Công nghệ nanô và vật liệu nanô từ nghiên cứu đến thị trờng GS. TS. Phan Hồng Khôi 1,2 1. Viện Khoa học Vật liệu,Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2. Trờng Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Hà nội 6 - 2006 1 Mục lục Trang I. Mở đầu 3 II. KHNN và CNNN là gì? 3 III. Nội dung của KHNN & CNNN 5 IV. Sản phẩm của CNNN và thị trờng 5 V. Tình hình nghiên cứu và phát triển CNNN trên thế giới 15 5.1. Khu vực châu á Thái Bình Dơng 17 5.1.1.Chính sách phát triển CNNN của các nớc APEC 18 5.1.2. Các nỗ lực thơng mại hoá CNNN ở khu vực châu á Thái Bình Dơng 21 5.1.3. Đầu t cho CNNN của khu vực t nhân ở khu vực châu á Thái Bình Dơng 22 5.1.4. Chính sách và Chơng trình CNNN ở một số nớc châu á 23 5.2. Chính sách phát triển CNNN của các nớc Châu Âu 30 5.3. Chính sách phát triển CNNN của Mỹ 34 5.4. Nhận xét 37 VI. Các hớng u tiên của CNNN ở các nớc đang phát triển 38 VII. Các đề xuất 40 VIII. Tình hình nghiên cứu CNNN ở Việt nam 42 IX. Kết luận 44 Tài liệu tham khảo 46 2 I. Mở đầu Trong thời gian gần đây nhiều nhà hoạch định chính sách trên thế giới , kể cả Tổng thống của một số cờng quốc công nghiệp đã quan tâm và thúc đẩy việc phát triển Khoa học Nanô và Công nghệ Nanô (KHNN&CNNN). Nhiều chính phủ và tập đoàn kinh tế lớn đã đầu t cho KHNN&CNNN. Nhiều công trình khoa học, nhiều bằng phát minh và sáng chế về KHNN&CNNN đã đợc công bố. Nhiều sản phẩm của CNNN, đặc biệt là các loại Vật liệu Nanô (VLNN) đã xuất hiện và đang đợc sử dụng ngày càng nhiều trong hầu hết các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, y tế, bảo vệ môi trờng, an ninh quốc phòng và đời sống. ở Việt nam, các nhà khoa học ở một số viện nghiên cứu, trờng đại học cũng đã bắt đầu tiếp cận với KHNN&CNNN trên cả hai bình diện: lý thuyết và thực nghiệm. Một vài công ty thơng mại ở trong nớc cũng đã nhập khẩu một số sản phẩm CNNN của nớc ngoài, Vấn đề đặt ra cho chúng ta là cần tìm hiểu xem KHNN&CNNN là gì và khoa học, công nghệ đó, hôm nay hoặc ngày mai cho chúng ta cái gì? Công nghệ đó là hiện thực không? và một điều quan trọng nữa là, chúng ta cần làm gì để tiếp cận với KHNN& CNNN? Trớc hết chúng ta tìm hiểu khái niệm về KHNN&CNNN và tiến tới một định nghĩa về khoa học và công nghệ này. II. Khnn & CnNN là gì? KHNN&CNNN là một lĩnh vực khoa học và công nghệ (KH&CN) mới, hiện đại và liên ngành, có thể hiểu dới các góc độ chuyên môn khác nhau. Các nhà chuyên môn đã cố gắng đa ra nhiều cách diễn đạt ngắn và súc tích, gần với một định nghĩa: KHNN&CNNN, hiểu một cách tổng quát là khoa học và công nghệ nhằm tạo ra các vật liệu, linh kiện và hệ thống có các tính chất mới, nổi trội nhờ vào kích thớc nanomét (10 -9 m), đồng thời điều khiển đợc các tính chất và chức năng của chúng ở kích thớc nanô. Nhiều định nghĩa khác về KHNN&CNNN cũng thể hiện nội dung đó. Nh vậy KHNN&CNNN là KH&CN của những kích thớc nhỏ, bao gồm vật liệu, linh kiện, thiết bị hoặc hệ thống. KHNN&CNNN bao gồm nhiều vấn đề của vật lý, hoá học, toán học, y-sinh học và các ngành KH&CN khác. Dới đây bản chất và thực trạng của KHNN&CNNN sẽ đợc trình bày một cách tóm tắt. Nhân tố trung tâm của