1- Xử lý chất thải độc hại bằng công nghệ nano

Thứ năm, 5/4/2001

Dưới tác động của ánh sáng khuếch tán, vật liệu bán dẫn có kích thước nano có thể phá vỡ các liên kết hữu cơ độc hại. Khai thác khả năng này, các nhà khoa học đã ứng dụng vật liệu bán dẫn TiO2 để làm sạch môi trường.

Từ năm 1996, các viện thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia, bao gồm Viện Vật lý ứng dụng và Thiết bị khoa học, Viện Hóa học, Phân viện Vật liệu tại TP HCM, Viện Kỹ thuật nhiệt đới đã hợp tác sử dụng công nghệ nano để nghiên cứu vật liệu bán dẫn này. Đề tài tập trung vào nghiên cứu công nghệ chế tạo lớp phủ TiO2 có kích thước hạt nano lên một số loại vật liệu khác nhau, dùng để phân hủy các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm như khói thải xe cộ, khói thuốc lá và các hóa chất độc trong nước thải, thuốc trừ sâu... nhờ tác động khuếch tán của ánh sáng.

Dựa trên các kết quả nghiên cứu cơ bản, hiện nay, các nhà khoa học đã thiết kế và chế thử thành công tấm panen quang xúc tác TiO2 có cấu trúc nano xốp để đưa vào một số thiết bị làm sạch môi trường như máy khử mùi, làm sạch không khí, hệ thống lọc nước.

Ứng dụng trên thế giới

Đi đầu trong ứng dụng hiệu ứng quang xúc tác mạnh của vật liệu bán dẫn TiO₂ để làm sạch môi trường là Nhật Bản và Mỹ. Rất nhiều các sản phẩm mới đã ra đời như gạch men có khả năng tự làm sạch và diệt vi khuẩn dùng cho các bệnh viện, hệ thống lọc nước sử dụng ánh sáng tử ngoại và TiO₂ để khử các chất độc hữu cơ còn sót lại trong nước sau khi đã xử lý bằng các phương pháp thông thường, thiết bị làm sạch không khí và mùi…

TiO2 là vật liệu rất bền, không độc hại, rẻ tiền và có thể chế tạo ở Việt Nam. Vật liệu này đã được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống. Tuy vậy, việc sử dụng tính chất quang xúc tác của TiO2 hạt siêu mịn (hạt có kích thước vài chục nano) để làm sạch môi trường còn là vấn đề rất mới mẻ ở nước ta.

SGGP,

2- Công nghệ Nano và vũ khí vi ảnh

Thứ bảy, 16/6/2001

Các chuyên gia vũ khí Mỹ cho biết, trong khoảng 5 năm tới, một đội quân vi hình sẽ được thành lập từ các loại vũ khí vi ảnh trên cơ sở công nghệ Nano. Chiến tranh tương lai sẽ là cuộc chiến của vô số các loại thiết bị bỏ túi với những ưu điểm quân sự chưa từng thấy.

Nhờ các thiết bị này, cỏ tình báo có khả năng nhận biết được những chấn động và âm thanh phát ra từ xe tăng, xe tác chiến đang vận chuyển ở cự ly trên 100 m. Nó cũng có thể tự động định vị, định hướng và vượt qua các chướng ngại vật.

Con bọ điện tử là loại vũ khí có kích cỡ nhỏ như một con ruồi. Nó được phóng ra từ hàng loạt bằng máy bay, đại pháo, hoặc vũ khí bộ binh. Người ta cũng có thể bố trí chúng gần hệ thống truyền tin và hệ thống vũ khí của đối phương bằng biện pháp thủ công. Chúng có thể dựng thành một mạng lưới trinh sát hiệu quả cao tại một vị trí đặc biệt nào đó, nâng cao số lượng tin tức chiến trường thu được.

Cũng dựa trên công nghệ Nano, mới đây bộ phận thực nghiệm thuộc Đại học Illinois, Mỹ đã thiết kế một phi cơ tình báo vi ảnh có chiều dài khoảng 15 cm. Nó có khả năng bay liên tục trong 60 phút, hành trình đạt tới 16 km. Phi cơ gián điệp này còn có thể bay trong một vật thể kiến trúc hoặc gần một thiết bị mà radar thông thường không phát hiện được. Trong đêm tối, phi cơ có thể chụp ảnh hồng ngoại cực kỳ rõ nét rồi báo về bộ phận tác chiến, hướng dẫn các đường đạn tấn công chính xác vào mục tiêu.

Gần đây người Đức đã chế tạo thành công một máy bay trực thăng với kích cỡ chỉ bằng một con cánh cam, nặng không tới 0,5 gr, có khả năng bay cao 130 m. Bộ phận khởi động chỉ nhỏ như ngòi bút, nhưng tần số cánh quạt có thể lên tới 100.000 vòng/phút.

Từ công nghệ Nano, người ta còn sản xuất vệ tinh có thể tích rất nhỏ và nhẹ, do vậy, chỉ cần dùng một tên lửa đẩy nhỏ cũng có thể phóng lên trăm nghìn vệ tinh một lúc, tổ hợp thành mạng vệ tinh theo những quỹ đạo khác nhau. Chúng sẽ theo dõi từng “ngõ ngách” của trái đất để nắm rõ tình hình chiến sự. Hiện nay, Trung Quốc đã chế tạo thành công vệ tinh Nano mang tên TBNS1, có trọng lượng dưới 10 kg. Họ đã có kế hoạch phóng thử nghiệm vào cuối năm nay.

Người Lao Động

Thứ ba, 26/6/2001

Các nhà khoa học Đức vừa giải được bài toán thuộc loại hóc búa nhất trong kỹ thuật vi mạch: Nối hai ống nano có đường kính 2 phần triệu milimét bằng một mối hàn carbon có thể dẫn điện. Trước nay, người ta mới chỉ nối được các ống nano có đường kính 20 nm (1 nm = 1 phần triệu mm) bằng dây kim loại. Vì vậy, phạm vi ứng dụng ống nano trong kỹ thuật siêu vi mạch (với các dây dẫn siêu nhỏ) bị hạn chế.

Ống nano là các loại ống dẫn bằng carbon có đường kính rất nhỏ (chỉ vài phần triệu mm). Tuỳ theo chiều dòng điện chạy qua, nó có thể trở thành dây dẫn, bán dẫn hoặc điện trở. Nhờ những tính chất này, ống nano được sử dụng như những bộ phận dẫn - ngắt trong vi mạch. Tuy nhiên, để nối các ống nano có đường kính nhỏ hơn 20 nm lại với nhau bằng công tắc điện là việc rất khó khăn. Đây cũng là trở ngại chính cho việc ứng dụng ống nano trong kỹ thuật vi mạch điện tử. Nhưng với kỹ thuật "dây carbon" của Banhart, trở ngại này đã được giải quyết.

Minh Hy (theo Nature, Bild der Wissenschaft)

4- Công nghệ nano giúp phục sinh các bức bích họa

Ứng dụng công nghệ nano, các nhà khoa học đã cho ra đời những hạt vôi tôi sáu cạnh, kích thước chỉ khoảng 100-250 nanomét (1 nanomét bằng 1 phần triệu mm) có thể giúp trám những khe nứt trên các bức tranh sơn màu vẽ trên tường, còn gọi là bích họa.

Vào thời Phục hưng, các hoạ sĩ đều dùng kỹ thuật sơn màu trực tiếp lên lớp vữa tường ẩm ướt. Khi khô ráo, màu và vữa kết lại rất chắc. Nhưng qua sự tàn phá của thời gian, đến nay lớp sơn phía trên bị bong tróc, nứt nẻ, gây lo ngại cho các nhà bảo tồn, đặc biệt ở các vùng có khí hậu ẩm ướt.

Piero Baglioni các đồng nghiệp tại Đại học Florence (Ý) đã cho những tinh thể vôi tôi (calcium hydroxide) hoà tan với cồn rồi phủ lên bức tranh. Sau khi cồn bay hơi, các tinh thể vôi sẽ hấp thu nước và CO2 rồi kết hợp với calcium carbonate trong lớp sơn và vữa bên dưới. Nhờ vậy, các khe nứt sẽ được gắn lại bằng một chất kết dính gần như vô hình.

Tuổi Trẻ (theo ABC News)

5- Công nghệ nano tạc tượng bò chỉ to bằng hồng cầu

17/8/2001

Các nhà khoa học Đại học Osaka, Nhật, mới đây đã thực hiện được một tác phẩm điêu khắc độc đáo và là một kỳ công: dùng tia laser tạc tượng một con bò bằng nhựa trong, có kích thước chỉ to bằng một hồng cầu trong máu.

6- IBM ứng dụng công nghệ nano trong chip máy tính

27/8/2001

 

Nano carbon sẽ thay thế silicon.

IBM hôm qua (26/8) tuyên bố đã chế tạo thành công vi mạch máy tính nhỏ nhất thế giới, gồm hai transitor, được làm từ một phân tử cacbon đơn lẻ. Bước tiến này có thể dẫn tới sự ra đời các máy tính mạnh hơn, nhưng tiêu thụ ít điện năng.

Bộ chip này được một “ống nano carbon”, một chuỗi các nguyên tử carbon kết nối theo dạng ống. IBM cho biết, kích thước của nó mỏng hơn sợi tóc 100.000 lần.

Công nghệ ống nano được coi là hướng mới trong sự phát triển của công nghệ máy tính. Các ống nano carbon là ứng cử viên hàng đầu thay thế cho chất liệu silicon.

IBM cũng công bố kế hoạch phát triển các chức năng ứng dụng phức tạp hơn cho máy tính với công nghệ nano.

 

7- Công nghệ nano chế tạo quân phục chống độc

11/9/2001

 

Quân phục chống độc ở trung tâm Natrik, Massachusetts.

Để đảm bảo an toàn tính mạng cho binh sĩ trong chiến trận có sử dụng vũ khí hoá học và sinh học, các nhà nghiên cứu Mỹ mới chế tạo một loại quân phục chống độc, sử dụng công nghệ nano. Quần áo được dệt từ các sợi cực mảnh, cho phép không khí lọt qua, nhưng lại ngăn hơi độc.

"Không hề đơn giản khi ta kết nối những sợi cực mảnh trong một bộ quân phục", Tom Tassinari thuộc Trung tâm Natrik của Quân lực Mỹ tại Massachusetts, nói. Với việc ứng dụng công nghệ nano, người ta đã thay đổi tính chất của các sợi này, khiến chúng tăng độ chịu nhiệt, độ cứng và độ đàn hồi.

Gần đây, không chỉ trong quân sự mà cả các lĩnh vực dân sự, làn sóng sản phẩm mới của công nghệ nano cũng đang nổi lên: các sản phẩm nhựa, mắt kính nano... Sắp tới, có lẽ người ta sẽ chế tạo ra các robot nhỏ xíu, có thể chui vào những mạch máu để làm các cuộc vi phẫu, chữa trị các tế bào bị hỏng.

Văn Bình (theo AFP)

8- Ống nano carbon trong gia đình bạn

24/9/2001

Ống nano carbon giữa các phân tử carbon khác.

