Chương 2 vật LIỆU NANO sự PHÁT TRiỂN và TIỀM NĂNG

Ứng dụng rộng lớn là chế tạo các lọai quần áo bơi không dính nước, các lọai vải ứng dụng trong công nghiệp, các lọai bạt phủ mái nhà, và dùng tẩm gỗ cũng như tường nhà...  Công nghệ nan

29/5/2009 2

29/5/2009 3

IBM chip

29/5/2009 4

Quantum dot CdS

Nano Au@SiO2

Nanomaterials

29/5/2009 8

29/5/2009 9

 CNTs have High Electrical Conductivity

 CNTs have Very High Tensile Strength

 CNTs are

Highly Flexible- can be bent considerably without damage

 CNTs are Very Elastic ~18% elongation to failure

 CNTs have High Thermal Conductivity

 CNTs have a Low Thermal Expansion Coefficient

 CNTs are Good Electron Field Emitters

Thermal Conductivity of CNTs

Field Emission of CNTs

Conductive Plastics with CNTs

Energy Storage using CNTs

Conductive Adhesives and Connectors with CNTs

Molecular Electronics based on CNTs

Thermal Materials with CNTs

Structural Composites with CNTs

Fibers and Fabrics with CNTs

Catalyst Supports using CNTs

Biomedical Applications of CNTs

Air and Water Filtration using CNTs

Ceramic Applications with CNTs

Other Applications

  

29/5/2009 12

■Journal of Biomedical

Nanotechnology, Volume

1, Number 1, March 2005 , pp 3-17(15)

29/5/2009 13

In particular, the recent integration of carbon nanotubes into

biological systems has suggested their potential employment in the

delivery of therapeutic molecules, such as drugs, antigens and genes

29/5/2009 14

29/5/2009 15

29/5/2009 16

29/5/2009 17

IDS (Sự phân cực bằng nguồn

một chiều trên các cực G, D,

S của MOSFET)

(Hình chụp mô tả cấu trúc bên trong của một MOSFET; chúng ta thấy rõ sự hình

thành kênh dẫn điện bởi chất bán dẫn Si)

29/5/2009 19

29/5/2009 20

29/5/2009 21

(Hình ảnh mô tả khi các electron và các lổ trống di chuyển ngược

chiều và gặp nhau Sự va chạm làm phát ra tia hồng ngoại IBM)

CNT based Nano electromechanical system (NEMS)

CNT based rotational actuator Conductance changes according to strain

Tunable CNT electromechanical oscillator

Nature 431, 284 (2004)

http://www.fy.chalmers.se/conferences/nt05/talks/NT05SWLee(0701).ppt

29/5/2009 23

29/5/2009 24

29/5/2009 25

29/5/2009 26

29/5/2009 27

29/5/2009 28

29/5/2009 29

Titanium Dioxide

29/5/2009 30

29/5/2009 31

29/5/2009 32

29/5/2009 33

Titanium dioxide

29/5/2009 34

29/5/2009 35

29/5/2009 36

Theo giáo sư Seeger (Đại học Zuerich), vải mới phát minh này có khả năng chống bám nước cao nhất thế giới Qua thí nghiệm kiểm tra, lọai vải này được ngâm trong nước 2 tháng dài và vẫn không bị thấm nước, tức là vẫn hòan tòan khô ráo

Ứng dụng rộng lớn là chế tạo các lọai quần áo bơi không dính nước, các lọai vải ứng dụng trong công nghiệp, các lọai bạt phủ mái nhà, và dùng tẩm gỗ cũng như tường nhà

 Titanium is the most

29/5/2009 38

29/5/2009 39

29/5/2009 40

29/5/2009 41

29/5/2009 42

29/5/2009 43

29/5/2009 44

nanosilver The lens

case is designed so that these particles, which

carry positive charges,

collide with the cells of

microorganisms, which carry negative charges

29/5/2009 46

Gold – 13 clusterHutchinson, U Oregon

Transmission electron micrograph of a 1%

Au/C catalyst (Hughes et al , Nature 437,

1132 (2005)

