Công nghệ nano và cuộc cách mạng xanh: Những lợi ích về môi trường

Các sản phẩm được làm từ nguyên vật liệu và thiết bị có kích cỡ nano đã được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp và trên thị trường. Đây là một cơ hội đang ngày càng lớn dần và việc dùng công nghệ nano có tác dụng như một đòn bẩy làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo tồn các nguồn tài nguyên và điều cơ bản là xây dựng nên một nền kinh tế “sạch”. Đây là lời công bố trong bản báo cáo mới đây của dự án công nghệ nano trọng điểm.

“Một sự phối hợp hợp chặt chẽ giữa công nghệ nano với nguyên tắc cũng như thực tiễn của ngành hóa học xanh và khoa học xanh đang nắm giữ chìa khóa xây dựng một xã hội có khả năng chống đỡ được những tác hại của môi trường trong thế kỷ 21”, chương trình Công Nghệ Nano Xanh kết luận: nó đơn giản hơn những gì chúng ta nghĩ. Tổng kết các bài nghiên cứu trước đây tại hội nghị chuyên đề của Hội Hóa Học Mỹ và 4 cuộc hội thảo được tổ chức trong năm 2006, bản báo cáo mới này được viết bởi nhà khoa học Karen Schmidt thuộc Dự Án Công Nghệ Nano Trọng Điểm, một sáng kiến của Trung tâm Các Nhà Nghiên Cứu Quốc Tế Woodrow Wilson và tổ chức từ thiện phi lợi nhuận Pew Charitable Trusts.

Bản báo cáo khám phá mối liên hệ tiềm tàng có lợi giữa công nghệ nano – về bản chất là khoa học và kỹ thuật thực hiện trên mức độ phân tử – và lĩnh vực hóa học, công nghệ xanh mà mục đích nhằm làm giảm đến mức tối thiểu các ảnh hưởng đến môi trường thông qua những cải tiến loại bỏ chất thải và bảo tồn tài nguyên về mặt quy trình và sản phẩm. Bản báo cáo kết luận bằng những lời về khuyến cáo về các biện pháp tạo ra sự thay đổi của chính sách liên bang để giúp lĩnh vực công nghệ nano đang phát triển nhanh chóng này “trưởng thành” thành công nghệ xanh.

(Ảnh: Dost-dongnai)

Bản báo cáo trích dẫn một vài ví dụ của quá trình nghiên cứu hướng đến việc sử dụng công nghệ nano để thực hiện được các mục tiêu về môi trường kết hợp với mục tiêu về thương mại hoặc các mục tiêu khác.Theo bản báo cáo, công nghệ này có nhiều khả năng thao tác bằng tay trên vật liệu và làm biến đổi thuộc tính của vật liệu, mở ra khả năng tạo ra những sản phẩm và quy trình giảm thiểu chất độc hại, tăng tính bền và cải thiện hiệu suất năng lượng.

Ví dụ như, ông James Hutchison, nhà hóa học của trường đại học Oregon, sử dụng phân tử DNA theo một quy trình mới lạ cho thấy có thể tạo ra những mô hình kích thước nano trên con chíp silicon và bề mặt khác. Những phương pháp thực nghiệm đã tiết kiệm được nguyên liệu, sử dụng ít nước và dung môi hơn so với kỹ thuật in truyền thống – hay kỹ thuật in thạch bản thường sử dụng trong công nghiệp điện tử kỹ thuật cao. Các nhà nghiên cứu khác đang khảo sát việc đưa các vật liệu nano vào để thay thế chì và những chất liệu độc hại khác trong ngành điện tử.

Nhà hóa học Vicki Colvin và các cộng sự tại đại học Rice đã khám phá ra các hạt nano từ tính có kích thước 12 nanomet có thể loại bỏ hơn 99% Arsenic trong dung dịch, trong khi đó đồng nghiệp của họ tại đại học bang Oklahoma đã chế tạo thành công những cảm biến có kích thước nano có thể phát hiện các chất gây ô nhiễm tới nồng độ phần tỉ.

