Giáo án điện tử sinh học: Sinh học lớp 12-NaNo tế bào

I. Khái niệm công nghệ nano-Công nghệ nano là một lĩnh vực nghiên cứu vật chất ở kích thước nanomét, với 1nanomét (nm) = 10-9m, tức bằng một phần tỷ của mét. Ở kích thước này, vật chất có những tính chất rất mới lạ, tạo ra những ứng dụng thiết thực và độc đáo.-Từ “nano” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “lùn”. Một sợi tóc của con người xấp xỉ khoảng 80.000 nm và một tế bào hồng cầu xấp xỉ khoảng 7.000 nm. Các nguyên tử có kích thước nhỏ hơn một nm, trong khi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo án điện tử sinh học: Sinh học lớp 12-NaNo tế bàoC « n g n g h Ö n a n o tÕ b µ o NGUYỄN THỊ HÒA LAN PHAN NGOC BÍCH THỦY ̣ LÊ THỊ KIÊU PHƯỢNG ̀ Phần 1: Mở đầu I. Khái niệm công nghệ nano -Công nghệ nano là một lĩnh vực nghiên cứu vật chấtở kích thước nanomét, với 1nanomét (nm) = 10-9m, tứcbằng một phần tỷ của mét. Ở kích thước này, vật chấtcó những tính chất rất mới lạ, tạo ra những ứng dụngthiết thực và độc đáo. -Từ “nano” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là“lùn”. Một sợi tóc của con người xấp xỉ khoảng 80.000nm và một tế bào hồng cầu xấp xỉ khoảng 7.000 nm. Cácnguyên tử có kích thước nhỏ hơn một nm, trong khi đónhiều phân tử, trong đó có một số protein lại có kíchthước từ một nm trở lên. Phần 1: Mở đầu -Thuật ngữ “công nghệ nano” (được định nghĩa bởi giáosư Norio Taniguchi, ĐHKH Tokyo, 1947): Công nghệ nanovề cơ bản bao gồm quá trình phân tách, đông đặc và biếndạng các vật liệu bằng bởi một nguyên tử hay một phân tử -Công nghệ nano dựa vào các đặc điểm của vật liệu,đặc biệt sự khác nhau về kích thước của một vài trăm hayvài chục nguyên tử. Các phần nano (một cụm các nguyêntử có kích thứơc tính bằng nanomet) rất hữu ích trong cácphản ứng xúc tác. Một vật liệu có thể không có hoạt tínhxúc tác ở kích thước lớn, nhưng có thể trở thành một chấtxúc tác hiệu quả ở kích thước nano. -Vật liệu nano đã ứng dụng ở nhiều lĩnh vựckhác nhau. Chúng được nghiên cứu và ứng dụngtrong y – sinh được gọi là vật liệu sinh học nano Phần 1: Khái niệm II. Phân loại vật liệu nano tế bào 1. Phân loại theo hình dáng của vật liệu • Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều cókích thước nano), ví dụ đám nano, hạt nano. • Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đómột chiều tự do, hai chiều có kích thước nano, vídụ dây nano, ống nano. • Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó haichiều tự do, một chiều có kích thước nano, ví dụmàng mỏng (có chiều dày kích thước nano) Phần 1: Mở đầu Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có mộtphần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấutrúc của nó có nano không chiều, một chiều,hai chiều đan xen lẫn nhau. Cũng theo cách phân loại theo hình dáng củavật liệu, một số người đặt tên số chiều bị giớihạn ở kích thước nano. Nếu như thế thì hạtnano là vật liệu nano 3 chiều, dây nano là vậtliệu nano 2 chiều và màng mỏng là vật liệunano 1 chiều. Cách này ít phổ biến hơn cáchban đầu. Phần 1: Khái niệm 2. Phân loại theo tính chất vật liệu thể hiệnsự khác biệt ở kích thước nano • Vật liệu nano kim loại. • Vật liệu nano bán dẫn. • Vật liệu nano từ tính. • Vật liệu nano sinh học ... v v ... Phần 1: Khái niệm Nhiều khi người ta phối hợp hai cách phânloại với nhau, hoặc phối hợp hai khái niệmnhỏ để tạo ra các khái niệm mới. Ví dụ, đốitượng chính của chúng ta sau đây là hạt nanokim loại trong đó hạt được phân loại theohình dáng, kim loại được phân loại theo tínhchất hoặc vật liệu nano từ tính sinh họctrong đó cả từ tính và sinh học đều là kháiniệm có được khi phân loại theo tính chất.Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO Phạm vi kích thước được các nhà khoa học quantâm nhiều nhất là từ 100 nm trở xuống tới mứcnguyên tử (xấp xỉ khoảng 0,2 nm), bởi vì trongphạm vi kích thước này, vật liệu có thể có nhữngtính chất khác biệt, hoặc những tính chất mạnhhơn so với chính tính chất của chúng ở kích cỡlớn hơn.Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO Hai nguyên nhân chính, dẫn tới những thay đổiở tính chất của vật liệu là do diện tích bề mặtđược tăng lên rất nhiều và xuất hiện các hiệu ứnglượng tử. Diện tích bề mặt (trên đơn vị khối) tănglên, sẽ dẫn tới độ phản ứng hóa học tương ứngtăng lên, làm cho một số vật liệu nano có thểđược sử dụng làm chất xúc tác để làm tăng hiệuquả của các pin nhiên liệu và ắc quy. Khi kíchthước của vật liệu bị giảm xuống tới 10 nm hoặcít hơn, các hiệu ứng lượng tử bắt đầu xuất hiệnvà làm thay đổi các tính chất quang học, từ tính vàđiện của vật liệu. tínhPhần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO 3.1 Phương pháp hóa học Tổng hợp hóa học giúp tạo ra lượng lớn vật liệu nanovới giá thành hợp lý. -Bắt đầu với dung dịch muối và cho thêm hóa chất(như hydroxide)  tạo sản phẩm ở trạng thái siêu bãohòa  quá trình kết tủa xảy ra do sự nhân hóa đồng hoặcdị hợp + Để tạo hạt với phân bố kích thước hẹp, toàn bộquá trình kết tủa phải xảy ra cùng lúc và phải không cósự nhân hóa sau khi đã tạo thành hạt. +Tính chất hạt phần lớn được xác định bởi tốc độphản ứng, tốc độ phản ứng lại bị ảnh hưởng bởi nồngđộ của các chất tham gia phản ứng, nhiệt độ, pH và thứtự chất phản ứng cho vào dung dịch.Phần 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO -Vật liệu nano đa pha khó tạo ra hơn bằngphương pháp hóa học vì mỗi pha cần các điềukiện kế ...