KHNN&CNNN là kích thớc: Khi kích thớc giảm tới mức nanô mét thì các hiệu ứng lợng tử xuất hiện, nhờ vậy có thể thay đổi các 3 đặc trng của vật liệu nh mầu sắc, nhiệt độ nóng chảy, các tính chất nhiệt, từ, điện, quang mà không cần thay đổi thành phần hoá học. Điều đó dẫn tới xuất hiện các tính chất mới, các sản phẩm mới không hề có trớc đây. Khi kích thớc giảm, tỷ số giữa bề mặt và thể tích tăng mạnh, hiệu ứng bề mặt chiếm u thế là điều kiện lý tởng cho các vật liệu tổ hợp nanô (nanocomposite), các tơng tác hoá học, xúc tác, các vật liệu dự trữ năng lợng, các thuốc chữa bệnh thể hiện tính chất đặc thù hoặc tăng khả năng hoạt động. Đồng thời khi hiệu suất làm việc của các vật liệu cao lên thì lợng vật liệu sử dụng sẽ nhỏ hơn và lợng chất thải ít đi. Các linh kiện và hệ thống cơ - quang - điện tử nanô rất nhỏ, mật độ linh kiện cao, quãng đờng hoạt động của điện tử nhỏ, tốc độ nhanh hơn và năng lợng tiêu hao ít hơn. Vì vậy KHNN&CNNN cũng là KH&CN thân thiện với môi trờng. Cấu trúc kích thớc nanô là đặc điểm của cấu trúc sinh học, hơn thế nữa các cơ thể sống xây dựng cấu trúc này bằng phơng pháp tự lắp ghép. Các thông tin, tín hiệu cho quá trình lắp ghép nằm trên bề mặt các cấu tử nanô. Các sản phẩm của CNNN với mật độ cao, gần với cấu trúc sinh học, vì vậy sự kết hợp giữa Công nghệ Sinh học và CNNN tạo ra các nội dung mới cho khoa học công nghệ, đấy là Sinh học Nanô. Tóm lại, VLNN với kích thớc từ dới nanô tới vài chục nanô mét có các tính chất riêng, khác hẳn với tính chất của từng nguyên tử riêng biệt và đồng thời cũng khác so với vật liệu khối. Nh vậy có thể đa ra thêm một "chiều" nữa cho bảng tuần hoàn các nguyên tố: đó là số lợng nguyên tử N trong cấu trúc vật chất. Rất nhiều các tính chất nh cơ học, điện, từ học, quang học, hoá học thay đổi đột biến khi số lợng nguyên tử N hạn chế trong phạm vi vài trăm, thậm chí vài nghìn nguyên tử. Nh vậy, ngoài nguyên tử A và số điện tử hoá trị n, số N cũng trở thành một đại lợng qui định tính chất của vật chất. KHNN&CNNN hình thành trong quá trình tích luỹ các các thành tựu khoa học công nghệ: Kỹ thuật đầu dò quét nanô mà điển hình là hiển vi lực nguyên tử (AFM), hiển vi tunen (STM), hiển vi quang học trờng gần (NOM), các kỹ thuật khắc điện tử, các VLNN xuất hiện vào cuối những năm 80 của Thế kỷ trớc là những tiền đề quan trọng để hôm nay, ngời ta có thể mạnh dạn nói về một ngành KH&CN mới, hiện đại với những tính chất và chức năng cha từng có và thống nhất bằng kích thớc nanô mét. Chính tính hiện đại với các tính chất mới và tính đa ngành làm cho CNNN đợc coi là một bớc ngoặc trong sự phát triển KH&CN hàng đầu của Thế kỷ 21 này. 4 III. Nội dung của KhNN & CNNN 3.1. Lý thuyết và mô phỏng: Đây là hai công cụ nhằm dự đoán, chỉ ra các tính chất và thiết kế các loại vật liệu và linh kiện nanô. 3.2. VLNN - các tính chất và công nghệ chế tạo: Đây là một tập hợp hết sức đa dạng các loại vật liệu kích thớc nanô và có các tính chất mới do hiệu ứng kích thớc quy định. Đấy là các vật liệu vô cơ hoặc hữu cơ, tinh thể hoặc vô định hình, đơn pha hoặc đa pha. VLNN có các tính chất và khả năng ứng dụng hết sức đa dạng