 

Ống nano, một thứ gì đó nghe rất xa vời với bạn, nhưng thực tế, nó lại hiện diện khá nhiều xung quanh ta, như trong các loại máy ảnh, điện thoại, máy tính xách tay dùng pin nhiên liệu, trong bóng đèn tivi hay các loại bóng đèn màu, trong các bộ vi xử lý, trong chất cách điện, dẫn điện, hoặc bán dẫn...

Ống nano carbon được phát hiện năm 1991, khi nhà khoa học Nhật Bản Sumio Lijima theo dõi các loại bụi hình thành trong bình phóng điện hồ quang, trong quá trình sản xuất fulơren. Đó là một dạng mới của phân tử carbon, giống như một cái ống đường kính cỡ nanomét (1 nm = một phần tỷ mét) và chiều dài khoảng 100 nm. Chúng gồm các nguyên tử carbon sắp xếp theo liên kết cộng hoá trị rất bền.

Tuy nhiên, cấu trúc các nguyên tử trong không gian có khác nhau ít nhiều. Cũng là nguyên tử carbon, nhưng sắp xếp theo kiểu liên kết tứ diện đều thì sẽ có cấu trúc kim cương trong suốt, không dẫn điện. Ngược lại, liên kết theo kiểu graphít (lục lăng) thì tinh thể lại có màu đen, dẫn điện tốt... Điều đó giải thích vì sau ống nano carbon khi thì là chất cách điện, khi thì dẫn điện hoặc bán dẫn.

Sau đây là một vài ứng dụng cụ thể của ống nano carbon:

Chứa hydro và làm pin nhiên liệu

Lâu nay, ôtô chạy xăng gây ô nhiễm nghiêm trọng buộc các nhà khoa học phải tìm đến các nguồn nhiên liệu sạch hơn, trong đó có hydro: rất dễ kiếm và hoàn toàn không độc hại. Tuy nhiên, việc chứa hydro lỏng trong các bình áp suất cao thường rất cồng kềnh và nguy hiểm.

Giải pháp có tính đột phá là dùng ống nano carbon rỗng, có đường kính gấp 2-3 lần đường kính nguyên tử hydro. Các nhà nghiên cứu tin rằng, hydro có thể chui vào trong ống, cũng như vào khoảng trống giữa các ống. Lượng hydro hấp thụ phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ, nên về nguyên tắc, người ta có thể thay đổi áp suất hoặc nhiệt độ, rồi bơm hydro vào để chứa, hay đẩy hydro ra để sử dụng. Vấn đề hiện nay là phải tìm ra các loại ống nano carbon chứa được nhiều hydro. Ngoài ta, người ta cũng cần vật liệu với tỷ lệ ống nano carbon cao, không lẫn với nhiều loại bụi than khác. Và tất nhiên, giá thành cũng rất quan trọng.

Ý tưởng dùng ống nano carbon chứa hydro để làm pin nhiên liệu cũng được quan tâm không kém. Với các phương tiện như máy ảnh, điện thoại, máy tính xách tay, xu thế hiện nay là dùng pin nhiên liệu, giúp người ta không phải nạp lại bằng cách cắm điện, mà chỉ việc đổ nhiên liệu vào.

Trong các loại pin nhiên liệu, pin sử dụng hydro có nhiều triển vọng nhất, và vật liệu tốt nhất để làm pin này là ống nano carbon. Mới đây, nhóm khoa học Terry Baker, Đại học Northeatern (Mỹ) cho biết, họ có thể chế tạo pin nhiên liệu với mật độ năng lượng 17.000 Wh/kg. Theo đó, nửa lít vật liệu làm từ ống nano carbon có thể đủ để một máy tính xách tay hoạt động liên tục trong một tháng.

Đèn hình ống nano carbon

Đèn hình ống phổ biến hiện nay là đèn ống tia điện tử. Nguyên tắc hoạt động của nó là, khi dây vonphơram bị đốt nóng, các điện tử sẽ phát ra ở tụ tiêu, tăng tốc, đập vào màn hình (có tráng lớp phốt pho ở mặt trong). Điện tử năng lượng cao (được tăng tốc bằng điện thế hàng chục nghìn vôn) sẽ kích thích phốt pho tỏa sáng.

Các loại đèn hình này khá cồng kềnh, phải có chân không, điện thế cao, tiêu thụ nhiều điện, không bền. Còn các loại màn hình tinh thể lỏng gọn hơn, tiêu thụ ít điện hơn, nhưng độ sáng không cao, hoạt động chậm, giá đắt. Ống nano carbon có những tính chất đặc biệt có thể khai thác làm đèn hình tốt hơn. Hãng Samsung tuyên bố, sẽ sớm đưa ra thị trường loại đèn hình dẹt, sử dụng dụng ống nano carbon. Đèn sẽ cho màu sắc đẹp không kém gì đèn hình ống tia điện tử nhưng chỉ tiêu thụ chưa đầy một phần mười điện năng.

Gần đây, hãng Ise Electrics (Nhật Bản) mới chế tạo một loại bóng đèn màu (6 màu) từ ống nano carbon, sáng gấp đôi đèn màu thông thường. Tuổi thọ của loại đèn mới rất cao, và tiêu thụ năng lượng ít hơn 10 lần so với đèn cũ.

Transistor trường bằng ống nano carbon

Trong công nghệ điện tử bán dẫn, transistor trường có một vai trò quan trọng, đặc biệt để khuyếch đại các tín hiệu yếu, giúp đóng mở các mạch logic trong các bộ vi xử lý. Trước đó, transistor trường chế tạo trên silic có tốc độ chậm và giá thành cao. Thay cho loại này, nhóm nghiên cứu của IBM đã chế tạo một transistor trường bằng ống nano carbon, làm việc tin cậy hơn và tiêu thụ ít năng lượng hơn. Về lý thuyết, loại transistor làm bằng ống nano có thể đóng mở với tốc độ nhanh hơn gấp nghìn lần so với tốc độ ở các bộ vi xử lý hiện nay.

(Theo KH&ĐS)

9- Bong bóng nano giúp vận động viên bơi dễ hơn

22/10/2001

 

Hình mô phỏng các bóng nano.

Những bóng khí có đường kính khoảng 20-30 nanomét (1 nm = 1 phần triệu milimét) trên bề mặt các sợi nilông, có tác dụng làm nước trượt qua nhanh hơn. Điều đó giải thích vì sao những vận động viên bơi cảm thấy rất thoải mái với các loại áo sợi này.

Đó là thông báo của nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Nam Australia. Lần đầu tiên, nhờ kính hiển vi điện tử, họ đã quan sát được một mạng dày đặc các bóng nano trên bề mặt sợi. Mạng lưới này được xếp rất hỗn loạn. Khi vận động viên bơi dưới nước, những bóng nano tạo thành các dòng nhỏ xíu, khiến nước trượt qua. Như vậy, ma sát nén giữa nước và áo được chuyển thành ma sát trượt, nhỏ hơn rất nhiều.

Trước nay, chưa bao giờ người ta quan sát được các bóng nano này, bởi chúng quá nhỏ và rất dễ vỡ. Khám phá này có thể sẽ được ứng dụng trong việc sản xuất các thiết bị nhạy cảm trong môi trường tiếp xúc với chất lỏng, ví dụ trong lĩnh vực quang học hoặc cơ khí chính xác.

Minh Hy (theo dpa)

 

10- Nối tế bào thần kinh với các tinh thể nano bán dẫn

19/11/2001

 

Hình ảnh một tế bào thần kinh phóng to.

Lần đầu tiên các nhà khoa học đã ghép thành công một cầu nối điện bằng protein giữa các tế bào thần kinh và các tinh thể nano bán dẫn. Thành quả này sẽ được ứng dụng để theo dõi hoạt động của não bộ và chữa trị một số bệnh về suy giảm chức năng của tế bào thần kinh.

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Christine Schmidt, Đại học Texas ở Austin (Mỹ) đã tạo ra các tinh thể cadmiumsulfid có đường kính cỡ 3 nanomét (1 nanomét bằng 1 phần triệu milimét) để làm thí nghiệm. Để tạo ra một cầu nối điện giữa tinh thể nano này với các tế bào thần kinh, người ta đã sử dụng một đoạn "dây" protein.

Phần đầu của sợi dây protein nối với một tế bào thần kinh và phần kia được gắn với một tinh thể nano cadmiumsulfid (thông qua một điểm nối bằng lưu huỳnh). "Đây là lần đầu tiên, một kết nối như vậy đã thành công, giúp chúng tôi có thể theo dõi các xung điện trong não bộ thông qua các dây dẫn bằng tinh thể nano", Schmidt nói.

Mục đích lớn nhất của thí nghiệm này là quan sát được cường độ của các xung điện do các tế bào thần kinh gây ra trong não. Điều này rất có ý nghĩa trong việc nghiên cứu và chữa trị các bệnh về thần kinh và chấn thương não bộ.

Minh Hy (theo dpa

 

11- Carbon có tính siêu dẫn ở nhiệt độ thường?

1/12/2001

 

Hai ống nano carbon được ghép với nhau. Có thể chính điểm nối này đã tạo ra điện trở.

Các nhà vật lý Mỹ dường như đã quan sát được khả năng siêu dẫn của ống nano carbon ở nhiệt độ thường. Tuy rằng điện trở của dây dẫn không thực sự bằng 0, nhưng những hiệu ứng khác lại cho thấy đã xuất hiện tính siêu dẫn.

 

Guo-meng Zhao và Yong Sheng Wang, thuộc Đại học Boston (Mỹ), đã làm thí nghiệm trên một dây dẫn ghép từ các ống nano carbon (đường kính vài phần triệu milimét). Khi đưa dây dẫn này vào một từ trường, người ta thấy xuất hiện một từ trường yếu trong dây dẫn theo hướng ngược lại.

Và từ trường này vẫn không thay đổi, ngay cả khi từ trường mẹ bên ngoài bị ngắt. Zhao và Wang tin rằng, từ trường bên ngoài đã tạo ra một dòng điện xoay chiều trong dây dẫn. Dòng điện đó không hề gặp một cản trở nào, nên đã duy trì được cường độ, tạo ra từ trường không đổi bên trong. Hiệu ứng này cho thấy, dưới tác động của từ trường, dây nano carbon đã có khả năng siêu dẫn ở nhiệt độ thường (dây siêu dẫn có điện trở bằng 0).

 

Tuy nhiên, khi không có từ trường bên ngoài, người ta lại đo được điện trở nhỏ của dây dẫn. Theo Zhao và Wang, điều này có thể giải thích là: Điểm nối giữa các ống nano không có tính siêu dẫn, nên gây ra điện trở. Hai ông giả định, khi loại bỏ được điện trở ở các điểm nối, người ta sẽ tạo ra một dây siêu dẫn thực sự ở nhiệt độ thường. Đây là một tiến bộ vượt bậc, mở ra khả năng ứng dụng cực lớn cho chất siêu dẫn, bởi cho đến nay, chưa có vật liệu nào có thể siêu dẫn ở nhiệt độ trên 0 độ C.

