Khoa học và Công nghệ Vật liệu nano là một trong những ngành được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay. Sở dĩ chúng được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu là vì chúng có nhiều tính chất khác biệt và kỳ lạ so với các vật liệu khối, đó là: hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng kích thước. Trong các vật liệu nano thì hạt kim loại kích thước nano (hạt bạc, hạt vàng và bạch kim…) là những hạt cho nhiều ứng dụng trong Y-Sinh học.

Cơ thể sống được cấu tạo từ các tế bào kích thước điển hình là 10 micromet. Tế bào gồm các phần tử nhỏ hơn, cỡ dưới micromet. Protein tạo nên các phần tử của tế bào lại còn nhỏ hơn nữa, cỡ 5 nanomet, vào cỡ kích thước hạt nano nhỏ nhất mà con người chế tạo ra được trong công nghệ nano.

Các kích thước đưa ra trên đây giúp chúng ta hình dung được hạt kích cỡ nanomet có khả năng len lỏi vào khắp nơi trong cơ thể và nếu biết cách, con người có thể trao cho hạt nano những nhiệm vụ y học tỉ mỉ đến tận từng tế bào, từng protein…

Các hạt nano kim loại (cụ thể là hạt nano vàng đang được ứng dụng nhiều nhất) mang đặc tính gắn kết, dễ dàng hoạt hóa để gắn kết với các phân tử sinh học như amino acid, protein, enzyme, DNA và các phân tử thuốc thông qua các hợp chất có chứa nhóm –SH. Một khi đã được gắn kết, chúng có thể sử dụng như là một loại công cụ phát hiện nhanh tác nhân gây bệnh. Tuy vậy, các ứng dụng hạt vàng thường là đơn chức năng. Mặt khác, vật liệu nano lý tưởng dùng trong Y-Sinh phải là vật liệu đa chức năng: cả chẩn đoán và cả điều trị; vừa dẫn đường, vừa phát hiện và mang thuốc. Do đó, các nghiên cứu về khoa học vật liệu đang hướng tới việc chế tạo các vật liệu nano đa chức năng, thường dưới dạng các hạt nano có cấu trúc lõi vỏ. Đây cũng là hướng phát triển tất yếu của vật liệu nano Y-Sinh.

Một số ứng dụng trong Y- Sinh học đã được thực hiện dựa trên hiện tượng cộng hưởng plasmon của các hạt nano vàng, nhưng bị hạn chế bởi thực tế là thông thường các cộng hưởng plasmon của vật liệu sẵn có nằm trong phạm vi của quang phổ nhìn thấy, nơi xâm nhập của ánh sáng qua máu và mô thấp. Đối với các hạt nano kim loại vàng, khi kích thước hạt tăng lên thì thiết diện tán xạ tăng, do đó để tăng thiết diện tán xạ người ta chế tạo các vỏ vàng (nanoshell) trên một đế silica. Hạt có cấu trúc lõi vỏ: silica/vàng là một trường hợp riêng của hạt nano vàng và nó có tính chất đặc biệt. Đặc biệt ở chỗ ta có thể điều khiển kích thước hoặc thành phần mỗi lớp vật liệu để vật liệu được tạo ra có bước sóng cần thiết cho một ứng dụng thực tế, ví dụ hấp thụ hoặc tán xạ ánh sáng hồng ngoại gần là ánh sáng xuyên sâu nhất vào các mô. Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ lõi silica bên trong và lớp vỏ vàng bên ngoài, hạt nano có cấu trúc lõi/vỏ: silica/vàng có thể hấp thụ ở bất kỳ bước sóng ánh nào trong vùng hồng ngoài. Nhờ vào tính chất quang học này, hạt nano có cấu trúc lõi/vỏ: silica/vàng đã được sử dụng trong một loạt các ứng dụng như đánh dấu chẩn đoán hình ảnh, xúc tác, trị liệu và phân phối thuốc, điều trị quang nhiệt... Vì những lí do như trên mà ThS. Lê Thị Tuyết Ngân đã được mời làm Seminar khoa học tại Khoa Vật lý & Công nghệ với tiêu đề: “Nghiên cứu chế tạo và tính chất quang của hạt nano cấu trúc lõi/vỏ: silica/vàng định hướng ứng dụng trong y sinh học”, đây cũng là nội dung trong Luận văn Thạc sỹ của Ngân vừa hoàn thành tại Trung tâm Điện tử học lượng tử, Viện Vật lý năm 2012.

