Từ nền tảng khoa học đến ứng dụng phân bón nano trong nông nghiệp

Ảnh minh họa

Khoa học nano được định nghĩa như là khoa học nghiên cứu hiện tượng và vận hành các vật liệu ở cấp độ nguyên tử, phân tử và lớn hơn phân tử, có thuộc tính khác nhau trong phạm vi rộng (Mannino và Scampicchio 2007).

Theo GS.TS. Mai Văn Quyền, nhà nghiên cứu về phân bón hàng đầu tại Việt Nam, thuật ngữ “nano” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp (dwarf) có nghĩa là cực nhỏ (Sangamithra và Thirupathi 2009). Khái niệm công nghệ nano là do Richard Feynman nêu ra từ 1959; nhưng thuật ngữ nano được Norio Tanguchi - một nhà chế tạo thiết bị điện tử nổi tiếng của Nhật - biến thành sản phẩm thực tế 1974 (Warad và Dutta 2005)...

Về kích thước thì 1 nano mét có kích thước bằng 1 phần tỷ mét hay 1 mm bằng 1 triệu nano mét. Để dễ so sánh, ta lấy đường kính một sợi tóc có kích thước bằng 100.000 nano mét, hoặc 1 nguyên tử bằng 0,1 nano mét. Kích thước nano nhỏ như vậy làm sao để chế tạo được?

Có 2 cách chế tạo ra một vật liệu có kích thước nano: (1) Phương pháp topdown là phương pháp chia nhỏ một vật liệu có kích thước lớn (bulk) thành kích thước nhỏ bằng cách nghiền, ép, tán hay bào mòn; (2) Phương pháp Bottom up là phương pháp ngược lại, tổng hợp các phần tử nhỏ hơn nano để có kích thước nano như tự lắp ghép (self - assembled) phương pháp sol-gel. Phương pháp lắng đọng hơi hóa học hay phương pháp lắp ghép tự nhiên (natural - assembled).

Đặc điểm của vật liệu nano là như thế nào? Vật liệu nano thường dùng trong các lĩnh vực có kích cỡ từ 1 - 100 nano mét, do có kích cỡ nhỏ như vậy nên cùng một khối lượng vật chất thì vật liệu nano có diện tích bề mặt lớn hơn hàng triệu lần. Chính nhờ ưu việt như vậy nên vật liệu nano có thể mang một nguồn năng lượng cực lớn và có thể xuyên qua vách tế bào một cách dễ dàng để chui vào trong các vật thể.

Phạm vi ứng dụng: Vật liệu nano đã được ứng dụng ở các lĩnh vực nào? Dù mới ra đời vào các thập kỷ cuối của thế kỷ 20, nhưng đến nay vật liệu nano đã có mặt trong nhiều lĩnh vực như điện, điện tử để tạo ra các vật liệu, thiết bị thông minh sử dụng rất rộng rãi trong đời sống như các đầu dò thông minh, các chip nano dùng trong các thiết bị điện tử. Ngành dệt dùng để tạo ra các chiếc áo chống khuẩn, chống nóng.

Trong y học để tạo các thiết bị thăm khám bệnh, mang thuốc đến chỗ bị bệnh và chế nhiều loại thuốc điều trị bệnh như ung thư, kể cả các loại thuốc mang tính thực phẩm chức năng.

Trong ngành chế biến thực phẩm được sử dụng rất đa dạng, có tác dụng chống khuẩn, chống hôi, dò tìm các vật lạ, đóng gói thực phẩm và nước uống và vận chuyển bảo quản sản phẩm…

Phân bón nano ứng dụng trong nông nghiệp: công nghệ nano dù mới bén duyên với ngành nông nghiệp nhưng cũng đã có mặt trong các lĩnh vực phân bón, thuốc trừ sâu tạo các chất kích thích sinh trưởng được khách hàng tìm kiếm sử dụng khá sôi động.