nh: ống nanô cacbon (CNT) vừa có tính chất cơ học siêu bền, vừa có các tính chất dẫn điện, dẫn quang; các chấm lợng tử (QDs) là một bộ phận cấu thành của transito đơn điện tử; các đầu dò nanô (nanotip); Các sợi lợng tử dùng để dẫn các nguyên tử; thuốc viên nanô có khả năng hấp thụ vào cơ thể cao hơn nhiều so với thuốc viên hiện nay Các vật liệu này đợc chế tạo bằng các phơng pháp vật lý, hoá học và sinh học, đợc phân chia thành hai nhóm công nghệ chính là Trên-Xuống (Top-Down) và Dới-Lên (Bottom-Up). 3.3. Linh kiện và thiết bị micrô-nanô: VLNN có thể dùng trực tiếp nh chất xúc tác, chất hấp phụ và cũng có thể là một phần cấu thành trong các linh kiện điện tử, quang tử nh tranzito đơn điện tử (SET) chế tạo trên cơ sở chấm lợng tử (QDs), lu trữ thông tin trên cơ sở hiệu ứng từ trở khổng lồ (GMR). 3.4. Các phơng tiện để chế tạo và quan sát cấu trúc nanô: Việc chế tạo ra các linh kiện nanô đòi hỏi nhiều công cụ tinh vi nh: + Kính hiển vi quang học trờng gần (NOM) có độ phân giải nanô do loại trừ đợc hiệu ứng giao thoa và có khả năng phân cực các nguyên tử và đã trở thành một công cụ dùng để quan sát cấu trúc nanô, đồng thời dùng để dẫn các nguyên tử trong quá trình cấy ghép nguyên tử cũng nh dùng để thực hiện kỹ thuật khắc với độ phân giải nanô. + Kỹ thuật khắc nanô không dùng ánh sáng (Nano Lithography) cũng là một công cụ không thể thiếu để chế tạo các linh kiện điện tử - quang tử nanô. + Các công cụ quét đầu dò nanô (SPM) dựa trên các hiệu ứng lực, từ, điện, nhiệt, quang, hoá là những công cụ cho phép quan sát và nhận biết ở qui mô dới nanô không chỉ hình thái vật chất mà còn thành phần, nhiệt độ, các quá trình vật lý - hoá học - hoá sinh xảy ra trong các tế bào hoặc trong các chấm lợng tử. IV. sản phẩm của CNNN và thị trờng CNNN còn tìm đợc nhiều ứng dụng rất có hiệu quả trong công nghệ hoá học, công nghệ năng lợng, công nghệ sinh học công nghệ xử lý môi trờng. 5 Đây là một lĩnh vực công nghệ mới, đợc hầu hết các nớc trên thế giới xếp vào lĩnh vực KH&CN u tiên hàng đầu. KHNN&CNNN đã và đang đợc ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực nh trong Công nghiệp Điện tử - Quang điện tử (transito một điện tử, lade chấm lợng tử, các bộ vi xử lý tốc độ siêu nhanh, các bộ hiển thị và các linh kiện cảm biến có cấu trúc nanô, ); trong Công nghiệp hoá học (xúc tác, chất mầu, mực in, ); trong Công nghệ năng lợng (vật liệu tích trữ năng lợng, pin hydro, pin Li, pin mặt trời Gratzel, ); Trong Y- Sinh học và Nông nghiệp (thuốc chữa bệnh, mô nhân tạo, các phơng tiện chẩn đoán, điều trị và quan sát các quá trình sinh hoá qui mô tế bào, ); Trong Hàng không - Vũ trụ - Quân sự (vật liệu siêu bền, siêu nhẹ, chịu nhiệt, chịu bức xạ, sensơ nhạy khí, sensơ sinh học, pin năng lợng, ); trong Công nghệ xử lý môi trờng (vật liệu khử độc, VLNN xốp dùng để lọc nớc, lọc bụi, giảm chất thải công nghiệp và giảm tiêu hao năng lợng). Phân bố thị trờng các sản phẩm của CNNN trong năm 2001 so với năm 1996 nh sau (Bảng1): Bảng 1. Thị trờng thế giới về vật liệu nano (triệu USD) N o Loại vật liệu Năm 1996 Năm 2001 1 Gốm 5.912 8.811 2 Sơn phủ 2.103 8.811 3 Chất màu, thuốc