Công nghệ nano mở ra con đường mới đầy hứa hẹn trong việc tạo ra tế bào năng lượng mặt trời không tốn kém cũng như cải tiến hiệu suất và giảm giá thành của tế bào nhiên liệu, được xem là nguồn năng lượng cho xe hơi và xe tải trong tương lai. Đồng thời, những nghiên cứu ở cấp độ nano đang hướng tới những công cụ có khả năng loại bỏ vật liệu độc hại và làm sạch các địa điểm có chất thải độc hại.

“Công nghệ nano tiềm năng là ‘một giấc mơ xanh nhân đôi’. Với công nghệ nano chúng ta có thể tạo ra những sản phẩm và quy trình xanh ngay từ lúc ban đầu” bà Barbara Karn, một nhà khoa học môi trường, người tổ chức thành lập chương trình công nghệ nano xanh nằm trong khuôn khổ dự án công nghệ nano trọng điểm. Theo Barbara cho biết: “Công nghệ nano cho phép chúng ta thay thế những hóa chất, vật liệu và quy trình sản xuất truyền thống gây ô nhiễm môi trường bằng những hóa chất, vật liệu và quy trình thân thiện với môi trường hơn”.

Bản báo cáo xác định rõ bốn định hướng (loại, hạng, phạm trù) trong đó những ứng dụng công nghệ nano và lợi ích môi trường giao cắt nhau:

- Tăng cường các sản phẩm và qui trình sử dụng công nghệ nano thân thiện với môi trường hay “sạch và xanh”.

- Quản lý các vật liệu nano và sản xuất chúng để giảm đến mức tối thiểu những rủi ro tiềm ẩn về môi trường, sức khỏe và sự an toàn

- Sử dụng công nghệ nano để làm sạch những các địa điểm có chất thải độc hại và giải quyết những vấn đề ô nhiễm khác.

- Thay thế sản phẩm hiện tại ít thân thiện với môi trường bằng những sản phẩm tạo ra từ công nghệ nano xanh.

David Rejeski, giám đốc của dự án những công nghệ nano trọng điểm, phát biểu: “Chúng tôi nghĩ rằng Mỹ đang đua tranh để trở thành người dẫn đầu toàn cầu về công nghệ nano xanh. Nghiên cứu quốc gia và danh mục đầu tư phát triển đều nhắm tới mục đích toàn cầu này. Chúng tôi tin tưởng rằng công nghệ nano xanh có thể không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tạo ra nhiều công ăn việc làm cho người Mỹ cũng như lợi nhuận kéo theo trong tương lai”.

Nhìn về tương lai phía trước khi xét tới những vấn đề môi trường hiện nay, bản báo cáo đề nghị phương thức bảo vệ môi trường hữu hiệu nhất là nên khuyến khích phát triển chính sách nano xanh, chính sách này sẽ thúc đẩy mạnh mẽ sự ngăn chặn việc gây ô nhiễm môi trường.

Xếp loại sự phát triển những phép đo lường để đánh giá điểm mấu chốt gây ảnh hưởng môi trường với việc sử dụng kết quả thu được của liên bang để thúc đẩy nhu cầu đối với sản phẩm nano xanh, những giải pháp đề nghị trong bản báo cáo này sẽ hỗ trợ đảm bảo rằng nguồn vốn đầu tư 8.3 tỉ dola từ người đóng thuế vào công nghệ nano, tính từ thời điểm cơ quan sáng kiến công nghệ nano quốc gia Mỹ được thành lập vào năm 2001, được dùng để chi trả cho quốc gia và môi trường.

Paul Anastas, giám đốc của Viện hóa học xanh thuộc hội hóa học Mỹ, cho rằng: “Chúng ta đang ở giai đoạn không thể chống đỡ được với hiểm hoạ môi trường. Dường như công nghệ nano không phải là một sự lựa chọn mà nó là một công nghệ thiết yếu có thể giải quyết được vấn đề này”.

Hóa học ngày nay (Theo Sciencedaily)