Năm 1911, lần đầu tiên nhà khoa học người Hà Lan Heike Kamerling Onnes phát hiện ra khả năng siêu dẫn ở một số kim loại: Khi nhiệt độ hạ thấp đến mức nhất định thì các điện tử có thể chuyển động mà không gặp bất kỳ cản trở nào. Chất siêu dẫn đầu tiên Kamerling tìm được là thủy ngân ở 4 độ K (-269 độ C).

Tuy nhiên, phải đến năm 1986, vật liệu siêu dẫn mới khẳng định được vị trí của nó trong công nghiệp khi người ta tìm ra vật liệu "siêu dẫn nóng" ở trên 30 độ K, trong đó có hợp kim của ôxit đồng và barium (77 độ K), hợp kim của ôxit nhôm (125 độ K)... Sắt có lẽ là vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ thấp nhất (-271 độ C).

Gần đây người ta mới chứng minh được khả năng siêu dẫn của các tinh thể carbon C70, tuy nhiên chỉ ở nhiệt độ -266 độ C. Trước đó, một đồng vị khác của carbon là C60 có thể siêu dẫn ở nhiệt độ -233 độ C.

Minh Hy (theo dpa

 

12- Có thể dùng sắt làm vật liệu siêu dẫn

24/7/2001

 

Sắt là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Khi cho dòng điện chạy qua một dây dẫn bằng thép ở môi trường nhiệt độ rất thấp (-271 độ C) và áp suất rất cao, lần đầu tiên, nhà khoa học Katsuya Shimizu, Nhật Bản, đã chứng minh được rằng, sắt cũng có khả năng siêu dẫn.

Kết quả này được đăng trên tạp chí Science hôm 19/7. Theo Shimizu, "tất cả đều phù hợp với tính toán lý thuyết trước đó".

Việc kiểm nghiệm được tính siêu dẫn của sắt có ý nghĩa rất lớn cho ngành vật liệu. Trước hết, nó xoá bỏ được những nghi ngờ lâu nay cho rằng, kim loại nhiễm từ tính không thể sử dụng được như một vật liệu bán dẫn. Sau nữa, sắt là loại vật liệu rẻ, được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, có nhiều ưu điểm như dẻo, chịu lực cao... nên nếu được ứng dụng trong kỹ thuật siêu dẫn thì sẽ rất tiện lợi và giảm được giá thành sản phẩm.

Năm 1911, lần đầu tiên nhà khoa học người Hà Lan Heike Kamerling Onnes phát hiện ra, ở một số kim loại, khi nhiệt độ hạ thấp đến mức nhất định thì các điện tử trong dây dẫn có thể chuyển động mà không gặp bất kỳ một vật cản nào. Ông gọi khả năng này của vật liệu là "siêu dẫn". Chất siêu dẫn đầu tiên Kamerling tìm được là thuỷ ngân ở 4 độ K (-269 độ C).

Kamerling Onnes - người đầu tiên tìm ra vật liệu siêu dẫn.

 

Tuy nhiên, phải mãi đến năm 1986, vật liệu siêu dẫn mới khẳng định được vị trí của nó trong công nghiệp khi hai nhà khoa học người Đức là J.G. Bednorz và K.A. Mueller tìm ra sự tồn tại của các chất "siêu dẫn nóng" ở nhiệt độ trên 30 độ K. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã lần lượt tìm ra các loại siêu dẫn khác như hợp kim của ôxit đồng và barium (77 độ K), hợp kim của ôxit nhôm (125 độ K)... Các loại vật liệu này đều có thể được sản xuất dễ dàng trong môi trường nitơ lỏng và áp suất cao.

Hiện nay, công nghệ siêu dẫn đang phát triển rất mạnh, đặc biệt trong các lĩnh vực điện tử, máy công cụ, cơ khí chính xác...

Minh Hy (theo dpa, VDI)

 

13- Tiếp tục xác định khả năng siêu dẫn ở carbon

29/10/2001

 

Cấu trúc của một tinh thể C70.

Sau 6 năm thử nghiệm, cuối cùng người ta cũng tìm ra tính siêu dẫn của C70, một dạng tinh thể carbon có hình như quả bóng. Trước đó, năm 1995, "người em" của C70 là C60 cũng đã được xác nhận là có đặc tính này ở nhiệt độ cao: 40 độ K (-233 độ C).

Tuy nhiên, hồi đó người ta không hiểu vì sao tinh thể C70 lại không có tính siêu dẫn, mặc dù về mặt lý thuyết, điều này hoàn toàn có thể.

Hendrik Schoen, thuộc Phòng thí nghiệm Bell ở Murray Hill, New Jersey (Mỹ), và cộng sự đã giải được mã bí mật của C70. Đầu tiên họ phỏng đoán, sở dĩ C70 không thể siêu dẫn vì mẫu thử có quá nhiều lỗi, dẫn tới sự xô lệch về cấu trúc, làm cản trở các điện tử chạy qua. Bởi vậy, nhóm khoa học đã dành mọi nỗ lực để "trồng" một tinh thể với cấu trúc cực sạch. Với mẫu thử này, ở nhiệt độ 7 độ K, người ta đã xác định được tính siêu dẫn của C70.

Schoen nói: "Kết quả này cho thấy, các tinh thể carbon nhỏ hơn, ví dụ C36, cũng có thể có khả năng siêu dẫn ở nhiệt độ còn cao hơn cả C60. Điều này sẽ rất có ý nghĩa vì chúng tôi luôn tìm kiếm khả năng siêu dẫn của carbon ở nhiệt độ cao cho các ứng dụng trong ngành điện tử".

Năm 1911, lần đầu tiên nhà khoa học người Hà Lan Heike Kamerling Onnes phát hiện ra khả năng siêu dẫn ở một số kim loại: Khi nhiệt độ hạ thấp đến mức nhất định thì các điện tử có thể chuyển động mà không gặp bất kỳ một cản trở nào. Chất siêu dẫn đầu tiên Kamerling tìm được là thuỷ ngân ở 4 độ K (-269 độ C). Tuy nhiên, phải đến năm 1986, vật liệu siêu dẫn mới khẳng định được vị trí của nó trong công nghiệp khi người ta tìm ra sự tồn tại của các chất "siêu dẫn nóng" ở nhiệt độ trên 30 độ K, trong đó có hợp kim của ôxit đồng và barium (77 độ K), hợp kim của ôxit nhôm (125 độ K)... Tất cả các loại vật liệu này được sản xuất dễ dàng trong môi trường nitơ lỏng và áp suất cao.

Minh Hy (theo dpa)

 

14- Ống nano đặc - bước tiến mới trong ngành vật liệu

8/1/2002

 

Những phân tử carbon hình quả bóng (màu xanh) trong cấu trúc của ống nano đặc.

Các nhà khoa học Mỹ mới xếp thành công những phân tử carbon nhỏ xíu hình quả bóng vào các ống nano rỗng, tạo ra một cấu trúc nano đặc với nhiều tính năng ưu việt hơn về mặt điện tử.

Những ống nano carbon rỗng đa số có cấu trúc tinh thể tự nhiên. Người ta phải lựa theo tính năng của chúng (như khả năng dẫn điện, chịu nhiệt) để sử dụng, chứ không thể điều chỉnh theo ý muốn. Để khắc phục hạn chế đó, Giáo sư Ali Yazdani, Đại học Illinois (Mỹ) đã tạo ra các ống nano đặc như sợi dây thừng, nhờ sắp xếp các phân tử carbon theo một trình tự có hệ thống.

Yazadani tạo ra các ống nano có đường kính chỉ cỡ vài nanomét (vài phần tỷ mét), với cấu trúc phân tử xác định. Khi muốn tìm hiểu tính chất của ống, người ta chỉ cần đưa nó vào môi trường nhiệt độ rất thấp rồi dùng kính hiển vi để quan sát chuyển động của các điện tử.

Theo ông Yazadani, ống nano mới sẽ được ứng dụng để chế tạo các chip và bộ chứa nhỏ hơn, bền vững hơn.

Minh Hy (theo dpa)

 

15- Dùng ống nano carbon làm cực ắcquy

12/1/2002

 

Ẵcquy thường dùng điện cực than chì.

Các ống nano carbon nhỏ xíu có thể thay thế những điện cực truyền thống làm bằng than chì. Chiếc ắcquy mới có điện dung cao hơn và bền gấp đôi so với bình thường.

Thông thường, các điện cực than chì của ắcquy được nhúng trong một dung dịch ion lithium. Khi ắcquy phóng điện, một nguyên tử lithium được vây bọc bởi 6 nguyên tử than chì. Tuy nhiên, nếu thay cực than chì bằng ống nano carbon, nó chỉ cần 3 nguyên tử carbon cho quá trình trên. Vì thế điện cực ít bị mòn hơn, và tuổi thọ của ắcquy cũng được nâng lên gấp đôi.

Điện cực bằng ống nano carbon được sản xuất bằng tia laser. Tiến sĩ Otto Z. Zhou, Đại học Bắc Carolina, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, ắcquy dùng điện cực này có điện dung cao hơn, mặc dù thể tích không thay đổi.

Minh Hy (theo dpa)

 

16- Xe nano - đột phá trong loại bỏ cholesterol khỏi cơ thể?

26/1/2002

17- Chế tạo tinh thể nano silic nhiều màu sắc

29/1/2002

Chế tạo tinh thể nano silic nhiều màu sắc

Tinh thể silic ở dạng tấm mỏng.

Lợi dụng hiệu ứng ăn mòn hóa điện, các nhà khoa học Mỹ mới chế tạo ra những sợi tinh thể silic nhỏ xíu. Các "ống nano" này có độ chính xác rất cao về kích thước và màu sắc. Chúng có thể được ứng dụng trong các chip của màn hình phẳng.

Nhóm nghiên cứu của Munir Nayfeh và Sahraoui Chaieb, Đại học Illinois (Mỹ), đã phát minh ra phương pháp sản xuất tinh thể nano silic khá đơn giản: Thoạt tiên, người ta nhúng một tấm silic mỏng vào một dung dịch hóa học. Khi dòng điện chạy qua dung dịch, tấm silic bị hóa chất ăn mòn. Kết quả là, tấm silic bị gặm dần, chỉ còn lại một mạng gồm những sợi cực mảnh. Bước tiếp theo, người ta đặt mạng này vào một môi trường cách ly để tách từng sợi nano riêng lẻ.

Các sợi tinh thể nano silic này bức xạ ánh sáng màu xanh, lục, vàng và đỏ. Chúng có thể được ứng dụng trong lĩnh vực điện quang, như để chế tạo các chip trong màn hình phẳng. Khả năng bức xạ ánh sáng màu của các sợi nano silic còn được ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu sinh học phân tử, chẳng hạn dùng để đánh dấu các cụm tế bào hoặc những cấu trúc sinh học khác.

Minh Hy (theo Spektrumder Wissenschaft

 

18- Hạt nano chuyển chì và cadmium ra khỏi cơ thể

21/2/2002

 

Hạt nano rỗng hoạt động theo nguyên tắc mô phỏng màng tế bào: Các lỗ hổng ở màng chỉ cho các ion nhất định lọt qua.