nhuộm 568 1.137 4 Năng lợng mặt trời 454 795 5 Mỹ phẩm chống rám nắng da 227 284 6 Polyme và compozit - 1.023 Tổng cộng: 9.266 20.864 Nhiều sản phẩm của CNNN dới dạng vật liệu, linh kiện có các chức năng mới đã và đang đợc ứng dụng và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Chỉ riêng bộ nhớ từ trở khổng lồ (GMR) đợc dùng thay thế các đĩa cứng truyền thống đã mang lợi nhuận nhiều chục tỉ đôla Mỹ trong vài năm gần đây. Chất xúc tác Zeolite ZSM-5 đợc dùng rộng rãi trong công nghệ hoá dầu, vật liệu xốp nano MCM-41 dùng trong công nghệ xử lý môi trờng cũng đã mang lại lợi ích kinh tế lớn không kém (xem giản đồ dới đây). Từ giản đồ có thể nhận thấy hiện tại VLNN chiếm tỉ phần ứng dụng cao nhất (40%). 6 Hình 1. Tỷ lệ các lĩnh vực ứng dụng CNNN Từ giản đồ trên có thể nhận thấy hiện tại VLNN chiếm tỉ lệ ứng dụng cao nhất (40%). Trung Quốc là một nớc rất quan tâm phát triển nghiên cứu và ứng dụng KHNN&CNNN. Phần các sản phẩm chế tạo từ VLNN phân theo các lĩnh vực ứng dụng tại Trung Quốc đợc trình bày trên hình 2. Hình 2: Phần các sản phẩm chế tạo từ VLNN theo các lĩnh vực ứng dụng và số lợng các công ty sản xuất các VLNN ở Trung Quốc (thống kê năm 2004)[4] Một số dự đoán về hiệu quả kinh tế của một số lĩnh vực CNNN mang lại trong vòng 10-15 năm tới: + Ngành Điện tử: CNNN sẽ đem lại lợi nhuận hàng năm khoảng 300 tỉ USD. + Ngành dợc phẩm: khoảng một nửa các sản phẩm dợc sẽ đợc sản xuất trên cơ sở CNNN đem lại lợi nhuận hàng năm khoảng 180 tỉ USD. 7 + Ngành Hoá học: Xúc tác có cấu trúc nanô đợc ứng dụng trong công nghiệp dầu khí và hoá học sẽ đem lại lợi nhuận hàng năm khoảng 100 tỉ USD. + Môi trờng: dự đoán nếu áp dụng CNNN ở tất cả các lĩnh vực sẽ giảm tiêu hao năng lợng hơn 10%, tức là tiết kiệm khoảng 100 tỉ USD hàng năm, đồng thời sẽ giảm tơng đơng 200 triệu tấn khí cacbon đioxit phát xạ. + Riêng trong lĩnh quốc phòng, KHNN & CNNN cũng đã và đang tìm thấy những ứng dụng hết sức đa dạng: Từ những quân trang chống đạn đến các màng hình phẳng cho tới các loại băng vết thơng. Các VLNN đã thâm nhập vào rất nhiều lĩnh vực phục vụ quốc phòng. Hãy thử hình dung tác động tâm lý lên tinh thần đối phơng sẽ kinh khủng tới mức nào nếu nh ngời lính có thể chống đợc đạn bằng những chiến bào nhẹ nh lông và có thể nhảy qua một bức tờng cao tới 6m nhờ năng lợng đã đợc tích trữ ở đế giầy - đó là lời của Thomas L. Magnanti, giáo s thuộc Viện Công nghệ Massachusettes (MIT Hoa Kỳ) khi mô tả những tính năng kỳ diệu của các VLNN [2]. Thực tế, quân đội Mỹ vừa mới rót thêm 50 triệu USD cho MIT một trong những trờng đại học hàng đầu của Mỹ, để thành lập một cơ sở nghiên cứu mới chuyên nghiên cứu các CNNN dùng cho quân đội với nhiệm vụ là trong vòng 5 năm tới, phải tạo ra đợc trang bị cho có tính chất cách mạng cho lính Mỹ. Những mục tiêu cụ thể: ngụy trang, chống đạn, phát hiện kịp thời và bảo vệ chống lại những cuộc tấn công bằng vũ khí hoá học, sinh học. Tất cả chỉ với một trang bị nặng 2 kg thay vì 6 kg hiện nay. Các nhà nghiên cứu của MIT đã đa ra những ý tởng ứng dụng các VLNN rất độc đáo. Chẳng hạn, để chống lại sự tấn công bằng vũ khí sinh học (nh vi