Tài liệu: Công nghệ sinh học nano

Công nghệ nano, đọc là công nghệ nanô, (tiếng Anh: nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu: Công nghệ sinh học nanoCông nghệ nano, đọc là công nghệ nanô, (tiếng Anh: nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đếnviệc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiểnhình dáng, kích thước trên quy mô nanômét (nm, 1 nm = 10-9 m). Ranh giới giữa công nghệ nano và khoahọc nano đôi khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng đều có chung đối tượng là vật liệu nano. Công nghệnano bao gồm các vấn đề chính sau đây: • Cơ sở khoa học nano • Phương pháp quan sát và can thiệp ở qui mô nm • Chế tạo vật liệu nano • Ứng dụng vật liệu nanoKhoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng, sự can thiệp vào các vật liệu với quymô nguyên tử, phân tử và đại phân tử. Quy mô này tương ứng với kích thước vào cỡ vài nanômét chođến vài trăm nanômét. Tại các quy mô đó, tính chất của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại cácquy mô lớn hơn. Quy mô này cũng mang lại tên gọi cho môn khoa học này.Vật liệu nano là loại vật liệu có kích thước cỡ nanômét.Đây là đối tượng nghiên cứu của khoa học nano và công nghệ nano, nó liên kết hai lĩnh vực trên vớinhau. Tính chất của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của chúng, vào cỡ nanômét, đạt tới kíchthước tới hạn của nhiều tính chất hóa lý của vật liệu thông thường. Đây là lý do mang lại tên gọi chovật liệu.Kích thước vật liệu nano trải một khoảng từ vài nm đến vài trăm nm phụ thuộc vào bản chất vật liệu vàtính chất cần nghiên cứu.Phân loại vật liệu nanoVật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nano mét. Về trạng thái của vật liệu,người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng và khí. Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiệnnay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và khí. Về hình dáng vật liệu, người ta phân rathành các loại sau: • Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử), ví dụ, đám nano, hạt nano... • Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện tử được tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù), ví dụ, dây nano, ống nano,... • Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều tự do, ví dụ, màng mỏng,... • Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau.Điện tử (còn gọi là êlectron, được biểu diễn như là e−) là một hạt hạ nguyên tử, hay hạt sơ cấp. Trongnguyên tử êlectron quay xung quanh hạt nhân (bao gồm các proton và neutron) trên quỹ đạo êlectron. Từêlectron bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp ηλεκτρον (phát âm là êlectron) có nghĩa là hổ phách do người Hilạp cổ đại lần đầu tiên quan sát thấy khả năng hút các vật nhỏ (do lực hút tĩnh điện) của một miếng hổphách sau khi được chà xát với lông thú.Các êlectron có điện tích và khi chúng chuyển động sẽ sinh ra dòng điện. Vì các êlectron trong nguyên tửxác định phương thức mà nó tương tác với các nguyên tử khác nên chúng đóng vai trò quan trọng tronghóa học.Màng mỏng (tiếng Anh: Thin film) là một hay nhiều lớp vật liệu được chế tạo sao cho chiều dày nhỏhơn rất nhiều so với các chiều còn lại (chiều rộng và chiều dài). Khái niệm mỏng trong màng mỏngrất đa dạng, có thể chỉ từ vài lớp nguyên tử, đến vài nanomet, hay hàng micromet. Khi chiều dày củamàng mỏng đủ nhỏ so với quãng đường tự do trung bình (mean free path) của điện tử (cỡ 10 đến 100nm) hoặc các chiều dài tương tác thì tính chất của màng mỏng hoàn toàn thay đổi so với tính chất củavật liệu khối.Ảnh chụp cắt ngang màng mỏng đa lớp Si/SiO2/Cu/IrMn/CoFeB/MgO/CoFeB/Ta/Cu/Au được thực hiệntrên kính hiển vi điện tử truyền qua TECNAI T20, các lớp chỉ có chiều dày từ vài nanomet đến vài chụcnanometHiện nay màng mỏng đang là một lĩnh vực nghiên cứu mạnh mẽ của khoa học và công nghệ vật liệu,vật lý chất rắn... với nhiều khả năng ứng dụng to lớn trong đời sống hàng ngày, trong sản xuất...Phân loại vật liệu nanoVật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nano mét. Về trạng thái của vật liệu,người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng và khí. Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiệnnay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và khí. Về hình dáng vật liệu, người ta phân rathành các loại sau: • Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử), ví dụ, đám nano, hạt nano... • Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện tử được tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù), ví dụ, dây nano, ống nano,... • Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều tự do, ví dụ, màng mỏng,... • Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó ch ...