Các nhà khoa học Đức mới chế tạo thành công hạt nano đường kính 100 nanomét (1 nanomét = 1 phần tỷ mét). Hạt nano này rỗng ruột, vỏ có nhiều lỗ hổng như lỗ chân lông ở da, đủ cho các ion chì và cadmium lọt qua. Người ta có thể dùng nó để đem chất độc kim loại ra ngoài.

Thành tựu này của nhóm nghiên cứu thuộc Viện Hóa học Max - Plank, Postdam (Đức), ngay lập tức được giới y học đón nhận nồng nhiệt.

Nhóm khoa học dẫn đầu bởi Sascha General đã tìm thấy hình mẫu lý tưởng để thiết kế hạt nano rỗng, đó là các màng tế bào. Màng tế bào có những "rãnh protein", thực chất là những lỗ hổng, cho phép một số ion nhất định (của khoáng chất hòa tan) đi qua.

Mô phỏng nguyên lý hoạt động của màng tế bào, nhóm khoa học đã chế tạo hạt nano rỗng từ chất dẻo (polyethylenimin). Chất dẻo này tạo khung màng, trong khi hai phụ chất hóa học đặc biệt khác giúp màng luôn phồng lên.

Khi đặt hạt nano rỗng này lên một mặt phẳng bằng than chì và quan sát dưới kính hiển vi điện tử, các nhà khoa học thấy rằng, nó trông giống hệt một quả bóng rỗng với các lỗ nhỏ chi chít trên bề mặt. Hạt nano có đường kính khoảng 100 nanomét, các lỗ hổng ở vỏ có đường kính 10,4 nanomét, vừa đủ cho các ion chì và cadmium lọt qua. 

Tương lai, hạt nano rỗng sẽ được sử dụng trong y học. Nó sẽ chui vào các mạch máu để lấy bớt chất độc kim loại nặng ra ngoài.

Minh Hy (theo dpa)

 

19- Vật liệu bán dẫn tổng hợp từ các sợi nano khác nhau

6/3/2002

Tuần qua, ba nhóm khoa học độc lập đã cùng công bố kết quả nghiên cứu về vật liệu nano bán dẫn tổng hợp, trên ba tạp chí chuyên ngành khác nhau. Xem ra, cuộc tìm kiếm loại vật liệu lý tưởng cho các chip điện tử đang ở giai đoạn cạnh tranh khốc liệt.

Nhóm khoa học của Lars Samuelson, Viện Công nghệ Lund (Thụy Điển) công bố kết quả nghiên cứu trên Tạp chí Applied Physics Letters. Nhóm của Charkes M. Liebr, Đại học Harvard (Mỹ) công bố trên tạp chí Nature. Còn nhóm của Peidong Yang, Đại học California, công bố trên Nano Letters.

Loại vật liệu bán dẫn mà ba nhóm khoa học này tìm kiếm là một cấu trúc tổng hợp từ các sợi nano mảnh cỡ vài chục nanomét (1 nanomét = 1 phần tỷ mét). Các sợi nano này được làm từ những vật liệu khác nhau, mà thông dụng nhất là indiumarsenid và indiumphosphid.

Để chế tạo sợi indiumarsenid, các nhà khoa học cho các phân tử indium và vàng vào một môi trường chân không. Khi bị nung nóng, vàng và indium chảy ra, tạo thành một hỗn hợp lỏng. Sau đó, người ta bỏ hỗn hợp này vào một dung dịch asen (thạch tín). Nhờ xúc tác của vàng, indium phản ứng với asen, tạo thành indiumarsenid kết tủa dưới dạng sợi mảnh. Đó chính là sợi nano indiumarsenid.

Cũng tương tự, trong quy trình trên, khi thay dung dịch asen bằng một dung dịch phốtpho, người ta sẽ thu được các sợi nano indiumphosphid.

Vật liệu bán dẫn tổng hợp do ba nhóm khoa học tạo ra tuy có khác nhau đôi chút, nhưng chúng đều làm từ các sợi indiumarsenid và indiumphosphid xếp chồng lên nhau. Vật liệu này có thể dùng cho các mạch bán dẫn của chip điện tử, khiến chúng hoạt động nhanh hơn, với hiệu suất lớn hơn.

Minh Hy (theo dpa)

20- Ống nano carbon phát sáng

18/3/2002

 

Một ống nano carbon dưới tác dụng của dòng điện.

Khi cho dòng điện chạy qua một chùm ống nano carbon, các nhà khoa học phát hiện, nhiệt độ của chùm ống cứ tăng lên mãi, tới 1.500 độ C thì phát ra ánh sáng, tương tự như sợi tóc của bóng đèn. Phát hiện này có thể mở ra hướng ứng dụng ống nano carbon trong ngành quang điện tương lai.

Nhóm nghiên cứu của Stephen Purcell, ĐH Lyon (Pháp), đã dùng các ampe kế và vôn kế tinh xảo để xác định cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu chùm ống nano carbon. Họ thấy rằng ở một nhiệt độ nhất định, cường độ dòng điện tăng đều theo hiệu điện thế ở hai đầu ống. Điều đó cho thấy ống nano có thể dẫn điện theo định luật Ohm, và nhiệt lượng do ống giải phóng tuân theo định luật Joule.   

Khi nhiệt độ tăng tới 1.500 độ C, chùm ống phát sáng, tương tự như những sợi wolfram trong bóng đèn. Chỉ có điều khác biệt là các ống nano mảnh hơn những sợi wolfram tới cả triệu lần.

Minh Hy (theo dpa

21- Gốm cao su đa tính năng ra mắt

26/3/2002

 

Sự đa dạng trong cấu trúc phân tử của gốm cao su.

Sử dụng kỹ thuật hóa nano, các nhà khoa học Mỹ đã kết hợp cấu trúc phân tử của chất dẻo và của gốm, tạo ra một loại vật liệu mới, trong suốt, dẻo, chịu lực tốt. Vật liệu có tên gốm cao su này sẽ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sinh học, hóa học, vi điện tử...

Giáo sư Ulrich Wiesner, Đại học Cornell (Mỹ), nói: "Vật liệu mới kết hợp được tất cả tính ưu việt của chất dẻo và gốm. Ngoài ra, nó còn đạt được một số tính chất mới nữa". Khi "sáng tạo" loại vật liệu này, Wiesner đã trộn cấu trúc của chất dẻo diblock-copolymere với gốm. Soi vật liệu mới dưới kính hiển vi điện tử, người ta phát hiện những cấu trúc lập phương rất đều đặn. Nếu thay đổi thành phần giữa chất dẻo và gốm, cấu trúc này cũng thay đổi đáng kể, nhưng vẫn đều đặn như vậy (xem hình).

Cũng nhờ cấu trúc phân tử đa dạng, gốm cao su có thể ra mắt với nhiều hình thái cứng - dẻo, trong - đục... Ngoài ra, vật liệu này còn dẫn được ion ở nhiệt độ cao. Vì thế, ứng dụng của gốm cao su rất đa dạng, như trong công nghiệp chất dẻo, điện tử, vi điện tử, sinh học...

Minh Hy (theo dpa)

22- Ánh sáng có thể đốt cháy ống nano

26/4/2002

Những ống nano carbon kích cỡ vài phần tỷ milimét có thể bùng nổ và bốc cháy dưới tác dụng của chớp sáng cường độ nhẹ. Một sinh viên năm thứ nhất của Viện Rensselaer ở Troy (Mỹ) đã tình cờ phát hiện ra hiệu ứng này khi dùng máy ảnh chụp một đám ống nano trong phòng thí nghiệm.

Andres de la Guardia - tác giả của phát hiện trên - rất ngạc nhiên khi thấy đám ống nano này bùng cháy dưới chớp sáng của đèn máy ảnh. Anh đã ghi lại hiệu ứng này và thông báo với Giáo sư Ganapathiraman Ramanath - một chuyên gia về ống nano carbon.

Những phân tích tiếp theo của Ramanath cho thấy, ống nano carbon rất nhạy cảm với ánh sáng. Ở môi trường thiếu ôxy, ánh sáng không gây cháy, nhưng có thể làm thay đổi cấu trúc tinh thể của ống. Hiệu ứng này khiến các nhà khoa học phải hết sức cảnh giác khi sử dụng ống nano carbon trong các mạch vi điện tử.

Tuy nhiên, tính năng nhạy cảm với ánh sáng của ống nano carbon cũng có nhiều lợi thế trong việc mở ra các hướng ứng dụng mới, như dùng làm sensor ánh sáng, hoặc ngòi nổ cho mìn

Minh Hy (theo dpa)

23- Chế tạo sợi nano carbon dài nhất thế giới

6/5/2002

 

Sợi nano carbon mảnh cỡ vài phần nghìn đường kính sợi tóc.

Các nhà khoa học Mỹ mới chế tạo thành công sợi nano carbon dài 20 centimét - một kỷ lục đáng kinh ngạc nếu ta biết rằng sợi này chỉ mảnh cỡ vài phần nghìn đường kính sợi tóc. Thành tựu này là bước tiến mới trong kỹ thuật nano, nhằm chế tạo chip bán dẫn mạnh hơn cho máy tính tương lai.

"Đến nay, chúng tôi mới sản xuất được các ống nano carbon cỡ vài milimét, vì thế không đủ độ dài cần thiết cho các ứng dụng thực tế", ông Pulickel Ajayan, Viện Rensselaer ở Troy (Mỹ), nói. Bằng phương pháp ngưng tụ hơi hóa học (CVD - Chemical Vapour Deposition), lần đầu tiên nhóm nghiên cứu đã tạo ra các sợi nano dài 20 centimét. Nhờ chất xúc tác là lưu huỳnh và hydro, các phân tử carbon đã liên kết với nhau thành chuỗi cực mảnh mà không bị đứt.

"Trong quá trình này, các phân tử carbon đã kết hợp thành cấu trúc bền vững. Những sợi nano carbon dẻo như sợi mỳ ống luộc chứ không giòn như trước", ông Ajayan giải thích.

Tuần qua, một nhóm nghiên cứu khác của Viện Rensselaer đã phát hiện một tính chất mới của các ống nano carbon, đó là tính nhạy cảm với ánh sáng. Một sinh viên đã phát hiện ra điều này khi dùng máy ảnh chụp các ống nano. Tương lai, người ta có thể dùng ống nano chế tạo sensor ánh sáng, hoặc làm ngòi nổ cho mìn.

Minh Hy (theo dpa)

 

24- Động cơ siêu nhỏ làm từ một sợi ADN

20/5/2002

 

Nhà nghiên cứu Weihong Tan, Đại học Florida (Mỹ), mới đây đã tạo ra một động cơ nano (kích cỡ phần triệu milimét) từ một phân tử ADN đơn lẻ. Động cơ này tí hon đến mức có thể đặt hàng trăm nghìn chiếc lên đầu một cái đinh ghim. Mỗi chiếc có thể cuộn lại và trải ra như một con sâu đo.