trùng gây bệnh đậu mùa hoặc bệnh than), họ đã đa ra ý tởng phủ quần áo chiến đấu của binh lính một lớp mỏng bán thấm, có những lỗ nhỏ kích thớc cỡ phân tử, chỉ cho phép không khí và nớc đi qua, còn các tác nhân hoá học hay sinh học gây độc thì bị giữ lại. Ngoài ra, còn đ ợc gắn một dụng cụ báo động sinh học với ngỡng rất thấp. Nguyên lý hoạt động nh sau: các hạt vàng kim loại có kích thớc nanô trong dung dịch đợc liên kết với nhau bằng những chuỗi ADN đợc mã hoá đặc biệt để nhận dạng ra các ADN của các tác nhân sinh học độc hại. Khi tiếp xúc với một lợng cực nhỏ các tác nhân sinh học lạ, ADN lập tức sẽ thay đổi cấu trúc và các tính chất quang học của các hạt nanô vàng cũng thay đổi theo, điều này sẽ làm cho màu của dụng cụ thay đổi. Thậm chí cũng có những ý tởng về việc sử dụng các VLNN để làm ngụy trang: các hạt nanô đợc đa vào trong vải sẽ phản ứng với ánh sáng và tái tạo ra màu sắc của môi trờng xung quanh, cho phép những ngời lính hoà lẫn vào quang cảnh của địa hình. 8 Để bảo vệ mắt trớc các tia lade cực mạnh, ngời ta đa ra ý tởng: các con quay có kích thớc phân tử quay liên tục theo ba chiều có thể chặn đợc các tia lade cờng độ cao. Khi đợc lắp trên kính bảo vệ, những con quay này có thể cứu những ngời lính khỏi bị mù dới tác dụng của súng lade. Ngoài chuyện có thể cung cấp thuốc men theo yêu cầu, những thiết bị cực nhỏ lắp trong các quân phục, khi tiếp xúc với máu, có khả năng làm cho các ống nanô thay đổi cả về hình dạng lẫn kích thớc. Những ống này sẽ co lại tạo ra áp lực lên vết thơng. Còn nếu ngời lính bị gãy xơng thì lớp lót của áo (hoặc quần) sẽ hoá rắn giống nh là bó bột, tạm thời cố định xơng gãy trớc khi ngời lính đợc chuyển đến khu vực điều trị. Dới đây là những ứng dụng cụ thể của VLNN đã đợc đa vào thực tiễn: + Các tủ kính, kính kỵ nớc, tự làm sạch dùng trong các ngành xây dựng, chế tạo ôtô, máy bay, và các phơng tiện giao thông khác, v.v đợc phủ các hạt titan oxit nanô có khả năng chống bám dính nớc, chống mốc, diệt khuẩn nhờ hiệu ứng quang điện hoá; + Màn hình phẳng, mỏng, nhẹ, kích thớc lớn, có độ nét cao và độ sáng cao, chế tạo từ ống nanô cacbon đang đợc nhiều hãng nổi tiếng trên thế giới nh Motorola (Mỹ), Mitshubishi (Nhật Bản), Samsung (Hàn Quốc) hoàn thiện để sản xuất hàng loạt và đa ra bán trên thị trờng trong một vài năm tới. Theo thông báo của Hãng Môtorola, trong vài năm tới hãng sẽ bán màn hình phẳng ống nanô cacbon 44 inch, chiều dày chỉ có 3,3 mm và với giá thành xuất xởng dự kiến dới 400 USD (Hình 3); Hình 3: Màn hình siêu phẳng 42 inch có chiều dày 3,3 mm do hãng Motorola (Mỹ) chế tạo từ ống nanô với giá sản xuất dự kiến dới 400 USD [3] + Đặc biệt lĩnh vực nano-composit trên cơ sở nano-clay, ống nanô cacbon, bột nanô oxit (TiO 2 , SiO 2 , ZnO, SrO 2 ), bột nanô kim loại, có nhiều tính năng đặc biệt, đã và đang đợc nghiên cứu, sản xuất ngày càng rộng rãi ở trên thế giới. VLNN composit sử dụng trong một số lĩnh vực chuyên dụng nh các chi tiết máy tự bôi trơn (Hình 3), các dụng cụ thể thao cao cấp. Ví dụ, một hãng sản 9 xuất của Bỉ đã chế tạo khung xe đạp đua siêu cứng, siêu nhẹ từ vật liệu composit ống nanô