Thế nào là vật liệu nanomet?

Nếu có người bảo bạn rằng, sắt tự cháy trong không khí, chắc bạn sẽ không tin. Thực ra, khi bạn đem đinh sắt, dây sắt đốt nóng đỏ thì chúng cũng không hề bị cháy. Thế nhưng nếu bạn lấy bột sắt vừa mới khử đưa vào ngọn đèn cồn hoặc ngọn lửa, bột sắt sẽ bốc cháy ngay và xung quanh ngọn lửa sẽ có các tia lửa bắn ra. Không chỉ có thế, các nhà khoa học còn có thể dùng phương pháp hóa học chế tạo được loại bột sắt rất mịn. Loại bột sắt mịn này có thể tự cháy trong không khí ngay ở nhiệt độ thấp và bắn ra các tia lửa.

Ngoài sắt ra, các kim loại như chì, niken thông thường không cháy trong không khí, nhưng khi dùng phương pháp hóa học để chế tạo ra loại bột mịn các kim loại chì, niken có thể tự cháy. Như thế chứng tỏ sự thay đổi kích thước hạt lớn nhỏ vật chất cũng có thể làm thay đổi một số tính chất của vật chất. Chính vì lý do đó mà vật liệu nanomet đã được giới khoa học ngày nay hết sức chú ý.

Thế nào là vật liệu nanomet? Nanomet là đơn vị đo độ dài, 1 mét có 1000 milimét, 1 milimét có 1000 michromiumét, 1 michromiumét có 1000 nanomet. Do đó nanomet là đơn vị đo độ dài rất bé, bé đến khó tưởng tượng nổi. Đại đa số các loại phấn thường có kích thước hạt cỡ lớn hơn michromiumét. 1 michromiumét có thể bằng kích thước của mấy trăm triệu nguyên tử hay phân tử cộng lại, bấy giờ vật liệu sẽ thể hiện rõ tính chất của phân tử. Nếu ta lại đem các hạt gia công đến kích thước cỡ nanomet thì số phân tử hay nguyên tử trong hạt cực bé này sẽ giảm nhỏ đi mấy trăm triệu lần. Nếu dùng vật liệu nhỏ đến cỡ hạt này ta gọi là vật liệu nanomet. Nên vật liệu nanomet chính là vật liệu có cỡ hạt siêu mịn.

Do số hạt của vật liệu nanomet tăng rất nhanh theo độ lớn nhỏ của kích thước hạt nên tổng diện tích bề mặt của chúng rất lớn, lớn đến mức đạt tỷ lệ vô cùng lớn so với số nguyên tử, thông thường có thể đạt đến trên dưới khoảng một nửa số nguyên tử. Vì vậy vật liệu nanomet có nhiều tính chất kỳ lạ về quang, điện, từ, nhiệt, lực và nhiều tính chất hóa học, khác nhiều so với vật liệu ở trạng thái vĩ mô. Ví dụ nhiệt độ nóng chảy của vàng là 1.063°C, nếu gia công vàng đến kích thước hạt cỡ nanomet thì điểm nóng chảy của vàng lúc đó sẽ là 330°C. Nhiệt độ nóng chảy của bạc là 961°C sau khi chế tạo đến cỡ hạt nanomet sẽ có nhiệt độ nóng chảy ở 100°C. Thế nhưng nếu chất xúc tác gia công đến cỡ nanomet thì có diện tích bề mặt rất lớn nên hoạt tính xúc tác sẽ tăng lên nhiều lần, nhiệt độ cần cho phản ứng xúc tác sẽ giảm đến mấy trăm độ.

Sự xuất hiện vật liệu nanomet đã thu hút sự chú ý của nhiều người. Các nhà khoa học tin rằng trong thế kỷ XXI người ta chắc sẽ tìm được thêm nhiều tính chất kỳ lạ khác của vật liệu nanomet.