Đây không phải động cơ nano đầu tiên trên thế giới, nhưng là chiếc đầu tiên được làm từ một đơn phân tử duy nhất. Các động cơ nano được chế tạo trước nay đều bao gồm vài phân tử ADN khác nhau. Theo Tan, loại động cơ làm từ một đơn phân tử ADN sẽ dễ kiểm soát và có hiệu suất cao hơn.

Trong tương lai, động cơ nano có thể giúp ích trong việc điều trị. Chẳng hạn, để tiêu diệt tế bào ung thư hoặc khối u, người ta sẽ tiêm một động cơ nano mang theo thuốc đặc trị tới vùng cơ thể bị bệnh. Tại đây, động cơ sẽ gắn các phân tử thuốc vào màng tế bào ung thư. Với sự chính xác ở cấp độ phân tử, Tan hy vọng loại bỏ được hiện tượng thuốc bị gắn nhầm địa chỉ vào những tế bào lành và ngăn ngừa hiệu ứng suy nhược như thường gặp ở phương pháp hóa trị.

Trái với các động cơ truyền thống sử dụng điện, loại động cơ nano của Tan lấy năng lượng từ các quá trình hóa học.

B.H. (theo Cosmi)

 

25- Màn hình phẳng linh động từ tinh thể nano

25/5/2002

 

Card rút tiền có màn hình làm từ các diot phát sáng, chỉ số tiền còn lại.

Với các diot phát sáng, tương lai người ta có thể chế tạo ra các màn hình phẳng linh động, chất lượng cao, rẻ hơn màn hình tinh thể lỏng. Các nhà khoa học Đức mới công bố một màn hình thử nghiệm được chế tạo từ các diot này.

Nhóm nghiên cứu của Jochen Feldmann, Đại học Ludwig-Maximilians ở Munich (Đức), đã chế tạo các diot phát sáng từ những tinh thể nano bán dẫn (làm từ chất liệu hữu cơ chứa carbon) có đường kính nhỏ hơn 500 nanomét (1nanomét = 1 phần triệu milimét). Các tinh thể này phát sáng ra ba màu cơ bản là đỏ, xanh lá cây và xanh lam tại mỗi điểm nhất định trên màn hình.

Gắn một diot hữu cơ phát sáng vào một màn hình hình cong.

 

Vì các tinh thể nano hữu cơ rất linh hoạt, có thể phát sáng lựa theo hình dạng của màn hình, vì thế người ta có thể uốn cong màn hình linh hoạt dựa theo hình thể của vật mà người ta muốn gắn vào (xem hình bên).

Theo các nhà khoa học, người ta có thể sản xuất các màn hình từ tinh thể nano trên quy mô công nghiệp trong thời gian tới. Giá thành của loại màn hình này còn rẻ hơn màn hình tinh thể lỏng.

Minh Hy (theo dpa)

26- Phát hiện tính siêu dẫn của dây nano vàng

7/6/2002

27- Keo làm bằng ADN áp dụng trong công nghệ nano

12/8/2002

 

Chất keo nối các hạt chất dẻo trong một dung dịch.

Các hạt chất dẻo với đường kính nhỏ hơn một micromét có thể được kết nối thành những cấu trúc tổng hợp và có trật tự, nhờ các đoạn ADN. Một nhóm khoa học của Hải quân Mỹ đã dựa trên nguyên lý này, chế tạo ra những tinh thể trong suốt, ứng dụng trong lĩnh vực quang học.

Nhóm nghiên cứu của ông Carissa Soto đã tìm hiểu các khả năng có thể kết nối hai loại hạt chất dẻo đường kính khác nhau bằng cách đưa những đoạn ADN động vật gắn vào giữa các hạt này, khiến chúng tạo thành từng cặp kết dính. Cấu trúc tổng hợp này có thể bền vững với các cặp hạt có tỷ lệ đường kính từ 0,23 đến 0,42.

Nhóm khoa học tin rằng, bằng cách này, họ có thể tạo ra những cấu trúc trong suốt, cho phép lan truyền ánh sáng trong không gian hẹp, tạo thành các dải chuyển động của photon theo ý muốn. Thậm chí người ta có thể tạo ra dải photon hẹp dưới 1 micromét. Chúng được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực quang học, như chiếu sáng các chi tiết nhỏ xíu trong những thiết bị đo đạc chính xác.

Minh Hy (theo dpa)

28- Sản xuất pin mặt trời từ hạt nano

14/8/2002

 

Tấm bán dẫn nano chuyển hóa năng lượng mặt trời thành điện năng.

Các hạt bán dẫn đường kính vài nanomét (1 nanomét = 1 phần tỷ mét) có thể được kết hợp với nhau thành pin quang điện, chuyển năng lượng ánh sáng thành điện năng. Thử nghiệm cho thấy, tế bào mới có hiệu suất cao hơn và rẻ hơn so với các tấm pin mặt trời hiện nay.

Nhóm nghiên cứu của David Kelley, Đại học Quốc gia Kansas (Mỹ), đã chế tạo ra những hạt nano này từ chất bán dẫn gallium - selenit trong suốt. Khi được kết hợp với nhau thành tấm, chúng có thể hấp thụ phần ánh sáng mặt trời nhìn thấy rồi chuyển nó thành điện năng.

Các pin mặt trời (solar cell) hiện nay đều được sản xuất bằng cách ghép các lớp bán dẫn mỏng với nhau. Những lớp này bắt buộc phải tinh khiết, nếu không ánh sáng sẽ không được hấp thụ và chuyển hóa thành điện năng. Tuy nhiên, solar cell mới làm từ hàng trăm hạt nano khác nhau thì không cần phải tinh khiết, mà có thể lẫn tạp chất, nhưng chức năng chính vẫn không bị ảnh hưởng.

Ông Kelley hy vọng, sắp tới người ta có thể sản xuất hạt nano từ indium selenit. Loại hạt này đến nay còn khó sản xuất hơn là các hạt từ gallium, tuy nhiên chúng có thể chuyển năng lượng mặt trời thành năng lượng điện với hiệu suất cao hơn nhiều.

Minh Hy (theo dpa)

 

29- Intel sắp phát triển công nghệ nano

6/9/2002

30- HP tiết lộ kế hoạch khai thác công nghệ nano

7/9/2002

31- Mặt trái của công nghệ nano

32- Hạt nano vận chuyển chất độc ra khỏi các dòng sông

3/10/2002

Chất độc hại thường đổ về các dòng sông.

Nước thải từ khu công nghiệp mang theo một lượng lớn kim loại, dưới dạng các hạt nano nhỏ xíu. Chúng tụ lại thành các đám bọt xốp trắng, trôi theo dòng nước. Nhờ đó, độ độc hại được phân tán, và theo thời gian, sẽ được thiên nhiên hóa giải.  

Một nhóm nghiên cứu của Đức, Thụy Sĩ, Mỹ, mới đây đã tìm ra thành phần hóa học và lý giải được sự xuất hiện của các đám bọt này. Về thành phần, một hạt nano nhỏ trong đám bọt luôn bao gồm các thành phần chính là các nguyên tử nhôm, ôxy và hydro, với tỷ lệ: 13 nhôm, 40 ôxy và 48 hydro.

Các hạt nano này cuốn theo những nguyên tử kim loại nặng và độc hại như chì, sắt, niken... Chúng tạo thành một hỗn hợp trắng, xốp, trôi theo dòng chảy. Chúng giúp vận chuyển chất độc tồn đọng ở các khu công nghiệp và phân tán nó xuống hạ lưu các dòng sông. Nhờ vậy, các khu vực công nghiệp không bị nhiễm độc nặng.

Theo các nhà khoa học, nếu điều chỉnh được sự chuyển động của các đám hạt nano, người ta có thể hướng chất độc vào một khu vực nhất định, như một bãi thải cách xa khu dân cư. Tuy nhiên, đây sẽ là việc không đơn giản, vì các hạt nano này xuất hiện và di chuyển không theo quy luật nào cả.  

Minh Hy (theo SZ)

 

33- Chứng minh chiều không gian thứ tư bằng thực nghiệm?

6/11/2002

 

Một ý tưởng nghệ thuật về chiều không gian thứ tư.

Các lý thuyết vật lý hiện đại, như thuyết String, cho rằng vũ trụ có nhiều hơn 3 chiều không gian. Để chứng minh điều này, các nhà khoa học Mỹ sẽ chế tạo một máy đo siêu nhỏ (nano machine), nhằm chỉ ra các hiệu ứng khác lạ, dẫn tới kết luận về sự hiện hữu của các chiều không gian khác. 

Nhóm nghiên cứu của Ephraim Fischbach và Dennis Krause, Đại học Purdue (Mỹ), giới thiệu nguyên lý của thí nghiệm này như sau: Theo thuyết String, ở các khoảng không gian cực hẹp (cấp độ nanomét), không gian sẽ bị "cuộn" lại trong các chiều khác (có thể là chiều thứ 4, thứ 5 hoặc nhiều hơn). Điều này sẽ làm thay đổi lực hấp dẫn giữa các vật thể trong không gian đó. Vì thế, nếu người ta xây dựng được một thí nghiệm để chỉ ra sự thay đổi này của lực hấp dẫn, thì người ta có thể kết luận rằng, có chiều không gian thứ 4.

Các nhà khoa học dự định sẽ đo lực hấp dẫn giữa hai lá thép siêu mỏng, đặt cách nhau một khoảng cỡ nanomét (1 nanomét = 1 phần triệu milimét). Để đo được chính xác lực hấp dẫn này, người ta cần loại trừ một đại lượng gọi là hiệu ứng Casimir.

Theo cơ học lượng tử, hiệu ứng này được sinh ra bởi các photon ảo, thường bất ngờ xuất hiện trong chân không rồi lại tự động biến mất. Bình thường, trong không gian xuất hiện các photon với những bước sóng rất đa dạng. Tuy nhiên, ở giữa hai tấm kim loại hẹp thì điều đó không thể. Ở đây, chỉ có các photon với bước sóng nhất định. Hệ quả là, giữa hai tấm này sẽ có ít photon hơn bên ngoài. Sự chênh lệch về các photon trong và ngoài hai lá kim loại sẽ tạo ra một lực nhỏ, ép chúng lại với nhau. Lực đó gọi là hiệu ứng Casimir.

Để loại trừ hiệu ứng trên, các nhà khoa học sẽ phải làm thí nghiệm với các lá thép giống hệt nhau, nhưng có đồng vị khác nhau. Ở giữa chúng, hiệu ứng Casimir sẽ giống nhau, nhưng lực hấp dẫn lại khác nhau (lá thép có đồng vị lớn hơn sẽ nặng hơn, và tạo ra lực hấp dẫn mạnh hơn). Bằng cách so sánh hai lực hấp dẫn này, người ta có thể loại bỏ hiệu ứng Casimir ra khỏi phép đo.

Các nhà khoa học hy vọng sẽ thực hiện được thí nghiệm này trong thời gian tới. Nếu thí nghiệm thành công, thì đây sẽ là một sự kiện chấn động, vì nó sẽ khẳng định sự tồn tại của chiều không gian thứ 4, điều mà theo Stephen Hawking là không thể tưởng tượng được với não bộ của con người bình thường.

