Các ứng dụng trong công nghệ nano

Nhiều sáng chế nano

Trên thế giới, công nghệ nano được bắt đầu được nghiên cứu tương đối sớm vào những năm 1970, nhưng chỉ thật sự được tập trung chú ý trong hơn 10 năm gần đây. Tuy nhiên sáng chế của các nhà nghiên cứu trên thế giới đạt đỉnh là vào năm 2008 với 4.485 sáng chế trong nhiều lĩnh vực. Nếu nhìn vào số lượng sáng chế, có thể nói thập kỷ 2001-2010 là “thời kỳ nano”- kỹ sư Vũ Thụy Minh Thư, Trung tâm Thông tin KHCN (Sở KH-CN TPHCM), cho biết.

Hiện có rất nhiều doanh nghiệp trong nước sản xuất LED với nhiều kiểu dáng và ứng dụng. Ảnh: T.Ba

Công nghệ nano được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực. Nano trong sản xuất pin mặt trời được bắt đầu nghiên cứu từ năm 2001, có 4 sáng chế và tăng đều đến năm 2009 thì đạt đỉnh là 63 sáng chế. Tuy nhiên, đến năm 2010, chỉ còn 20 sáng chế. Nano trong sản xuất LED: trong 5 năm liền từ đầu năm 1995 mới có 2 sáng chế; cho đến cuối năm 2000 có 11 sáng chế. Từ năm 2005 về sau, số sáng chế về công nghệ nano trong đèn LED có chiều hướng giảm. Năm 2010 số sáng chế đăng ký chỉ còn 27, giảm nhiều so với năm 2009 (97 sáng chế). Trong các lĩnh vực, nano trong vật liệu có tính diệt khuẩn được nghiên cứu khá trễ, bắt đầu nghiên cứu vào cuối những năm 90 của thế kỷ trước, sang đến năm 2001 mới có những bước nghiên cứu nhảy vọt. Cũng từ năm 2001 trở đi, số lượng sáng chế thuộc lĩnh vực nano diệt khuẩn ngày càng tăng và đỉnh điểm là năm 2008 có 58 sáng chế.

Kỹ sư Vũ Thụy Minh Thư cho biết, gần đây việc nghiên cứu liên quan đến nano có vẻ chững lại, một phần vì các sáng chế khá nhiều, phần khác nó đã qua thời kỳ bùng phát. Là nước dẫn đầu về sáng chế sử dụng công nghệ nano, Trung Quốc đã sản xuất  thành công ống nano cacbon, nano diệt khuẩn, vật liệu trong công nghệ nano…. Hàn Quốc đứng thứ 2 về công nghệ nano, và tập trung nhiều sáng chế trong sản xuất pin mặt trời, sản xuất đèn và các linh kiện điện tử sử dụng LED.

Cần gắn kết sản xuất và nghiên cứu

Theo thạc sĩ Phan Thanh Nhật Khoa, Đại học Quốc gia TPHCM, từ năm 2007 đến 2010, phòng thí nghiệm công nghệ nano - Đại học Quốc gia TPHCM đã đi tiên phong nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu chế tạo điôt phát sáng (LED) dùng trong công nghiệp chiếu sáng”. Nhóm nghiên cứu LED của phòng thí nghiệm đã chế tạo cấu trúc bán dẫn phát sáng trên thiết bị MOCVD, đánh giá cấu trúc và tính chất điện - quang của vật liệu, chế tạo thử nghiệm chíp LED ánh sáng xanh dương. Quy trình chế tạo điôt bán dẫn phát sáng bắt đầu từ nguyên liệu đầu vào và kết thúc là sản phẩm chiếu sáng sử dụng bóng LED hoàn chỉnh.

Hiện nay, Phòng Thí nghiệm công nghệ nano Đại học Quốc gia TPHCM đã hoàn toàn làm chủ công nghệ ứng dụng công nghệ nano nghiên cứu điôt phát sáng (LED)… PGS-TS. Đặng Mậu Chiến, Giám đốc Phòng Thí nghiệm công nghệ nano Đại học Quốc gia TPHCM, cho biết: Chúng tôi nghiên cứu, giải mã những công nghệ nhưng việc phát triển công nghệ này thành sản phẩm ứng dụng là một vấn đề khác… Sản phẩm phải có ý tưởng mới chứ nghiên cứu, phát triển rồi sản xuất như các sản phẩm LED hiện nay sẽ khó thành công.

Hiện trong nước có rất nhiều công ty ứng dụng công nghệ nano sản xuất LED, như Công ty Fawoo-Kidi (liên doanh giữa Fawoo Technology - Hàn Quốc (Fawoo) và Công ty cổ phần Tập Đoàn Kim Đỉnh (KIDI) đã đầu tư xây lắp dây chuyền kiểm tra đóng gói chế tạo bóng LED trị giá 12 triệu USD, chuyên sản xuất và phân phối sản phẩm bóng đèn LED tại Việt Nam. Công ty TNHH Công nghệ LED Ánh Sáng Mới (ASAMLED): có 100% vốn đầu tư là của Công ty CP Điện tử Thủ Đức (VTD) đã lắp đặt dây chuyền công nghệ và các thiết bị để sản xuất LED, thực hiện đóng gói bóng LED và sản xuất các sản phẩm LED theo quy mô công nghiệp tại Việt Nam… đã phần nào đó phản ánh xu hướng ứng dụng công nghệ mới vào trong sản xuất tại Việt Nam.

PGS-TS Đặng Mậu Chiến cho biết thêm, hiện nước ta có rất nhiều nghiên cứu, phát triển công các ứng dụng từ công nghệ nano, như công nghệ chế tạo vật liệu nano tự làm sạch và diệt khuẩn trên gạch men; công nghệ tổng hợp hạt nano đồng và chế tạo mực in phun đồng; công nghệ chế tạo sợi nano dùng cho cảm biến sinh học; chế tạo pin năng lượng mặt trời theo công nghệ màng mỏng…

Để phát triển hơn, nhà nước cần có nhiều chính sách đầu tư cho lĩnh vực này, cụ thể là khuyến khích được nhiều công ty tham gia sản xuất. Song song đó rất cần sự gắn kết giữa các nhà sản xuất công nghiệp và các nhà nghiên cứu tại các cơ sở viện, trường… để có được sản phẩm thực tế từ phòng thí nghiệm.