29/5/2009 47

29/5/2009 48

29/5/2009 49

29/5/2009 50

29/5/2009 51

Nanorice is made of non-conducting iron oxide called hematite that's covered with gold The core size and shell thickness vary slightly but the particles are about 20 times smaller than a red blood cell Image courtesy of Hui Wang, M.S., Rice University

Image of a cancer cell illuminated by

gold nanorods

29/5/2009 52

Nano Gold Anti ageing

29/5/2009 53

Supepararmagnetic nanoparticles

29/5/2009 54

Supepararmagnetic nanoparticles

29/5/2009 55 Khi chưa có chất SP Khi có chất SP

Supepararmagnetic nanoparticles

29/5/2009 56

Supepararmagnetic nanoparticles

Other options for targeting:

1 - Direct injection into tumor site

2 - Coating NMP with antibodies to target tumor

 Công nghệ nano đang thúc đẩy cuộc cách mạng công nghệ mới và dự báo công nghệ này sẽ đem lại 1.000 tỷ USD cho nhân loại vào cuối

thập kỷ này.

800 triệu USD Trên toàn cầu, hơn 3.000 bằng phát minh về công nghệ nano đã được bảo hộ bản quyền hàng năm

công nghệ nano như là ngành công nghiệp mũi nhọn.Các nhà khoa

học Anh và Canada khẳng định sự ứng dụng rộng rãi của công nghệ

nano trong tất cả các lĩnh vực như công nghiệp, điện tử, hóa học,

sinh học, mỹ phẩm, y tế, môi trường…

trong các thiết bị điện tử, các vi mạch silicon… và sẽ trở thành các

mặt hàng thực phẩm hoặc dược phẩm trong tương lai gần Công

nghệ nano sẽ góp phần giải quyết hàng loạt các vấn đề trong đời

sống con người

pháp và quy chế về phát triển và ứng dụng công nghệ nano phục vụ

đời sống con người và ngăn chặn sử dụng công nghệ này vào các

mục đích nguy hiểm đối với con người và môi trường

Theo TTXVN (http://thegioinano.com) 10/2008

 Taại Myỹ, toàn bộạ hoaạt độạng nano đã có sựạ phê chuẩẩn cuẩa Tộẩng thộống Đẩầu tháng 12 năm 2003, Tộẩng thộống Myỹ - Bush đã ký săốc lêạnh Nghiên cựốu và Phát triêẩn cộng nghêạ nano thêố kyẩ 21 Săốc lêạnh này phê chuẩẩn mộạt ngẩn sách 3,7 tiẩ USD cho các chựơng trình nghiên cựốu và phát triêẩn trong bộốn năm đựơạc phộối hơạp giựỹa mộạt sộố cơ quan liên

(thegioinano.com)

 Chiẩ 10 năm nựỹa, ngựơầi ta seỹ “đu” đựơạc trên tựơầng nhựỹng tòa nhà choạc trơầi, hoăạc “năầm” trên trẩần nhà mà khộng biạ té uyạch xuộống sàn Đó là nhơầ nhựỹng bộạ trang phuạc kiêẩu “ngựơầi nhêạn”, ựống duạng

giaẩi thích, các ộống nano carbon seỹ kêốt hơạp 3 thêẩ kêốt dính: sựốc ma sát cuẩa các ộống, sựạ kêốt dính “van der Waals” (theo nguyên tăốc các vẩạt nhoẩ dính vào nhựỹng vẩạt lơốn hơn, làm cho nhựỹng sơại lộng li ti dựơối chẩn con nhêạn hoăạc con tăốc

kè bám dính vào tựơầng thuẩy tinh hay trẩần nhà bê tộng) và sựạ kêốt dính mao dẩỹn (thựơầng thẩốy ơẩ mộạt

ly nựơốc, khi mép nựơốc cao hơn mộạt chút so vơối măạt nựơốc)

