Tiềm năng khổng lồ của công nghệ nano

Ý tưởng về công nghệ nano được ra đời vào năm 1959 khi nhà vật lý Richard Feynman đưa ra lý thuyết về khả năng khai thác ý tưởng xây dựng vật chất ở tầm nguyên tử và phân tử. Ông đã tưởng tượng và viết thành cuốn bách khoa toàn thư Britannica về lý thuyết “đầu mũi kim”. Tuy nhiên, các thử nghiệm khai thác công nghệ này đã không thành công mãi cho đến năm 1971 khi các nhà khoa học ở công ty máy tính của IBM ở Zurich, Thụy Sĩ lần đầu tiên chế tạo kính hiển vi STM. Sự ra đời của dụng cụ này cho phép chúng ta nhìn thấy những nguyên tử đơn lẻ bằng việc quét với một máy thăm dò cực nhỏ trên bề mặt tinh thể silicon. Vào năm 1990, các nhà khoa học IBM đã phát hiện cách sử dụng STM cho việc chuyển dời các nguyên tử xenon riêng rẽ chung quanh bề mặt niken trong một thí nghiệm tượng trưng. Với một tầm nhìn xa và nguồn cảm hứng thương mại thời kinh tế thị trường, họ đã chuyển đổi thành công 35 nguyên tử đơn lẻ để cuối cùng tạo nên tên tuổi của IBM.

Những tiến bộ vượt bậc

Bắt đầu từ đó, kỹ thuật khai thác nano không ngừng phát triển. Những tiến bộ quan trọng khác cũng lần lượt được ra đời trong năm 1985 khi các nhà hóa học phát hiện cách tạo ra một phân tử có hình dạng quả bóng với 60 nguyên tử carbon, gọi là buckminsterfullerene, cũng được biết với cái tên C60 hay buckyball. Và năm 1991, các trục nguyên tử carbon siêu cứng carbon nanotube đã được tạo ra, nhẹ hơn 6 lần nhưng lại cứng hơn 100 lần so với thép. Cả hai loại vật chất này đều có những ứng dụng hết sức quan trọng như nền tảng cơ sở cho khả năng chế tạo vật chất ở tầm nano. Các ống nanotube đã được dùng để tạo ra các sợi carbon dài và các loại sợi khác cũng như cho việc chế tạo loại nhựa tổng hợp siêu bền, các con chip vi tính, những thiết bị phát hiện hơi độc và hàng loạt vật chất mới khác. Trong tương lai xa, có thể bạn cũng sẽ chứng kiến các thuộc tính siêu bền của nanotube trong việc xây dựng thang máy không gian.

Chỉ mới đây thôi, các nhà khoa học ở lĩnh vực này đã thành công trong việc tạo ra nhiều thành tố và thiết bị khác ở tầm vi mô, gồm: thiết bị bán dẫn tí hon, thiết bị bổ sung lượng tử siêu bán dẫn, bóng đèn nanodiode, bộ phận nhạy nano, thế hệ pít-tông phân tử, tụ điện siêu lượng, động cơ phân tử sinh học hay hóa chất, thiết bị dây chuyền nano, thang máy nano, các nano-robot di chuyển trong ADN, nhiệt kế nano, container nano, thiết bị hóa chất siêu nhỏ, móc khóa nano, nhíp nano, cân nano, bàn tính nano, đàn guitar nano, bút máy nano và thậm chí cả loại bàn là hợp kim cũng được nano-hóa.