Minh Hy (theo SPIEGEL)

 

34- Cuộc gặp gỡ ở chiều không gian thứ tư

3/9/2001

Đột nhiên mặt đất rung chuyển, nhà cửa, cây cối nghiêng ngả như động đất. Những sinh vật thật lạ sử dụng các loại máy bay quay tròn trên những nóc nhà trong làng. Ở ngay khoảng đất trước nhà, “họ” đáp xuống và mở cửa khoang máy ra ngoài. Lúc đó, nỗi sợ hãi và khiếp đảm khiến em hoảng loạn. Nhưng khi bình tâm, em nhớ lại tất cả...

Đó là lời kể của em gái 13 tuổi Theodona về cuộc gặp gỡ với người ngoài trái đất trong hai trận cuồng phong xảy ra năm 1998 ở một làng nhỏ thuộc ngoại ô thành phố Shoumen (Bulgaria). Theo lời các cụ già trong làng, đó là hai trận cuồng phong kỳ lạ chưa từng có. Đất đá rung chuyển, nhưng không phải động đất, bởi động đất phải xảy ra trên một vùng rộng lớn chứ không phải chỉ trong phạm vi làng. Tuy nhiên, không ai trong làng nhìn thấy gì khác lạ cả. Ngoại trừ Theodona...

Theo sự mô tả của bé gái này, các nhà khoa học phỏng đoán, đó phải là cuộc viếng thăm của những cư dân ngoài trái đất, khi họ sử dụng phi thuyền dạng đĩa bay, có tốc độ rất lớn tương đương tốc độ ánh sáng (300.000 km/s) đáp xuống làng. Theodona kể rằng, "đám người lạ có nhiều hình thù khác nhau, có người giống như người Bulgaria với vóc dáng rất đẹp như thiên thần trong các truyện cổ tích, nhưng không ít người diện mạo dữ dằn như quỷ...".

Nhà khoa học vũ trụ Nga Valentin Phomenko đã sang Bulgaria tìm hiểu về "chuyện của cô học trò nhỏ vùng Shoumen". Sau một thời gian nghiên cứu, ông kết luận: "Bé gái Theodona thật sự có năng lực giao tiếp và nhìn rõ những các sinh vật lạ từ bên ngoài vũ trụ, trong khi những người khác ở Shoumen đã không có khả năng này". Theo Phomanko, điều đó có liên quan đến một năng lực đặc biệt, giúp Theodona đi vào thế giới thế giới 4 chiều đầy bí ẩn, vì vậy em đã nhìn thấy những hình ảnh mà người khác không thấy được".

Theo các nhà khoa học, não bộ của con người không thể tưởng tượng được không gian bốn chiều. Điều đó được giải thích như sau: Bạn hãy tưởng tượng các sinh vật ở không gian hai chiều. Chúng sống trên một mặt phẳng và không biết gì về sự hiện hữu của không gian ba chiều. Vì vậy, mọi di chuyển của chúng sẽ bị giới hạn trên mặt phẳng ấy và không thể tiến vào chiều thứ ba như chúng ta. Nếu một quả cầu lọt vào thế giới đó, các sinh vật hai chiều mới đầu sẽ nhìn một điểm sáng, rồi đến các hình tròn to dần lên, đến mức cực đại, rồi các hình tròn nhỏ dần, thu lại thành một điểm rồi biến mất. Kết quả là, chúng chỉ nhìn thấy những đường tròn mà không hiểu “toàn bộ câu chuyện về qủa cầu” ra sao cả!

Nhưng đôi khi, sinh vật hai chiều cũng có thể đạt tới điều kỳ bí. Ví dụ chúng muốn vượt qua khoảng cách từ A tới B trên mặt phẳng. Theo lẽ thường, thời gian cần thiết lên tới cả chục năm. Nhưng vì một biến cố nào đó, mặt phẳng kia bị cong lại trong không gian ba chiều, khiến điểm A và B trở nên gần nhau, thậm chí trùng lên nhau. Khi đó, điều kỳ diệu đã đến với chúng: khoảng cách chục năm sẽ đạt được chỉ trong phút chốc!

Phomeko giải thích, không gian ba chiều nằm trong cái nôi của không gian bốn chiều. Nếu ai có khả năng xâm nhập vào chiều không gian thứ tư, thì đối với anh ta, khoảng cách hàng vạn dặm, thậm chí hàng vạn năm ánh sáng không có ý nghĩa gì. Anh ta vượt qua trong phút chốc bằng cách đi qua khe hở của chiều thứ 4 này. "Khe hở" đó là biên giới ngăn cách hai thế giới, thế giới của không gian ba chiều và không gian bốn chiều. Đó chính là cơ hội để những sinh vật cấp thấp xâm nhập vào chiều thứ tư, như bé gái Theodona.

Thế Giới Mới (theo Vakrus Sovetta)

35- Vũ trụ trong hệ tọa độ 11 chiều của Stephen Hawking

6/2/2002

"Khi bạn đọc dòng này, thì cùng lúc, hàng trăm con người trong bạn cũng đang đọc nó. Những con người trong bạn - những kẻ đồng hành với bạn - tất cả có lẽ đều đang nhún vai như bạn. Đều lắc đầu, nghi hoặc...", Tạp chí khoa học P.M. của Đức đã mở đầu như vậy trong một bài viết về lý thuyết mới của nhà vật lý danh tiếng Stephen Hawking.

Ông hoàng vật lý người Anh này mới phát triển một mô hình vũ trụ từ những công thức toán học tỉ mỉ. Mô hình được trình bày trong cuốn sách "Vũ trụ trong một chiếc thuyền nhỏ", đang gây chấn động thế giới khoa học. Những phát kiến mới của Stephen Hawking dường như làm đảo lộn quan điểm khoa học truyền thống. Tất cả được trình bày bằng thuyếtM - trong đó, M đồng nghĩa với magical (thần diệu), mystical (thần bí), hoặc mother (mẹ, gốc).

Tổng hợp thuyết tương đối và thuyết lượng tử

Trong khi thuyết tương đối giải thích thế giới ở dạng vĩ mô, có liên hệ với lực hấp dẫn, thì trong mô hình của thuyết lượng tử (miêu tả thế giới vi mô), không có sự hiện hữu của đại lượng này. "Vì thế, để hiểu được vũ trụ, chúng ta cần một lý thuyết mới: thuyết lượng tử hấp dẫn", Hawking nói. Theo đó, thuyết mới (thuyết M) có thể tổng hợp được hai lý thuyết vĩ mô và vi mô nói trên, và cung cấp những kiến giải chính xác về bản chất của vũ trụ.

Khi phát triển thuyết M, Hawking tin rằng đã đạt được những thành tựu bước ngoặt, dựa trên nền tảng của một lý thuyết rất nổi tiếng trong những năm gần đây: thuyết String. Thuyết này cho rằng, những thành tố nhỏ nhất tạo nên vũ trụ là những dạng thức hình sợi (string), chứ không phải dạng hạt. Nhưng ở xung quanh các sợi này, theo Hawking, có hiện hữu một trường hấp dẫn, và người ta có thể xác định được độ lớn của trường hấp dẫn ấy.

Tọa độ 11 chiều và hiện tượng linh cảm

Tiếp theo, dựa trên thuyết "lượng tử hấp dẫn" của mình, Hawking tính ra rằng, vũ trụ của chúng ta được hình thành từ 11 chiều. Nhưng chỉ có 4 chiều (3 không gian + 1 thời gian) là đã "mở", còn 7 chiều kia bị "cuộn" lại từ sau vụ nổ lớn.

Ý tưởng này của Stephen Hawking đang gây ra nhiều tranh cãi lớn, vì nhà vật lý này cho rằng có thể giải thích được hiện tượng "linh cảm" một cách khoa học bằng thuyết M: Trong mô hình vũ trụ của Hawking, cùng lúc tồn tại vô số những con người khác nhau trong một con người. Và cùng lúc, tất cả thông tin về vũ trụ ở mọi thời đại đều hiện hữu. Vì thế, hiện tượng "linh cảm" có thể giải thích bằng việc một con người nào đó trong bạn đã trải nghiệm điều mà bạn sẽ trải qua, và mách bảo cho bạn biết điều đó.

Minh Hy (theo P.M.)

36- Mỹ, Hàn Quốc tăng chi tiêu cho công nghệ nano

8/5/2003

Hôm qua, Hạ viện Mỹ thông qua dự luật đầu tư 2,36 tỷ USD trong 3 năm tới cho nghiên cứu công nghệ tạo vật liệu mới từ những nguyên tử đơn lẻ. Trong khi đó, chính phủ Hàn Quốc bắt tay thực hiện chương trình phát triển công nghệ nano 2003 trị giá 2 tỷ USD.

Sherwood Boehlert - đảng viên đảng Cộng hoà, người nhiệt tình ủng hộ dự luật - nói rằng chính phủ Mỹ cần tăng đầu tư cho những nghiên cứu cơ bản có khả năng tạo ra sản phẩm thương mại. Các hãng công nghệ nano đã giới thiệu loại vải bông không nhăn và ố, vật liệu gói đồ giúp thịt tươi lâu hơn, cửa sổ dễ lau, và tiến tới sẽ sản xuất máy tính cỡ phân tử, robot y học hoạt động trong mạch máu con người, động cơ ôtô không gây ô nhiễm...

Theo Boehlert, Thượng viện Mỹ sẽ có hành động ủng hộ sự phát triển của công nghệ mới. Trước đây, chính phủ đã quyết định chi hơn 1 tỷ USD cho chương trình nghiên cứu công nghệ nano dưới thời tổng thống Clinton.

Theo dự luật mà Hạ viện vừa thông qua, Quỹ khoa học quốc gia sẽ sử dụng gần một nửa số tiền 2,36 tỷ USD, phần còn lại thuộc về Bộ Thương mại & Năng lượng, Cơ quan bảo vệ môi trường và NASA. Một uỷ ban liên ngành sẽ được thành lập để quản lý chương trình. Học bổng sẽ được cấp cho những sinh viên giỏi đồng ý làm việc cho chính phủ sau khi ra trường.

Mới đây, 9 cơ quan chính phủ Hàn Quốc, trong đó có Bộ Thông tin liên lạc, Khoa học Công nghệ & Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng, đưa ra chương trình phát triển công nghệ nano. Theo đó, phần lớn số tiền 2 tỷ USD sẽ được rót cho các hoạt động nghiên cứu phát triển và ứng dụng thương mại.

Năm 2002, chính phủ Hàn Quốc đầu tư hơn 1 tỷ USD cho đào tạo chuyên gia, xây dựng cơ sở hạ tầng và nghiên cứu công nghệ nano. Nước này hiện đứng thứ 6 trên thế giới về số bằng sáng chế và luận án liên quan đến công nghệ nano.