 Giáo sư Pugno vừa giới thiệu công nghệ này trên Tạp chí Vật

lý của Viện Vật lý Ông nói, một mặt phẳng có những ống nano carbon thì có sức kết dính lớn hơn chân con nhện hoặc con tắc kè đến 200 lần Giáo sư Pugno vừa giới thiệu công nghệ này trên Tạp chí Vật lý của Viện Vật lý Ông nói, một mặt phẳng

có những ống nano carbon thì có sức kết dính lớn hơn chân con nhện hoặc con tắc kè đến 200 lần Ông cho rằng sẽ sớm chứng kiến cảnh người ta leo trèo bên ngoài tòa nhà chọc trời Empire State Building ở New York (Mỹ) chỉ nhờ đôi giày và găng tay có dán “keo dính” Ông dự đoán, bộ trang phục này

sẽ được sản xuất từ năm 2017 Hiện nhóm nghiên cứu của ông đang thử thiết kế kiểu trang phục này, vừa có thể giúp người ta leo trèo như nhện, vừa có thể giặt sạch được mà không bị mất

độ kết dính (thegioinano.com)

29/5/2009 62

Intel vừa hoàn thiện công nghệ xử lý 90 nanomet (nm - 1 phần tỷ mét) Hãng cũng có

kế hoạch thu nhỏ cổng transistor xuống còn

10 nm vào năm 2011 Tuy nhiên, vào năm

2013, Intel cũng như tất cả các hãng sản xuất chip khác sẽ cần những chất liệu mới để có thể duy trì định luật Moore - tăng gấp đôi số lượng transitor gắn trên cùng một thể tích silicon theo từng chu kỳ 2 năm

Hãng sản xuất chip lớn nhất thế giới vừa công bố định hướng phát

triển tới năm 2020, với trọng tâm đặt vào những chất liệu mới như ống

carbon nano và dây dẫn nano cùng các kỹ thuật mang tính cách tân để

đưa transistor xuống tầm nguyên tử

29/5/2009 63

Tiến sỹ Kostya Novoselov và giáo sư Andre Geim đến từ trường Vật lý và Vũ trụ tại Đại học Manchester đã tiến hành nghiên cứu về khả năng ứng dụng của Graphene trong các thiết bị điện tử và là những người đầu tiên tách rời các chất khác ra khỏi Graphite Tiến sỹ Novoselov

cho biết graphene là một chất dẫn

tuyệt vời, khiến cho nó trở thành một

nguyên liệu tuyệt vời để ứng dụng vào

sản xuất chip “Grapeme tỏ ra vượt trội

hơn so với silicon về cường độ hoạt động

và có thể so sánh với nguyên liệu tốt nhất hiện nay Chúng tôi tin rằng chúng tôi có thể khiển cho việc truyền điện nhanh hơn gấp 10 lần.”

Không giống như Silicon, bóng bán dẫn Graphene càng nhỏ lại

càng hoạt động tốt hơn.

có đường kính 13 nanomet (tương

đương 100 nguyên tử và nhỏ hơn sợi

đốt truyền thống 100.000 lần).

Ống hình trụ có chứa một màng tổng hợp, có độ dày khoảng 100 nanomét Hình phóng to cho thấy hình ảnh phóng lớn của màng tổng hợp chứa các phân tử liên kết hữu cơ và các lỗ nhỏ Chỉ có các phân tử nước mới thoát ra khỏi màng lọc từ phía bên trái của màng lọc

29/5/2009 65

29/5/2009 66

29/5/2009 67

Viện sĩ Nguyễn Văn Hiệu: "Hiện nay Việt Nam đi quá chậm trong lĩnh vực nghiên cứu công nghệ nano’’

(Hội thảo ASEAN về công nghệ

nano-2008)

29/5/2009 68

Một trong những nhiệm vụ của các nghiên cứu về CNTs hiện nay là tổng hợp vật liệu với số lượng lớn, độ sạch cao và giá thành rẻ Chúng tôi đã phát triển phương pháp CVD và đã có kết quả tạo được những vật liệu ban đầu đáp ứng được mục tiêu trên

“Hiện tại, tiềm năng ứng dụng CNTs để biến thành “Củ khoai, củ sắn” rất khó khăn”, TS Minh bộc bạch Theo anh, các

doanh nghiệp, khu công nghiệp chưa có thói quen và nhu cầu bắt tay với các phòng thí nghiệm nên có nhiều nghiên cứu với khả năng ứng dụng cao vẫn