cacbon. Xe đạp có khung với trọng lợng dới 1 kg đã đợc đa vào sử dụng tại cuộc đua xe đạp quốc tế vòng quanh nớc Pháp năm 2005 (Hình 4); Hình4: VLNN composit và một số ứng dụng trong máy bay (mỡ bôi trơn, các chi tiết tự bôi trơn) [4] Hình5: Khung xe đạp chế tạo từ VLNN composit (ống nanô cacbon) siêu cứng, siêu nhẹ (trọng lợng khung <1Kg) [3] + Cao su có pha trộn các VLNN sẽ có các tính năng cơ lý đặc biệt, đợc sử dụng trong các thiết bị đặc chủng và thiết bị quân sự nh bạc tự bôi trơn, cao su dẫn điện, cao su hấp thụ sóng rađa và nhiều ứng dụng mới khácMột ví dụ điển hình về cao su nanô đợc chế tạo từ cao su thiên nhiên tổ hợp với ống nanô cacbon có các tính chất cơ lý hơn hẳn so với cao su thông thờng đã đợc nghiên cứu chế tạo tại Viện Khoa học Vật liệu phối hợp với Viện Hoá học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam. Loại cao su nanô này đã đợc sử dụng để chế tạo các bạc tự bôi trơn trong máy bơm nớc taị nhà máy bơm Hải Dơng (Hình 6 và Bảng 2) [2,5]. Bảng 2: Các tính chất cơ- lý cao su tự nhiên + ống nanô cacbon đợc chế tạo theo phơng pháp cán trộn cơ học(mẫu 2-3) và phơng pháp hỗn hợp (mẫu 4) No Các thông số đo Mẫu 0 Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 1 Độ cứng (ShoreA) 42 54 53 53 56 2 Khối lợng riêng(g/cm 3 ) 0,995 1,019 1,016 1,015 1,016 3 Độ bền kéo đứt (N/cm 2 ) 21,03 47,6 64,15 79,62 89.62 4 Độ dãn dài khi đứt(%) 293,6 226,4 298,4 341,8 384 5 Độ mài mòn Akron (g/l, 61km) 4,5 2,4 1,7 1,3 1,12 6 Độ chịu nhiệt ( 0 C) 200 350 350 350 355 10 [...]... nh sau: + Nghiên cứu cơ bản kết hợp với đào tạo nhân lực thờng đợc thực hiện ở các trờng đại học và các viện nghiên cứu Kinh phí đầu vào chủ yếu từ ngân sách nhà nớc, từ các công ty và từ các hợp đồng nghiên cứu khoa học Sản phẩm đầu ra là: Các bài báo, các bằng sáng chế phát minh và đào tạo nhân lực + Nghiên cứu triển khai chủ yếu thực hiện ở các phòng thí nghiệm, Trung tâm, Xởng nghiên cứu triển... và phát triển các thị trờng thích hợp cho sự tăng trởng công nghiệp Hàn Quốc xác định rõ sự tập trung vào số lợng "các công nghệ cốt lõi" nh Tích phân mức Tera của các thiết bị điện tử Kế hoạch năm 2002 của Hàn Quốc về thực hiện triển khai CNNN đã đợc bắt đầu với hai chơng trình nghiên cứu lĩnh vực mới là "Triển khai các công nghệ Vật liệu có cấu trúc Nanô" và "Triển khai các công 18 nghệ sản xuất và... của các hãng, công ty trên cơ sở tiếp nhận các kết quả nghiên cứu, các bằng sáng chế phát minh Kinh phí đầu vào chủ yếu do các hãng, công ty, xí nghiệp cung cấp Đầu ra là các sản phẩm mới có chất lợng cao, sản xuất ở quy mô pilot ổn định, có khả năng đợc thị trờng chấp nhận và có thể chuyển sang sản xuất công nghiệp ở quy mô lớn theo yêu cầu của thị trờng + Tổ chức sản xuất với quy mô công nghiệp Kinh... độ khoa học và công nghệ, yêu cầu phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng của mỗi nớc 15 Các nớc nh Mỹ, Anh, Pháp, Nhật Bản, Đức và các nớc có nền công nghiệp phát triển, khả năng tài chính lớn, có tiềm lực khoa học và công nghệ cao, có đội ngũ cán bộ KH&CN vững vàng, có đông đảo đội ngũ kỹ s giỏi và công nhân lành nghề, có thể chế và luật lệ khá