Minh Long (theo Reuters, eWeek)

37- Phần đông người Anh chưa biết nano là gì

15/3/2004

Một cuộc khảo sát của Hiệp hội Khoa học hoàng gia (Royal Society) nước này phát hiện ra rằng hầu hết người dân chưa bao giờ được nghe đến công nghệ nói trên và hoàn toàn không có một chút khái niệm đó là cái gì.

29% số người có câu trả lời là đã biết nano có hiểu biết khá tốt về công nghệ này và có thể đưa ra một kiểu định nghĩa nào đó. 69% cho rằng kỹ thuật cấu trúc siêu nhỏ sẽ đem lại những lợi ích lớn trong tương lai.

Giáo sư Nick Pidgeon, thành viên của một nhóm công tác chuyên về nano của Royal Society, nói: “Công nghệ liên quan đến vấn đề quy mô siêu nhỏ. Mỗi một nanomet chỉ bằng một phần triệu millimet về độ dài. Cũng chẳng có gì là quá ngạc nhiên khi nhiều người chưa bao giờ biết đến nano bởi thực ra đây vẫn là một lĩnh vực khoa học non trẻ”.

Công nghệ nano hấp dẫn các nhà khoa học vì nó đem lại khả năng phát triển những máy tính cực nhỏ và nhiều thiết bị y tế siêu mini. Tuy nhiên, nó cũng làm dấy lên mối lo ngại về một nguy cơ tưởng tượng mà trong đó những phần tử nano với khả năng tự nhân bản ra các robot sẽ chiếm lĩnh thế giới của loài người. Nhiều người ủng hộ tin rằng nano sẽ rất hữu ích trong y tế đối với công tác chẩn đoán và điều trị ban đầu, nhưng cũng quan ngại về độ tin cậy của nó, nhất là những tác dụng phụ về lâu dài.

Phan Khương (theo Reuters)

38- Tạo sợi tổng hợp bền hơn tơ nhện

Các nhà khoa học tại Đại học Texas, Mỹ, cho biết họ đã thành công trong việc dệt nên một loại sợi cực bền từ những ống nano carbon, với đặc tính như dai, nhẹ, song vẫn có thể dẫn nhiệt và dẫn diện.

Cho đến trước phát minh này, tất cả các nỗ lực nhằm tạo ra loại sợi siêu bền bằng cách mô phỏng những hoá chất tìm thấy trong tơ nhện đều thất bại.

Ray Baughman và cộng sự đã chế tạo thử được 100 mét sợi, với tốc độ 70 cm mỗi phút. Họ xoay tròn các ống nano đơn vách trong một chậu dung dịch rượu no, tạo thành các sợi sền sệt. Các sợi này sau đó được đông lạnh, rửa trong axeton, làm khô rồi cuộn lại. Sản phẩm là một hợp chất composite chứa 60% ống nano carbon, bền gấp 7 lần so với các sợi nano carbon trước đây và dễ làm hơn nhiều lần. So về trọng lượng và đường kính, loại sợi này bền gấp 5 lần thép, và tương đương với tơ nhện về độ bền biến dạng.

“Loại sợi này dai hơn bất kỳ sợi tổng hợp và tự nhiên nào được biết tới nay”, một thành viên của nhóm nghiên cứu nhận định. Bước đầu, nhóm nghiên cứu đã dệt những sợi này thành vải, tạo nên những siêu tụ điện.

39- Kỹ thuật nano trong sản xuất đồ gốm thời Phục Hưng

1/7/2003

Các nhà khoa học Italy vừa phát hiện thợ gốm thế kỷ thứ 15-16 đã sử dụng muối đồng, muối bạc trộn với dấm, hoàng thổ, đất sét và một kỹ thuật nung đặc biệt để tạo thành các lớp men óng ánh. Đây được coi là một hình thức của kỹ thuật nano tiền phát.

Thế kỷ 15-16 là thời hoàng kim của các sản phẩm gốm sứ với họa tiết tinh xảo sản xuất ở Deruta (Italy), được ưa chuộng khắp châu Âu. Nghiên cứu đồ gốm Umbria (một thị trấn ở Deruta) thời Phục Hưng cho thấy, chúng có một hóa chất tổng hợp đặc trưng của thời đại: một hỗn hợp từ cát và kim loại kiềm, có thêm oxit chì để giảm độ co và tránh bị rạn nứt. Chính những chất tạo màu này là dấu hiệu để phân biệt các sản phẩm gốm sứ thật của Italy với các sản phẩm giả mạo.

Trong số gốm sứ của vùng Deruta, nổi tiếng nhất là các sản phẩm óng ánh nhiều màu sắc, hay có ánh kim. Một số trông giống như vàng, một số khác lại cho những màu ngũ sắc khi nhìn từ các góc độ khác nhau.

Theo Brunetti, hiệu ứng này được tạo ra bởi các hạt kim loại có đường kính từ 5 đến 10 nanomet (1 nanomet = 1 phần tỷ mét), mà theo thuật ngữ kỹ thuật là các hạt nano. Trong một nghiên cứu năm ngoái, ông và cộng sự nhận thấy men màu đỏ óng ánh có chứa các hạt nano đồng, còn men màu vàng thì có chứa các hạt nano bạc. Kích thước nhỏ của những hạt này khiến ánh sáng bị phản xạ với các bước sóng khác nhau, tạo hiệu ứng óng ánh màu sắc, hay làm cho lớp men có ánh kim.

Tuy nhiên, Brunetti cho rằng, các hạt nano kim loại không phải là tất cả bí mật. Các lớp men màu đỏ và màu vàng còn chứa một lượng vừa phải ion đồng, đủ để thay thế vai trò chất dẫn ánh sáng của vật liệu nền, góp phần tạo ra những màu sắc óng ánh.

Bằng chứng lịch sử của kỹ thuật nano tiền phát được tìm thấy trong cuốn sách về đồ gốm Li tre libri dell’arte del vasaio có từ năm 1557, của một người thợ thủ công Italy có tên là Cipriano Piccolpasso. Theo cuốn sách, các muối đồng và bạc được trộn với dấm, hoàng thổ (một oxit kim loại) và đất sét, và được phủ lên bề mặt của sản phẩm đã tráng men. Bằng một kỹ thuật nung tinh vi, người ta đã tạo được đồ gốm với một nước men lộng lẫy, óng ả.

Vào thời Phục Hưng, các hiệu ứng tạo nước men ánh kim có ý nghĩa sâu sắc, vì người ta coi nó là một thành công của thuật giả kim. Khả năng thay đổi màu sắc được coi là một tài sản của thuật này.

Thanh Tú (theo AFP)

40- Ra đời rotor điện nhỏ nhất thế giới

12/6/2003

Các nhà khoa học Mỹ vừa sáng chế ra một rotor điện nhỏ bằng 1/250 sợi tóc của con người. Đây được coi là bước đột phá trên mặt trận công nghệ nano.

Thiết bị bao gồm một lưỡi dao bằng vàng gắn vào một trục làm bằng ống nano carbon. Hai đầu của trục được mắc vào 2 điện cực silicon dioxide. Dòng điện chạy qua điện cực truyền vào ống nano dẫn điện và làm quay lưỡi dao. 3 điện cực khác - 2 cái đặt 2 bên đầu trục, một cái đặt bên dưới - sẽ cung cấp lượng điện bổ sung. Điều này có nghĩa tốc độ lưỡi dao, hướng và vị trí của nó sẽ được điều khiển một cách chính xác.

Mô hình rotor điện nhỏ nhất thế giới.

Thiết bị tí hon này được gắn vào một chip silicon và có thể ứng dụng trong nhiều sản phẩm khác nhau. Nhưng nó vẫn chưa phải là thiết bị nano nhỏ nhất thế giới, danh hiệu đó thuộc về công tắc bio làm từ phân tử ADN và chạy bằng hoá chất. Các nhà sáng chế cho biết thiết bị mới này có một số ưu điểm khác. Là một thiết bị điện - hoá chất, nó có thể chịu đựng được sự biến đổi nhiệt độ cao, hoạt động được trong chân không và chịu đựng môi trường hoá chất tốt hơn thiết bị bio.

Công nghệ nano có tiềm năng cung cấp thế hệ thiết bị siêu nhỏ trong lĩnh vực truyền thông, y học... Các nhà khoa học làm việc trên hệ thống điện - hoá chất luôn mắc phải những trở ngại như kim loại và chất dẻo truyền thống thường phát sinh trục trặc khi hoạt động, nếu kích thước quá nhỏ.

Minh Thi (theo ABC Online)

41- Chartered, IBM và Infineon phát triển chip thế hệ mới

10/8/2003

Ba hãng này vừa ký thoả thuận hợp tác để chế tạo loại chip máy tính thế hệ mới sử dụng công nghệ nano. Dự án sẽ tập trung sản xuất chip 65 nanomet (nm) và tiến tới là 45 nm.

Các điều khoản chi tiết của hợp đồng nhiều năm này không được tiết lộ.

Chia Song Hwee, Giám đốc điều hành Chartered (Singapore), cho biết theo thoả thuận, 3 công ty sẽ cùng phát triển một dây chuyền sản xuất chip 65 nm tại cơ sở thí nghiệm ở East Fishkill (New York, Mỹ), mang tên Trung tâm công nghệ bộ vi xử lý. Sẽ có khoảng 200 kỹ sư của 3 hãng cùng tham gia dự án này.

42- Phát điện từ các 'nhà máy thủy điện' nano

21/10/2003

Các nhà khoa học Canada đã phát triển một phương pháp mới để sản xuất điện từ nước, bằng cách lợi dụng hiện tượng xảy ra khi nước được bơm qua các kênh nhỏ li ti. Kỹ thuật này trong tương lai có thể dùng để nạp năng lượng cho các thiết bị nhỏ, như điện thoại di động, máy tính xách tay.

Giáo sư Larry Kostiuk, thuộc Đại học Alberta và cộng sự Daniel Kwork tạo ra một khối kính dẹt hình tròn, đường kính ngang 3 cm, và dày 3 milimét, chứa khoảng 400.000 đến 500.000 rãnh nhỏ. Khi ép nước chảy qua những rãnh có đường kính 10 micromét này, nhờ một hiện tượng được gọi là "lớp điện kép", trong rãnh sẽ xuất hiện điện tích dương ở một đầu và điện tích âm ở đầu kia, giống như ở một chiếc pin bình thường.

Nguyên mẫu thiết bị của Kostiuk đã tạo ra được một dòng điện khoảng 1 miliampe, với hiệu điện thế 10 vôn, đủ để thắp sáng một bóng đèn nhỏ.

Nhóm nghiên cứu cho biết đây là phương pháp sản xuất điện mới đầu tiên trong vòng 150 năm qua, và nhấn mạnh công trình của họ mới ở trong giai đoạn sơ khai. "Những gì chúng tôi đạt được cho thấy có thể sản xuất điện trực tiếp từ những dòng chảy qua các kênh siêu nhỏ”, giáo sư Kostiuk nói.

Công nghệ này có thể cung cấp một nguồn năng lượng mới cho các thiết bị như điện thoại di động hay máy tính xách tay, và được nạp điện chỉ bằng cách bơm nước dưới áp suất cao. Đồng thời, đây cũng là một nguồn năng lượng sạch không ô nhiễm. Nhóm nghiên cứu cho biết nhiều nghiên cứu nữa cần được thực hiện để xác định tiềm năng thương mại của loại pin này.

