Nano có kích thước rất nhỏ khoảng từ 1 – 100 nanomet
Ba mươi năm đã trôi qua, cuộc cách mạng công nghệ nano vẫn tiếp diễn một cách thầm lặng với nhiều bước đột phá. Về mặt lý thuyết, cơ học lượng tử - bộ môn vật lý của thế giới vi mô - đã khẳng định vai trò độc tôn của mình trong việc giải thích và tiên liệu những hiện tượng nano.
Thêm vào đó, việc triển khai nhiệt động học cổ điển đến các hệ thống vi mô bằng ngôn ngữ của công nghệ nano và công nghệ sinh học là một đề tài quan trọng trong vật lý lý thuyết, không những để giải thích cơ chế và hiệu suất vận hành của các động cơ phân tử nhân tạo mà còn dẫn dắt chúng ta thoát khỏi vòng vô minh để lý giải nguồn cội xuất hiện của sự sống dựa vào các động cơ phân tử sinh học.
Trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản, đã có ba giải Nobel cho nghiên cứu nano và 166.000 bài báo cáo khoa học lẫn đăng ký phát minh, đứng đầu là Trung Quốc, được ghi nhận cho năm 2018. Tổng số các bài báo cáo có thể vượt một triệu trong 30 năm qua. Cuộc cách mạng nano đã có một đóng góp khai sáng vào tri thức của loài người.
Về mặt công nghệ và sản xuất, sự kết hợp của chính sách quản lý khoa học sáng suốt có tầm nhìn xa của chính phủ tại một số nước tiên tiến và số vốn đầu tư kếch sù của các doanh thương đã đẩy mạnh những tiến bộ trong nghiên cứu cơ bản và nhanh chóng thương mại hóa những thành quả trong phòng thí nghiệm tạo ra nhiều sản phẩm.
Tại Mỹ, theo thống kê 1.900 công ty có hoạt động nghiên cứu và triển khai (R&D) công nghệ nano. Chính phủ Trung Quốc đặt công nghệ nano lên hàng quốc sách. Ngày nay, công nghệ nano là một trong nhiều lĩnh vực tiến nhanh nhất với số doanh thu dự đoán sẽ đạt tới $125 tỷ đô la vào năm 2024 gần gấp đôi con số thực của năm 2018.
Thị phần dành cho vật liệu nano cũng gia tăng bởi các ứng dụng mới trong lĩnh vực năng lượng và điện tử. Hạt nano chiếm 85% lượng sản xuất của vật liệu nano. Số lượng sản xuất graphene đang bùng phát do nhu cầu những sản phẩm chứa graphene gia tăng. Hiện nay, graphene chỉ hiện diện trong các sản phẩm công nghệ thấp (low tech).
Nhưng trong vòng vài năm tới, những thành tựu của nghiên cứu cơ bản sẽ chuyển dịch graphene đến sản phẩm công nghệ cao bao gồm pin, tụ điện, linh kiện điện tử, màn hình hiển thị và các bộ cảm biến. Graphene sẽ là một vật liệu đột phá và thay đổi cuộc chơi (game changer). Ống than nano sau một thời gian im tiếng vì những quan ngại độc tính, giờ đây trở lại như một vật liệu gia cường cho các loại nano composit.
Dù có những thành tựu rực rỡ trong khoa học, công nghệ và số doanh thu dồi dào, độc tính của vật liệu nano vẫn là một vấn đề nghiêm trọng, nhiều thử thách và cần thời gian. Sự đa dạng của vật liệu nano và các phản ứng phức tạp đối với tế bào sinh học là hai nguyên nhân chính làm trì trệ việc tìm hiểu thấu đáo độc tính nano...
Bài viết chỉ mang tính tham khảo.
