Bạn có bao giờ tự hỏi làm thế nào để tạo ra những vật liệu siêu nhỏ có thể giúp bảo vệ môi trường, phát hiện chất độc hại, hay thậm chí tạo ra năng lượng sạch?
Chúng tôi làm việc với "Vật liệu nano" – những hạt vật chất siêu nhỏ, nhỏ hơn hàng nghìn lần đường kính một sợi tóc của bạn. Tưởng tượng như chúng ta đang xây dựng những cỗ máy tí hon với những khả năng đặc biệt vậy. Trong đó, chúng tôi tập trung vào "vật liệu nano plasmon", chủ yếu là các hạt nano vàng và bạc (Hình 1). Những hạt này có một khả năng kỳ diệu: chúng có thể tương tác với ánh sáng một cách rất đặc biệt, tạo ra hiệu ứng giúp chúng ta "nhìn thấy" được những thứ siêu nhỏ. Những vật liệu này được thiết kế để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng, từ năng lượng sạch, bảo vệ môi trường, đến y học và phân tích hóa học. Với những hạt vật chất nhỏ bé, chúng ta có thể tạo ra những thay đổi lớn lao cho cuộc sống và tương lai!
Hình 1: Một số vật liệu nano plasmon tiên tiến
(1) Sản xuất năng lượng sạch: Những vật liệu nano-plasmon (như nano vàng, nano vàng bọc bởi MoSx, Cu2MoS4 nano dạng ống và nano Au trên nền C3N4 …) có thể hấp thụ ánh sáng mặt trời để tăng cường chuyển hóa nước thành khí hydro (H₂) – một nguồn năng lượng sạch, sử dụng trong pin nhiên liệu và không phát thải (Hình 2). Hãy tưởng tượng một tương lai mà chúng ta có thể dùng ánh sáng để tạo ra nhiên liệu thân thiện với môi trường!
Hình 2. Xúc tác nano plasmon cho phản ứng sản xuất nhiên liệu sạch hydro từ nước
(2) "Thám tử" môi trường siêu nhạy giúp phát hiện ô nhiễm chính xác và nhanh chóng: Các vật liệu nano vàng kết hợp với nano bạc, nano đồng hoặc polymer để tạo ra các cảm biến siêu nhạy, sử dụng kỹ thuật tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS). Những cảm biến này có thể phát hiện các chất ô nhiễm, dư lượng thuốc kháng sinh, thuốc bảo vệ thực vật trong nước hay thực phẩm với độ chính xác cao, có thể được sử dụng trong các thiết bị y tế hoặc hệ thống giám sát chất lượng nước, đất và không khí, mang lại lợi ích thiết thực cho cộng đồng (Hình 3). Ưu điểm vượt trội là công nghệ này là cho phép đo lường không phá hủy, mở ra khả năng giám sát môi trường tại chỗ, theo thời gian thực và liên tục, giúp chúng ta phản ứng nhanh hơn với các sự cố ô nhiễm.
Hình 3. Vật liệu nano plasmon làm đế cho kỹ thuật SERS nhằm phát hiện và phân tích chính xác: chất màu ô nhiễm và dư lượng kháng sinh trong nước và thực phẩm, bis-phenol A trong đồ nhựa, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm…
Nếu bạn yêu thích khám phá, muốn tạo ra những điều mới mẻ và góp phần giải quyết các thách thức lớn của nhân loại như biến đổi khí hậu hay ô nhiễm môi trường, hãy bắt đầu hành trình của bạn trong thế giới nano – nơi những điều nhỏ bé tạo nên những thay đổi vĩ đại!