Buổi Seminar khoa học của Khoa Vật lý & Công nghệ được tiến hành vào sáng ngày 14/01/2013 tại Giảng đường D4, trường Đại học Khoa học. Đến dự buổi Seminar khoa học có đông đảo các Thày cô giáo và các em sinh viên K7, K8 và K10 của Khoa Vật lý & Công nghệ. Đây cũng là hoạt động khoa học thường xuyên của cán bộ giảng viên và sinh viên Khoa Vật lý & Công nghệ nhằm mục đích trao đổi học thuật, chuyên môn cũng như các kinh nghiệm trong nghiên cứu chuyên sâu đồng thời tạo môi trường thuận lợi cho sinh viên học tập và nghiên cứu khoa học.

Ngoài ra, buổi Seminar khoa học của Khoa Vật lý & Công nghệ còn chào đón 1 báo cáo của một nhóm sinh viên Lớp CN Vật lý K7 với tiêu đề: “Cơ chế dẫn điện và ứng dụng của polymer dẫn điện”

Như chúng ta vẫn biết, với sự bùng nổ về việc sử dụng thiết bị điện, điện tử trong các nhà máy công nghiệp cũng như ở các khu dân cư, làm tăng khả năng giao thoa song điện từ trường (Electro-magnetic Interferences-EMI). Cường độ sóng điện từ trường này làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến các thiết bị đo và điều khiển. Bằng mắt thường chúng ta không thể phát hiện được trường điện từ, nhưng nó tồn tại khắp mọi nơi trong môi trường. Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng của chúng phụ thuộc vào cường độ sóng giao thoa EMI. Sóng điện trường xuất hiện khi có sự thay đổi điện áp: Điện áp càng lớn thì cường độ điện trường càng lớn. Nó tồn tại ngay khi không có dòng điện. Ngược lại từ trường xuất hiện khi có dòng điện, Cường độ từ trường thay đổi theo mức độ tiêu thụ điện năng. Trong thực tế, luôn xuất hiện sóng điện từ trường (Electro-magnetic). Sóng điện từ trường đặc trưng bởi bước sóng và biên độ. Đối với một vài bức xạ EM, năng lượng lượng tử đủ lớn để có thể phá vỡ các mối liên kết phân tử (bao gồm liên kết giữa các phân tử và liên kết nội tại trong phân tử), các bức xạ này người ta gọi là bức xạ ion. Ví dụ như bức xạ hạt nhân, bức xạ X… Còn những bức xạ có mức năng lượng không đủ để phá vỡ các mối liên kết phân tử, người ta gọi là bức xạ không ion. Điều này chứng tỏ rằng, bức xạ sóng điện từ trường không những ảnh hưởng đến sự hoạt động đúng của thiết bị, mà còn có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Việc bảo vệ thiết bị cũng như bảo vệ con người trước sự ảnh hưởng này ngày càng có ý nghĩa quan trọng. Đó chính là các màn chắn sóng điện từ trường. Bản chất của nó chính là sự giao thoa sóng-vật liệu.

Polymer thường được sử dụng như vật cách điện. Cho đến năm 70, ba nhà bác học A.J. Heeger, A.G. MacDiarmi, H. Shirakawa (giải Nobel cho sự phát minh và phát triển các ứng dụng của polymer dẫn năm 2000) đã tổng hợp thành công vật liệu acetylene có độ dẫn lên đến 105 S/m. Việc khám phá này đã làm nên một cuộc cách mạng mới trong việc nghiên cứu về polymer dẫn và các ứng dụng của nó. Nó có thể thay thế kim loại mà lại tổng hợp được (người ta thường gọi polymer dẫn là kim loại tổng hợp). Ứng dụng của nó trong nhiều lĩnh vực như trong việc chế tạo ra các linh kiện điện tử, các cảm biến, các màn hấp thụ sóng, các màn chắn sóng điện từ… Do đó, nhóm sinh viên của Lớp Vật lý K7 đã lựa chọn đối tượng nghiên cứu là Polymer dẫn điện với tiêu đề như trên.

Buổi Seminar khoa học của Khoa diễn ra với không khí rất cởi mở và có tính học thuật cao. Các đại biểu trao đổi rất thẳng thắn và sôi nổi. Sau buổi báo cáo và trao đổi, TS. Nguyễn Văn Đăng – Bí thư Chi bộ, trưởng Khoa Vật lý & Công nghệ đã phát biểu hoan nghênh tinh thần nghiên cứu khoa học của các thày cô giáo trẻ và các em sinh viên trong Khoa và cho đây là một hoạt động có nhiều ý nghĩa trong công tác giảng dạy, nghiên cứu và học tập của cán bộ, giảng viên, sinh viên trong và ngoài Khoa. Đồng thời đồng chí cũng chỉ đạo cần khuyến khích các cán bộ giảng viên trẻ và sinh viên tích cực tham gia vào các hoạt động Seminar khoa học của Khoa hơn nữa để hoạt động này trở thành một phong trào sâu rộng và thường niên.