Tuy nhiên, tiến sĩ Jon Gibbins thuộc Đại học Hoàng gia London lại tỏ ý nghi ngờ về tiềm năng ứng dụng của phương pháp. Theo ông, nó chỉ có thể sản ra một lượng điện nhỏ trên quy mô nhỏ, vì thế chỉ có thể sử dụng ở quy mô công nghệ nano.

Trên thực tế, việc phát điện từ nước không có gì là mới. Những nhà máy thủy điện quy mô lớn thậm chí có thể đạt hiệu suất 100% trong việc chuyển năng lượng nước thành điện năng. Phương pháp động lực điện từ cũng tạo ra điện từ nước. Song, điều đáng nói trong công trình của Kostiuk và cộng sự là tạo ra một loại tuabin mà các phần của nó không cần chuyển động.

"Hiệu suất của thiết bị này hiện là 1% và ngay bây giờ chúng tôi đang cố gắng hiểu rõ đặc tính của chúng. Mục tiêu là tìm ra cách cải tiến hiệu suất lên khoảng 16% để có thể cạnh tranh với các nguồn năng lượng khác", Kostiuk nói.

B.H. (theo BBC)

43- Khóa nano bền hơn keo dính

Khóa velcro nylong thường có các móc và vòng, nhưng khóa nano chỉ có các móc.

Loại khóa velcro này có thể đính các vật thể với nhau chặt như như loại keo dính nhất, các nhà khoa học Mỹ vừa tuyên bố. Tuy nhiên, thay vì có một bản bằng móc và bản kia gồm các vòng nhỏ như trong khóa velcro nylon, khóa nano chỉ gồm toàn các móc.

Các móc này thực chất là những ống carbon có đường kính chỉ vài phần triệu milimét. Nó có thể được sử dụng để đính các hợp phần của một robot siêu nhỏ với nhau, David Tománek và cộng sự tại Đại học Bang Michigan ở East Lansing, cho biết.

Các nhà nghiên cứu phỏng đoán khóa nano chắc gấp 30 lần các loại keo dính thông thường. Nó có thể liên kết hầu hết các vật rắn với nhau bền chặt đến nỗi bản thân các vật liệu sẽ nứt gãy ra trước khi hai bản khóa tách rời nhau. Nó cũng bền gấp khoảng 3.000 lần so với những chiếc khóa velcro tí hon làm bằng silic.

Khi dùng lực đủ mạnh, hai bản của khóa sẽ tách rời nhau, và các móc co về vị trí ban đầu. Khi được đẩy trở lại cho tiếp xúc, chúng liên kết với nhau, tạo ra "mối nối" cực kỳ bền vững. Năng lượng tích lũy trong quá trình tách rời hai bản khóa đốt nóng chúng đến khoảng 1.000 độ C. Nhưng các ống nano đủ bền vững để chịu đựng nhiệt độ này mà không bị đứt ra. Tuy nhiên, cho đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn chưa tìm ra cách chế tạo các móc bằng nano carbon trên quy mô lớn.

B.H. (theo Nature)

44- Diệt khối ung thư bằng đạn nano

4/11/2003

Loại "đạn thần thông" này có thể nhanh chóng phá hủy các khối u ung thư mà không cần phẫu thuật, đồng thời lại không hủy hoại các mô lành xung quanh. Kỹ thuật đó do tiến sĩ Jennifer West và cộng sự ở Đại học Rice (Houston, Mỹ) vừa phát minh.

Loại đạn này thực chất là những hạt silic dioxit tí hon được bọc vàng (còn gọi là các nanoshell), có đường kính khoảng 120 nanomét, nhỏ hơn 1.500 lần so với độ dày một sợi tóc người.

Để tiêu diệt khối u, trước tiên, người ta bắn vào khối u đó một viên đạn, sau đó dùng một loại ánh sáng đặc biệt trong dải gần hồng ngoại để đốt nóng nó lên. Bản thân lớp vỏ vàng của viên đạn khi đưa vào cơ thể không gây hại cho người (giống như những chiếc răng vàng). Loại ánh sáng đặc biệt trên cũng vậy. Song, khi hai thứ này tương tác với nhau, vàng sẽ bị đốt nóng lên đến khoảng 37 độ C, đủ để gây chết các tế bào mà nanoshell đã gắn với nó.

“Nhiệt độ bên trong khối u đạt cao đến mức có thể phá hủy các tế bào bệnh trong vòng 4-6 phút, tiêu diệt khối u mà không làm hư hại đến các tế bào xung quanh”, West cho biết.

Thử nghiệm được tiến hành như sau: nhóm nghiên cứu nhúng các tế bào ung thư vú ở người vào một dung dịch chứa nanoshell. Tiếp đó, họ cho các tế bào này cùng với các tế bào kiểm chứng (không nhúng dung dịch) tiếp xúc với nguồn sáng gần hồng ngoại. Kết quả là, các tế bào chứa nanoshell có những biểu hiện hư hỏng vì nhiệt không thể sửa chữa, trong khi các tế bào kiểm chứng vẫn còn nguyên vẹn.

Các nhà khoa học cũng tiêm các nanoshell vào các khối u trên chuột và cho những động vật này tiếp xúc với ánh sáng gần hồng ngoại cường độ yếu. Trong vài phút, các tế bào ung thư đã bị trừ khử bởi nhiệt sinh ra.

Nhóm nghiên cứu cho rằng nếu các kết quả sơ bộ của họ được khẳng định là đúng, thì đây sẽ là kỹ thuật lý tưởng cho việc loại bỏ những khối ung thư nhỏ và nằm sâu trong các mô trọng yếu, như trong não. Cho đến nay, để tiếp cận với loại khối u này, người ta thường phải dùng đến laser hoặc siêu âm. Song, hầu hết các kỹ thuật đó hoặc xâm lấn đến các tế bào lành, hoặc không phân biệt rõ các tế bào lành với tế bào ung thư.

Một phương pháp phổ biến khác là phẫu thuật lại chỉ phát huy hiệu quả đối với các khối u dễ tiếp cận, và nằm trong những vùng mô không quan trọng.

Bích Hạnh (theo ABConline)

45- Chế tạo thành công than nano: Đột phá vào công nghệ cao

30/12/2003

Tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu thuộc khu công nghệ cao TP HCM vừa công bố chế tạo thành công than nano “lỏng”. Đây được xem là một bước đột phá, do trên thế giới chỉ có rất ít nước phát triển chế tạo được loại vật liệu này. Thành công đã mở đường cho Việt Nam tấn công vào thị trường sản xuất vi mạch máy tính và linh kiện bán dẫn.

Thực chất, than nano là các hạt than bụi, than bồ hóng được tách rời thành dạng hạt có kích thước nano (khoảng 25-75 nm, 1 nm bằng 1 phần tỷ mét). Theo ông Khê, tên gọi “lỏng” của vật liệu dùng để chỉ tính chất đặc biệt của nó: khi được đặt trong môi trường điện ly, nó có khả năng lấp đầy chỗ trống trong môi chất - tương tự như tính chất của chất lỏng.

Khác với những nghiên cứu trước đây trên thế giới đi từ công nghệ chân không, sử dụng plasma của khí đồng hành trong công nghiệp khai thác dầu mỏ, tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê cùng các cộng sự đã dùng những nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam như than bùn, than đá, dầu dừa, than xơ dừa, dầu cặn… Do vậy theo nhóm nghiên cứu, giá thành phẩm ống nano sản xuất từ than nano “lỏng” sẽ rẻ hơn khoảng 7-10 lần so với sản phẩm đang được sản xuất trên thế giới từ plasma (hiện có giá 350 USD/g). 

Việc triển khai nghiên cứu quy trình chế tạo than nano “lỏng” bằng nguyên liệu trong nước được bắt đầu từ tháng 7/2003. Hiện nay, ông Khê đang xúc tiến việc đăng ký bản quyền sở hữu ứng dụng phát minh quốc tế về các ứng dụng của than này trong lĩnh vực công nghệ thông tin và bán dẫn.

Một ứng dụng quan trọng của than nano “lỏng” là dùng để chế tạo ra các ống than nano (carbon nano tube). Công nghệ này đã được biết trên thế giới từ năm 1991 do nhà vật lý Nhật Bản Ijima. Đây là các loại ống dẫn bằng carbon có đường kính rất nhỏ (chỉ vài phần triệu mm). Việc sử dụng carbon nano tube thay cho dây kim loại cho phép nhà sản xuất tạo ra chip nhỏ hơn, tốc độ cao và giá rẻ hơn.

Gần đây, các nhà khoa học trên thế giới cũng khám phá ra rằng có hiện tượng phát sáng tuỳ theo cách định hướng của ống than trong quy trình chế tạo. Khám phá này đã thu hút hướng nghiên cứu áp dụng vào công nghệ màn hình phẳng (field emission display).

Trong công nghệ bán dẫn, việc ứng dụng ống than nano hứa hẹn khả năng thay đổi năng lượng của vùng cấm (band gap energy) và các hiện tượng tunneling xảy ra giữa ống than nano và môi chất trung gian, từ đó đưa đến những cuộc cách mạng khoa học trong công nghệ bán dẫn.

Hiện nay, việc nghiên cứu ứng dụng của ống than nano vẫn còn giới hạn bởi giá thành sản phẩm cao. Chính vì vậy, phát minh của Tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê là một bước đột phá mới, đưa Việt Nam đi tắt đón đầu những xuất phát của công nghệ cao.

Thế Tài

46- Mực phát sáng tạo cảm hứng cho công nghệ nano

10/1/2004

Một con mực toả sáng như một ngọn đuốc có thể dẫn tới sự phát minh những công cụ quang học. Tia sáng toả ra từ bụng có thể giúp con vật tìm kiếm thức ăn và bảo vệ nó khỏi kẻ săn mồi, bằng cách giảm cái bóng dễ nhận thấy ở dưới đáy biển.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Hawaii, Mỹ, đã nghiên cứu loài mực đuôi cộc Euprymna scolopes ở Hawaii và nhận thấy nguồn tạo sáng của loài sinh vật này là từ những con vi khuẩn phát sáng sống trong cơ thể. Nhưng tia sáng thì được phát ra ngoài bởi những cụm đĩa phản chiếu bao quanh cơ thể loài mực.

Hầu hết cơ quan phản xạ ánh sáng của động vật được làm từ thuỷ tinh, song những đĩa phản chiếu màu bạc của mực đuôi cộc lại được tạo ra từ một loại protein khác lạ (gọi là Reflectin). Loại protein này có hỗn hợp axit amin chỉ có riêng ở động vật thần mềm - gồm mực, bạch tuộc...

Các nhà nghiên cứu cho rằng cấu trúc của những đĩa phản chiếu đó có thể tạo cảm hứng cho những nhà thiết kế công nghệ nano để tạo ra những thiết bị quang học kiểu mới.

(Theo Tuổi Trẻ)