“đắp chiếu”, và những vật liệu CNTs sản

xuất trong quy mô phòng thí nghiệm vẫn chỉ là tiềm năng

TS.Phan Ngọc Minh, Viện Khoa học

Vật liệu, Viện KH&CN VN

29/5/2009 69

<2O

32,5O

Dioxid titanium

Furasium oxysporum

B.licheformic

B.subyilis

MICROWAVE-ASSISTED POLYOL METHOD

VERY PURE

AgNO 3

Ag2C2 O4

Mechanism of nano silver nanoparticles biosynthesis

EXTRACELLULAR BIOSYNTHESIS OF SILVER NANOPARTICLES USING

BIOMASS OF BACTERIA Bacillus Subtilis

Figure 2: UV-Vis spectra of silver nanoparticles with different concentrations of AgNO 3

Control

Nano

Ag

The silver hydrosol biosynthesized by B.Subtilis

440nm (silver nanoparticles)

Processding of IWNA 2009, Vung Tau, Vietnam

The suitable time of biosynthesis reaction: 4 days

The suitable conc.of AgNO3 : 2mM

Figure 4: UV-Vis spectra of silver nanoparicles

with different times

EXTRACELLULAR BIOSYNTHESIS OF SILVER NANOPARTICLES USING

BIOMASS OF BACTERIA Bacillus Subtilis

Figure 5: UV-Vis spectra of silver nanoparticles with different concentrations of AgNO 3

Processding of IWNA 2009, Vung Tau, Vietnam

Image and particles size histogram of synthesized silver nanoparticles

EXTRACELLULAR BIOSYNTHESIS OF SILVER NANOPARTICLES USING

BIOMASS OF BACTERIA Bacillus Subtilis

Processding of IWNA 2009, Vung Tau, Vietnam

Precusor: Silver Nitrate

Reductant : Ethylen Glycol / Glycerine

Stabilizer : Polypyrolidone PVP 55.000

PVP 1000000

Microwave-assisted polyol method: fast, facile

Stable in over 1 year

Processding of IWNA 2009, Vung Tau, Vietnam

*Concentration of AgNO3 increased

*Time increased

*Power of MW increased

Red-shiffDiameter is increased

Stable in over 1 year

Precusor :Silver Oxalate

Journal of Physics : Conference Series 187 (2009) 0122078

01-087-0717 (C) - Silver 3C - Ag - WL: 1.5406 - Cubic - a 4.08570 - b 4.08570 - c 4.08570 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fm-3m (225) - 4 - 68.2024 - I/Ic PDF

MAU_Ag2 - File: MAU_Ag2.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 15.000 ° - End: 84.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 15.000 ° - Theta: 7

Silver nanoparticles Colloids with the high purity (no ion Ag+)

405-410nm

Silver Nanoparticles (Colloids) < 5nm

Symposium of Physics and Materials Science, 11/2010, Danang

Nano Ag/Glycerine

Antibacterial effect: E Coli 99,96%

(Cooperation with DOMESCO)

The 5th of Vietnam Conference on Chemical Science –VCCS-5 12/2010

The 5th of Vietnam Conference on Chemical Science –VCCS-5 12/2010

Proposed

Journal of Physics : Conference Series 187 (2009) 0122079Project of Department of Science and

Technology of VNU-HCM city

Sample 2: Coliforms 110 MPN/100ml E.Coli 70 MPN/100ml

E.Coli 0MPN/100ml

No detection of Ag (ICP-AAS)

Journal of Physics : Conference Series 187 (2009) 0122079

Drug Delivery

Nanobiosensor

Detection and treatment of cancer

Precusor: HAuCl4

Reductant : Ethylen Glycol / Glycerine

Stabilizer : Polypyrolidone PVP 55.000

PVP 1000000

Microwave-assited polyol method: fast, facile

Stable in over 1 year

Ethylen Glycol Glycerine

Project of Department of Science and Technology of Binh Duong Province

Cooperation with Binh Duong HospitalProposed

Cooperation with Domesco(Done)

Nanogold Anti-burning Cream

Anti-aging Cream

Cooperation with Domesco(Done)

X-ray constract agent

The 5th of Vietnam Conference on Chemical Science –VCCS-5 12/2010

Water of washing vegetables and fruits – contaminated pesticides

(Done)Proposed

The 5th of Vietnam Conference on Chemical Science –VCCS-5 12/2010

Drug delivery

Function Food