Những tiềm năng ứng dụng khổng lồ

Trong thời gian ngắn, những tiến bộ vượt bậc trên nền tảng công nghệ nano cho phép sáng tạo các giải pháp mới để tiêm thuốc vào thủy tinh thể, đưa trực tiếp các “quả bom dược phẩm thông minh” đến các khối u, những viên đạn nano bằng vàng có khả năng tìm và tiêu diệt các khối u, các hạt siêu dược phẩm ức chế không cho các tế bào ung thư lấy dinh dưỡng, việc chẩn đoán Alzheimer’s và giám sát sức khỏe cũng như chữa trị bệnh tật sẽ được thực hiện với một thiết bị siêu nhỏ và cũng sẽ được ứng dụng cho việc tạo ra các cơ quan mới từ những mẩu tế bào nhỏ. Và, các nhà sinh hóa hy vọng sẽ triển khai các đội quân virus như những nano-camera để ghi nhận các hình ảnh rõ nét về những gì đang diễn ra bên trong tế bào.

Về công nghệ thông tin, khoa học nano có thể sẽ đưa đến việc chế tạo những microchip mạnh hơn và nhỏ hơn với sức chứa cao hơn và giảm thiểu đáng kể kích cỡ của ổ chứa dữ liệu (đĩa cứng). Một số thử nghiệm mới đây cho thấy khả năng sản xuất những bộ phận siêu nhỏ của máy tính lồng ghép bên trong vi khuẩn. Khả năng xử lý và viết mật mã lượng tử cũng dựa trên những tiến bộ về công nghệ nano...

Chưa hết, thế hệ đèn diode siêu sáng LED có thể sẽ sớm thay thế loại bóng đèn truyền thống, giúp tiết kiệm tối đa năng lượng. Loại bóng LED này được chế tạo bằng chất bán dẫn, được phát triển ngày càng nhiều ở tầm nano.

Về quân sự, công nghệ nano đang được các chính phủ khai thác cho mục tiêu chế tạo trang thiết bị và vũ khí mới siêu nhẹ, quần áo chống đạn có thể được bổ sung khả năng ngụy trang hay thậm chí gia tăng độ cứng cho các thiết bị chống đỡ, các phần tử siêu nhạy nano có khả năng phát hiện các kho vũ khí hóa và sinh học...

Và nguy cơ

Bất chấp những thực tế ứng dụng có tính thương mại khổng lồ, công nghệ nano đang kéo theo những mối quan ngại không nhỏ đối với các nhóm hoạt động môi trường và những người quan tâm. Giới phê bình kêu gọi đình chỉ việc nghiên cứu, vì theo họ chúng ta biết hãy còn quá ít về những hậu quả độc hại của các hạt nano và rằng không có bất cứ quy tắc hay luật lệ nào để kiểm soát chúng. Thế nhưng, những người chủ trương công nghệ nano lại đơn giản coi đó là sự phao tin đồn nhảm và cho rằng đó là sự quan trọng hóa vấn đề mà thôi.

Các nanobot sẽ đảm nhận nhiệm vụ tuần tiễu trong hệ tuần hoàn để phát hiện và tiêu diệt các tác nhân gây bệnh Nhà tương lai học K.Eric Drexler dự đoán, với nguồn lợi khổng lồ từ công nghệ này, giấc mơ về viễn cảnh tương lai có thể sẽ là ác mộng khi năm 1986 ông viết trong cuốn Engines of Creation (Những cỗ máy sáng tạo) rằng “bức tranh tương lai đang dần được phát lộ, nơi mà các nanobot tự tái tạo chạy như một người điên, đồng hóa cuộc sống trên hành tinh và giảm thiểu mọi thứ đến mức... nhầy nhụa (grey-goo)...”. Một vài nghiên cứu thử nghiệm về những tác hại của các hạt nano đối với sức khỏe con người cho thấy sự tập trung cao về nguy cơ các nanotube có thể gây thương tổn cho phổi ở chuột và một số loài gặm nhấm trong phòng thí nghiệm. Năm 2004 Chính phủ Anh cũng cho biết, “nhìn chung công nghệ nano có thể là đại diện cho một số nguy cơ mới trong tương lai” nhưng vẫn ủng hộ các nghiên cứu, đồng thời cũng đề xuất những quy tắc, luật lệ mới cho việc kiểm soát lĩnh vực công nghệ này. Nguồn:www.nld.com.vn ngày 31/5/2005