Từ khi trở thành một ngành Khoa học độc lập, Vật lí đã có những tác động mạnh mẽ đến mọi mặt đối với sự phát triển của nền văn minh nhân loại. Trong thế kỷ XXI này các nhà vật lí tập trung nghiên cứu những đối tượng nào sử dụng những công cụ hay mô hình lý thuyết gì để thực hiện những nghiên cứu đó? Ngoài ra những tiến bộ từ việc nghiên cứu Vật lí đã được vận dụng vào thực tế nhưng cải tiến công nghệ hiện tại và phát triển công nghệ tương lai như thế nào? Trong bài học này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ba trong số những lĩnh vực vật lí có nhiều đóng góp quan trọng hiện nay và hai lĩnh vực có vai trò định hướng cho sự phát triển của khoa học kỹ thuật và thu hút nhiều nhân lực chất lượng cao trong tương lai.

Trả lời:

Một số ví dụ khác về ứng dụng của công nghệ nano trong đời sống.

- Ứng dụng trong ngành sản xuất điện tử

Công nghệ nano đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực sản xuất điện tử. Đặc biệt là đối với công nghệ năng lượng. Pin nano trong tương lai sẽ được cấu tạo theo kiểu ống nanowhiskers. Cấu trúc ống này sẽ làm cho các cực của pin có diện tích bề mặt lớn hơn rất nhiều lần. Để từ đó giúp nó lưu trữ được thêm nhiều điện năng hơn. Trong khi kích thước của những viên pin sẽ ngày càng được thu hẹp lại.

- Ứng dụng trong lĩnh vực may mặc

Việc áp dụng công nghệ nano đối với một số loại vải đặc biệt được coi là một kế hoạch phát triển tốt. Để sản xuất ra loại quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi khi được áp dụng các hạt nano bạc. Ngoài ứng dụng trong khử mùi, nano trong ngành may còn được sử dụng biến chiếc áo bạn đang mặc trở thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các nguồn năng lượng như gió, năng lượng mặt trời kết hợp với công nghệ nano bạn sẽ có thể sạc điện cho chiếc điện thoại thông minh của mình mọi lúc mọi nơi.

- Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Công nghệ nano cũng sẽ giúp hỗ trợ các công việc lưu trữ thực phẩm được lâu hơn rất nhiều lần. Bằng cách tạo ra những vật liệu chứa đựng thực phẩm có khả năng diệt khuẩn. Hơn nữa, ngày nay chúng ta còn có rất nhiều loại máy có thể khử độc rau củ bằng công nghệ nano thông minh. Ngoài ra, chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy nhiều loại tủ lạnh hiện nay đều sẽ được phủ một lớp nano bạc bên trong để thực hiện tác dụng tiêu diệt vi khuẩn. Thậm chí một số loại hộp thực phẩm cao cấp cũng sẽ được phủ một lớp bạc nano bên trong.

- Ứng dụng trong lĩnh vực y tế

Nano trong y học đang rất phổ biến nhất. Ví dụ như trong việc hỗ trợ điều trị bệnh ung thư, kết hợp với nhiều phương pháp điều trị khác nhau đã được thử nghiệm nhằm có thể hạn chế các khối u phát triển và giúp tiêu diệt chúng ở cấp độ tế bào. Một nghiên cứu đã đưa ra kết quả khả quan khi dùng các hạt nano vàng chống lại nhiều loại ung thư. Các phân tử nano sẽ được đưa vào cơ thể, đi đến các khối u. Tiếp đó chúng được điều chỉnh tăng nhiệt độ bằng tia laser hồng ngoại chiếu từ bên ngoài để có thể làm tiêu diệt các khối u.

Trả lời:

Một số ví dụ về ứng dụng của vật lí hạt nhân

- Khai thác năng lượng của quá trình phân rã hạt nhân trong các lò phản ứng hạt nhân để sản xuất điện.

- Trong y học những kiến thức về vật lí hạt nhân đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ chuẩn đoán và điều trị bệnh, đặc biệt là bệnh ung thư. Ví dụ hiệu ứng Hủy cặp electron - positron được ứng dụng trong máy “chụp cắt lớp phát xạ positron” (PET); hiện tượng phân rã gamma được ứng dụng trong máy “chụp cắt lớp bằng bức xạ đơn photon” (SPECT) như (Hình 2.2).

- Sử dụng các loại tia phóng xạ trong trị xạ ung thư được sử dụng chùm beta (electron) hoặc tia X bức xạ hãm trong máy gia tốc tuyến tính để điều trị ung thư tại các bệnh viện ở Việt Nam (Hình 2.3).

 - Hiện nay kĩ thuật tiên tiến nhất trong xạ trị ung thư có thể tiêu diệt được các tế bào ung thư tại những vị trí khó như não mà ít để lại biến chứng nhất là máy xạ trị proton (Hình 2.4).

- Trong nông nghiệp chiếu xạ hạt giống để cải tạo giống cây trồng.

- Trong công nghiệp sử dụng chiếu xạ hạt nhân để kiểm định chất lượng sản phẩm, kiểm tra mối hàn, đo mật độ mà không phá hủy mẫu vật.

- Trong thực phẩm: Chiếu xạ để diệt vi sinh vật, phá hủy cấu trúc DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) giúp trái cây được bảo quản lâu hơn ở điều kiện thường.