chặt chẽ đã đầu t cho nghiên cứu, triển khai... chơng trình nghiên cứu trong lĩnh vực về CNNN, chính phủ Hàn Quốc còn tiến hành thực hiện các chơng trình nghiên cứu "Cốt lõi", "Cơ sở", và "Cơ bản"với tổng kinh phí nghiên cứu hàng năm khoảng 20 triệu USD cho giai đoạn 6-9 năm tới Năm 2002, một trung tâm sản xuất nanô đã đợc xây dựng với mục đích chính là sản xuất các thiết bị có kích thớc nanô Trung tâm này đợc đặt tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên... chiến lợc hơn Năm 2003 tổng chi phí công cộng trong khu vực Châu á - Thái Bình Dơng cho CNNN vào khoảng 1,4 tỷ USD (70% trong số đó của Nhật Bản), và đầu t từ khu vực t nhân đang ngày càng tăng Sự nhận thức sâu sắc về tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển CNNN đang ngày càng tăng trong các ngành công nghiệp và thơng mại của khu vực Thơng mại hoá CNNN và Công nghệ Micro đang trở thành vấn đề chủ... nghiên cứu vững chắc cho CNNN và khuyến khích công nghiệp hoá ngành CNNN non trẻ Chính phủ Hàn Quốc còn dành 380 triệu USD (chiếm 19% tổng kinh phí dành cho CNNN) cho "Chơng trình Quốc gia về Công nghiệp hoá Nanô" Ngân sách này bao gồm quỹ nghiên cứu và phát triển trong công nghiệp và quỹ vốn kinh doanh Sáng kiến của Đài Loan về KHNN & CNNN là một kế hoạch 6 năm với tổng kinh phí 620 triệu USD từ 2003-2008... về mặt lý thuyết" và "tạo ra đợc những ứng dụng công nghiệp mang tính sáng tạo" thông qua việc thành lập các cơ sở tiện ích chủ yếu và các chơng trình đào tạo chung Chơng trình xuất sắc về mặt lý thuyết bao gồm các chủ đề: Nghiên cứu cơ bản về các đặc tính vật lý, hoá học, sinh học của các kết cấu nanô; Tổng hợp, lắp ráp, và gia công các VLNN; Nghiên cứu và triển khai các máy dò và các kỹ thuật thao... đẳng trên phơng tiện thông tin đại chúng và trong các trờng đại học; Tăng cờng hợp tác quốc tế và trao đổi chuyên gia; Tuyển chọn các nhân tài từ nớc ngoài, bao gồm cả chuyên gia từ Trung Hoa đại lục và thúc đẩy hợp tác Công nghiệp - Viện Nghiên cứu trong nghiên cứu và trao đổi chuyên gia 19 Các nớc/lãnh thổ khác trong khu vực châu á - Thái Bình Dơng nh úc, Hồng Kông, ấn Độ, NewZealand, Singapore, Malaysia,... vách đơn (Physical Review Letters Volume 95, 23-11, 2005).[9] Hình11: Nghiên cứu tích trữ Hyđro nhằm mục đích dùng làm nguồn năng lợng sạch cho ôtô [9] + Hợp kim nanô Nhờ sự phát triển nhanh của CNNN, vật liệu siêu dẻo chế tạo từ các bột kim loại nanô đã đạt đợc độ dẻo kỷ lục (có thể đạt đến 5100% đối với băng đồng (Cu) chế tạo từ bột đồng nanô (Hình 12), hợp kim nhôm (Al) nanô siêu dẻo (hình 13) Hợp . Công nghệ nanô và vật liệu nanô từ nghiên cứu đến thị trờng GS. TS. Phan Hồng Khôi 1,2 1. Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2. Trờng Đại học Công nghệ, Đại. CNNN và thị trờng CNNN còn tìm đợc nhiều ứng dụng rất có hiệu quả trong công nghệ hoá học, công nghệ năng lợng, công nghệ sinh học công nghệ xử lý môi trờng. 5 Đây là một lĩnh vực công nghệ. dùng rộng rãi trong công nghệ hoá dầu, vật liệu xốp nano MCM-41 dùng trong công nghệ xử lý môi trờng cũng đã mang lại lợi ích kinh tế lớn không kém (xem giản đồ dới đây). Từ giản đồ có thể nhận