Được nghiên cứu lần đầu tiên trên thế giới vào năm 1959 bởi nhà vật lý học người Mỹ Richard Feynman, song chỉ bắt đầu thu được thành quả trong vòng 2 thập kỷ trở lại đây, công nghệ nano đã tạo ra một cuộc cách mạng đối với khoa học nhân loại. Với rất nhiều triển vọng ứng dụng, những hạt phân tử nano với kích thước bé nhỏ 1nm=10-9m đã mở đường cho một xu hướng phát triển mới của tương lai. Đó là những ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và công nghệ nano được báo trước sẽ là công nghệ của một vài thập kỷ tới.
Sự ra đời của các rôbốt siêu nhỏ trong y học
Công nghệ nano hứa hẹn sẽ mang lại cho y học một bước tiến vượt bậc. Đó là sự ra đời của những rôbốt siêu nhỏ có thể đi sâu vào trong cơ thể, đến từng tế bào để hàn gắn, chữa bệnh cho các mô xương bị gãy và thậm chí là tiêu diệt những virut gây bệnh đang ở trong cơ thể. Các nhà khoa học đã thành công trong việc chế tạo rôbốt siêu nhỏ nhờ công nghệ phân tử nano. Các rôbốt này có tên gọi nanobot có kích thước nhỏ như một phân tử có thể thâm nhập dễ dàng vào các mô cơ, tiếp cận từng tế bào bị bệnh trong cơ thể người bệnh. Nhờ đó, nanobot có thể giúp hàn gắn những thương tổn siêu nhỏ bên trong cơ thể bệnh nhân.
 Cán bộ phòng thí nghiệm công nghệ nano thuộc Đại học Quốc gia TP.HCM làm việc tại phòng chế tạo màng. Ảnh: M.ĐỨC |
Công nghệ nano và triển vọng mang lại nguồn năng lượng sạch
Các nhà khoa học Mỹ đã đưa ra ý tưởng về việc ứng dụng công nghệ nano làm thay đổi vật liệu bằng cách tác động vào nồng độ nguyên tử của chúng. Cách làm này giúp các nhà khoa học tạo ra các pin mặt trời với hiệu quả khai thác năng lượng lớn gấp 5 lần so với loại pin mặt trời truyền thống làm từ silicon hiện nay. Trong khi pin mặt trời truyền thống chỉ thu được khoảng 6% năng lượng mặt trời, thì công nghệ mới cho phép pin mặt trời có thể thu được 30% năng lượng mặt trời.
Ứng dụng trong các xét nghiệm chẩn đoán bệnh
Tại rất nhiều quốc gia đang phát triển, việc thiếu các trang thiết bị xét nghiệm và điều trị bệnh gây ra rất nhiều khó khăn cho các bệnh viện. Tập đoàn Micronics của Mỹ đã ứng dụng công nghệ nano phát triển một bộ test có tên gọi DxBox, có tác dụng như một thiết bị kiểm tra, chỉ có kích cỡ lớn hơn kích cỡ của một tấm card. Trên bề mặt của DxBox có chứa thuốc thử ở dạng khô và một hệ thống các ống dẫn nhỏ tạo từ các phân tử nano. Các bác sĩ có thể tiến hành một thử nghiệm máu đơn giản bằng thiết bị này mà không cần tới hệ thống giữ lạnh để bảo quản thuốc thử mà có thể phát hiện dịch bệnh sốt rét và dịch tả một cách nhanh chóng, dễ dàng; từ đó các bác sĩ có thể đưa ra pháp đồ điều trị bệnh đạt hiệu quả cao và hạn chế được nguy cơ tử vong cao cho bệnh nhân.
Ứng dụng trong làm sạch môi trường
Một trong những ứng dụng của công nghệ nano đó là dùng để chế tạo các thiết bị, chẳng hạn như các lưới lọc nước nano với cấu tạo đủ rộng để cho các phân tử nước đi qua, song cũng đủ hẹp để ngăn chặn các phân tử chất bẩn gây ô nhiễm.
Để lọc nước bị nhiễm bẩn, quá trình ứng dụng công nghệ nano sẽ cần tới các hạt phân tử nano từ – nanomagnets. Ngoài lọc sạch nước, các hạt phân tử nano từ còn có tác dụng giữ lại các phân tử thạch tín – arsenic trong nước, loại bỏ một lượng lớn chất clo, thuỷ ngân và thậm chí là các phân tử phóng xạ radon trong nước (khả năng làm sạch thành phần arsenic của phân tử nano từ có thể lên tới 99%), do đó nước được lọc bằng công nghệ nano còn có thể uống được ngay sau khi lọc. Công nghệ nano ứng dụng trong lọc nước hứa hẹn sẽ mang lại nước sạch cho khoảng 65 triệu người trên khắp thế giới.
Cùng với công nghệ nano, nước và cả không khí còn có thể giảm được nồng độ ô nhiễm một cách đáng kể do tác động của khoáng chất Zeolites, đặc biệt là những ô nhiễm do nhiễm dầu và các nhiên liệu hoá thạch khác.
Ứng dụng trong điều trị ung thư
Các loại hoá chất đang được sử dụng trong hoá trị cho bệnh nhân ung thư hiện nay không chỉ tiêu diệt tế bào ung thư, mà còn gây ảnh hưởng tới cả các tế bào trưởng thành khoẻ mạnh, gây ra đau đớn và tác dụng phụ cho bệnh nhân. Với công nghệ phân tử nano, các bác sĩ tin rằng: Họ có thể kiểm soát quá trình điều trị ung thư, đưa hoá chất vào các khối ung thư một cách chính xác và hạn chế tới mức tối thiểu các tác động của hoá chất lên các tế bào khoẻ mạnh xung quanh. Năm 2006, các nhà khoa học thuộc Trường Đại học tổng hợp Harvard – Mỹ lần đầu tiên thử ứng dụng công nghệ nano để tiêu diệt các tế bào ung thư tiền liệt tuyến mà không gây bất kỳ tổn thương nào lên những mô tế bào khoẻ mạnh lân cận khối u. Trong một nghiên cứu tương tự năm 2010 được tiến hành bởi các nhà khoa học Trường Đại học tổng hợp Johns Hopkins, những bệnh nhân mắc bệnh ung thư vú đã được thử nghiệm phương pháp điều trị ung thư ứng dụng công nghệ nano kết hợp với sóng siêu âm nhằm hướng các phân tử hoá chất khi đi vào khối u ung thư. Cách làm này giúp khoanh vùng ung thư một cách hiệu quả và tiêu diệt chính xác khối u.
Bên cạnh đó, các nanobot cũng được đánh giá cao trong việc điều trị ung thư. Các nanobot có thể mang thuốc đến từng tế bào ung thư trong cơ thể, giúp tiêu diệt chính xác các khối u này.
Minh Ngọc (Theo The Times)