nghiền nát, vỡ ra, cung cấp dầu cá
thu đi vào hệ tiêu hoá.
ốc xoắn nano đựng vitamin: Ngƣời ta làm các hạt nano hình cuộn dây kích cỡ 50
nanomet, bên trong chứa các chất bổ nhƣ vitamin, axit béo omega, lycopen… rất cần
thiết để cung cấp cho tế bào nhƣng mùi vị lại không dễ ễnuốt. Nhờ có vỏ xoắn nano

che đậy nên có thể trộn với thức ăn hoặc nƣớc uống đểđƣa vào dạ dày.
Quả cầu nano chứa chất dinh dƣỡng: Những ngƣời ăn kiêng phải tránh một số chất
không đƣợc đƣa qua dạ dày hay một bộ phận nào đó của cơ thể. Ngƣời ta đã chế tạo
những quả cầu rỗng kích thƣớc nano trong đó chứa đầy đủ chất dinh dƣỡng và có
thểđiều khiển để khi ăn, uống các quả cầu nano này đem chất dinh dƣỡng trực tiếp đến
từng tế bào.

16


Trong một số trƣờng hợp, ngƣời ta có thể gắn các quả cầu nano hoặc hạt nang nano
với các cảm biến nano, khi vào sâu trong cơ thể chúng vẫn bất động, nhƣng khi có tín
hiệu từ cảm biến nó mới hoạt động, tức là vỏ bọc ngoài mới vỡ ra.
Trà nano selen là món đồ uống nano rất đƣợc ƣa chuộng, nhất là khi có đại dịch H5N1.
Selen rất độc, những ngƣời làm việc có tiếp xúc với selen rất dễ bị nhiễm độc, da nổi
sần, rụng tóc và có thể dẫn đến tử vong. Nhƣng trong cơ thể ngƣời luôn phải có selen
(ở một mức độ nào đó) mới đảm bảo đƣợc miễn dịch, nhất là khi bị virut H5N1 tấn
công. Selen bổ sung vào cơ thể ngƣời theo con đƣờng thực phẩm, đặc biệt trong trứng
chứa nhiều selen. Selen có trong trứng do gia cầm ăn thức ăn từ hạt ngũ cốc, cây cỏ
lấy selen từ trong đất…, vì vậy, ở những vùng trong đất và trong thức ăn gia cầm thiếu
selen thì thực phẩm cho ngƣời ăn cũng thiếu selen, dẫn tới khả năng miễn dịch của cơ
thể kém đi.
Trong trƣờng hợp cơ thể ngƣời thiếu selen, không thể bổ sung bằng selen thông
thƣờng đƣợc. Các nghiên cứu dƣợc học cho thấy cách lấy selen nano có trong động,
thực vật là thích hợp nhất. Tại Trung Quốc, ngƣời ta đã tìm thấy có những vùng trung
du, dƣới đất có nhiều selen, cây chè mọc lên khá tốt, trong lá chè có nhiều hạt nano
selen. Xay nhỏ lá chè này, pha thành nƣớc uống là cách bổ sung rất tốt cho tình trạng
cơ thể thiếu selen. Trung Quốc đã triển khai trồng chè ở những vùng này để sản xuất
ra sản phẩm “Trà nano selen” bán rất chạy.
Sữa nano canxi là một ví dụ khác về thực phẩm nano. Canxi rất cần để làm chắc

xƣơng, đặc biệt ở những chỗ gần khớp. Nhiều trƣờng hợp, do cơ thể ngƣời không hấp
thụđƣợc canxi từ thức ăn nên phải bổ sung bằng cách dùng các hạt nano canxi có từ
trong vỏ hàu, hến tự nhiên. Chắt lọc và trộn các hạt nano này vào sữa, làm thành sữa
nano canxi để uống, có thể chữa bệnh loãng xƣơng.

15. Nano vàng
Vàng (Au) là nguyên tố kim loại đứng ở vị trí thứ 79 trong bảng tuần hoàn hoá
học, có giá trị vô cùng to lớn trong cuộc sống của con ngƣời từ xƣa tới nay, đƣợc coi là

17