NANO KIM LOẠI LÀ GÌ ?
Hạt nano kim loại là một khái niệm để chỉ các hạt có
kích thước nano được tạo thành từ các kim loại. Người ta biết rằng hạt nano kim
loại như hạt nano vàng, nano bạc được sử dụng từ hàng ngìn năm nay. Nổi tiếng
nhất có thể là chiếc cốc Lycurgus được người La Mã chế tạo vào khoảng thế kỉ thứ
tư trước Công nguyên và hiện nay được trưng bày ở Bảo tàng Anh. Chiếc cốc
đó đổi màu tùy thuộc vào cách người ta nhìn nó. Nó có màu xanh lục khi nhìn ánh
sáng phản xạ trên cốc và có màu đỏ khi nhìn ánh sáng đi từ trong cốc và xuyên qua
thành cốc. Các phép phân tích ngày nay cho thấy trong chiếc cốc đó có các hạt
nano vàng và bạc có kích thước 70 nm và với tỉ phần mol là 14:1. Tuy nhiên, phải
đến năm 1857, khi Michael Faraday nghiên cứu một cách hệ thống các hạt nano vàng
thì các nghiên cứu về phương pháp chế tạo, tính chất và ứng dụng của các hạt
nano kim loại mới thực sự được bắt đầu. Khi nghiên cứu, các nhà khoa học đã thiết
lập các phương pháp chế tạo và hiểu được các tính chất thú vị của hạt nano. Một
trong những tính chất đó là màu sắc của hạt nano phụ thuộc rất nhiều vào kích
thước và hình dạng của chúng. Ví dụ, ánh sáng phản xạ lên bề mặt vàng ở dạng khối
có màu vàng. Tuy nhiên, ánh sáng truyền qua lại có màu xanh nước biển hoặc chuyển
sang màu da cam khi kích thước của hạt thay đổi. Hiện tượng thay đổi màu sắc
như vậy là do một hiệu ứng gọi là cộng hưởng plasmon bề mặt. Chỉ có các hạt
nano kim loại, trong đó các điện tử tự do mới có hấp thụ ở vùng ánh sáng khả kiến
làm cho chúng có hiện tượng quang học thú vị như trên.
ỨNG DỤNG CỦA
HẠT NANO KIM LOẠI
Các ứng dụng đều liên quan đến những tính chất khác
biệt của hạt nano. Những ứng dụng đầu tiên như chúng ta
đã biết là liên quan đến tính chất quang của chúng. Người ta
trộn hạt nano vàng, bạc vào thủy tinh để chúng có các màu sắc
khác nhau. Gần đây người ta đã phát hiện ra rất nhiều ứng
dụng khả dĩ của hạt nano vàng để tiêu diệt tế bào ung thư .
Trong đó, hạt nano vàng được kích thích bằng ánh sáng laser
xung, do hiện tượng hấp thụ cộng hưởng Plasmon mà hạt nano
dao động trở nên nóng bỏng, có khi lên đến nhiệt độ cao
hơn nhiệt độ nóng chảy của vàng. Quá trình tăng nhiệt này gây
ra một sóng xung kích (shock wave) tiêu diệt tế bào ung thư
trong đường kính hàng mm. Hạt nano vàng bọc bởi các nguyên
tử Gd (có mô men từ nguyên tử lớn nhất) còn được dùng để
làm tăng độ tương phản trong cộng hưởng từ hạt nhân
(MRI) .Rất gần đây, người ta còn tạo ra nguyên tử nhân tạo
từ hai hạt nano vàng mở ra khả năng ứng dụng lớn trong tương
lai.
Những năm gần đây, việc gia tăng vi khuẩn siêu kháng thuốc
kháng sinh, các loại nấm gây bệnh thiếu thuốc đặc trị, thì việc nghiên cứu, chế
tạo sản phẩm chứa nano bạc để tiêu diệt chúng là hướng đi mới và cấp thiết.
