Đề tài Luận chứng vai trò của tri thức khoa học công nghệ đối với sự phát triển - Công nghệ NaNo

BÀI TẬP MÔN NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CHỦ NGHĨA MAC-LENIN Đề bài: Luận chứng vai trò của tri thức khoa học công nghệ đối với sự phát triển Đề tài : Công Nghệ NaNo Trước hết ta cần tìm hiểu khái niệm về tri thức Khái niệm tri thức được đề cập đến từ xa xưa trong triết học phương Tây. Đối với hầu hết các triết gia như Plato, Aristotle, Descartes, Dewey, và Polanyi, tri thức được định nghĩa là “lòng tin có lý do chính đáng về sự thật”. Định nghĩa này vẫn còn rất phổ biến ngày nay. Ví dụ Nonaka (1994) định nghĩa tri thức là “một quá trình năng động của con người để tìm lý do chính đáng cho những lòng tin cá nhân trong khát vọng tìm hiểu sự thật”. Gần đây, một số tác giả có đưa ra vài định nghĩa khác, bao gồm ‘thông tin có giá trị trong hành động’ (Grayson & Dell, 1998, tr.2), ‘thông tin, công nghệ, bí quyết, và kỹ năng’ (Grant & Baden-Fuller, 1995). Davenport and Prusak (1998, tr.5) đưa ra một định nghĩa khá toàn diện về tri thức như sau: “Tri thức là một tập hợp bao gồm kinh nghiệm, giá trị, thông tin, và sự hiểu biết thông thái mà có thể giúp đánh giá và thu nạp thêm những kinh nghiệm và thông tin mới. Tri thức được tạo ra và ứng dụng trong đầu óc của những người có nó. Trong một tổ chức, tri thức không chỉ được hàm chứa trong các văn bản và tài liệu, mà còn nằm trong thủ tục, quy trình, thông lệ, và nguyên tắc của tổ chức đó” Vậy tri thức là: - Các thông tin, các tài liệu, các cơ sở lý luận, các kỹ năng khác nhau, đạt được bởi một tổ chức hay một cá nhân thông qua các trải nghiệm thực tế hay thông qua sự giáo dục đào tạo; các hiểu biết về lý thuyết hay thực tế về một đối tượng, một vấn đề, có thể lý giải được về nó; - Là những gì đã biết, đã được hiểu biết trong một lĩnh vực cụ thể hay toàn bộ, trong tổng thể; - Các cơ sở, các thông tin, tài liệu, các hiểu biết hoặc những thứ tương tự có được bằng kinh nghiệm thực tế hoặc do những tình huống, hoàn cảnh cụ thể. Những tranh cãi về mặt triết học nhìn chung bắt đầu với phát biểu của Plato: tri thức như là "justified true belief". Tuy nhiên không có một định nghĩa chính xác nào về tri thức hiện nay được mọi người chấp nhận, có thể bao quát được toàn bộ, vẫn còn nhiều học thuyết, các lý luận khác nhau về tri thức. Một trong những tri thức khoa học có vai trò tác động đến sự phát triển của xã hội loài người đó là công nghệ NaNo. Công nghệ nano, (tiếng Anh: nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanômét khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng đều có chung đối tượng là vật liệu nano Vật liệu nano : là vật liệu trong đó có ít nhất một chiều có kích thước cỡ nanomet.Về trạng thái của vật liệu, các nhà khoa học phân chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng và khí. Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiện nay chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và khí. Về hình dáng vật liệu, các nhà khoa học phân ra thành các loại sau : - Các vật liệu nano một chiều: màng mỏng, các lớp, các bề mặt..., - Các vật liệu nano hai chiều: dây nano, các ống nano, - Các vật liệu nano ba chiều: các hạt nano, các hạt keo, các chấm lượng tử, các vật liệu dạng tinh thể nano, các đám nano... - Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocompozit trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nano, hoặc cấu trúc của nó có nano ba chiều, một chiều, hai chiều đan xen nhau. Hai yếu tố chính tạo nên các tính chất của vật liệu nano, làm cho nó khác biệt lớn đối với các vật liệu khác, đó là diện tích bề mặt được tăng lên đáng kể và các hiệu ứng lượng tử. Những yếu tố này có thể làm thay đổi hoặc tăng cường các tính chất ví dụ như độ phản ứng, độ cứng và các tính chất về điện. Khi giảm kích thước một hạt, thì tỷ lệ các nguyên tử ở trên bề mặt tăng lên so với các nguyên tử ở bên trong. Ví dụ, một hạt có kích thước 30 nm có 5% nguyên tử ở trên bề mặt của nó, với kích thước 10nm có 20% nguyên tử trên bề mặt của nó và 3 nm có 50% nguyên tử trên bề mặt của nó. Do vậy, các hạt nano sẽ có diện tích bề mặt trên đơn vị khối lớn hơn so với các hạt ở kích thước lớn hơn. Vì các phản ứng hóa học xúc tác diễn ra ở bề mặt, nên điều này có nghĩa là một khối vật liệu dạng hạt nano sẽ phản ứng nhạy hơn với cùng khối vật liệu đó có cấu tạo từ các hạt lớn hơn. Song song với các hiệu ứng diện tích bề mặt, các hiệu ứng lượng tử bắt đầu chi phối những tính chất của vật liệu khi kích thước bị giảm xuống cỡ nano. Chúng có thể tác động tới phản ứng điện, từ tính và quang học của vật liệu đặc biệt là khi cấu trúc của kích cỡ hạt tịnh tiến tới mức kích cỡ nhỏ nhất trong bảng kích thước nano. Vật liệu nano khai thác những hiệu ứng này bao gồm các chấm lượng tử, các tia laze năng lượng lượng tử (quantum well lasers), các linh kiện điện quang...Đối với các vật liệu khác, ví dụ như những chất rắn tinh thể, khi kích thước các thành phần cấu trúc của chúng giảm, thì diện tích giao diện trong lòng vật liệu tăng lên sẽ tác động mạnh tới các tính chất điện và cơ. Hầu hết các kim loại được tạo ra từ các hạt tinh thể nhỏ, khi vật liệu bị giảm kích cỡ xuống thì ranh giới giữa các hạt giảm xuống đến mức gần bằng không, vì vậy tạo cho nó độ rắn. Nếu những hạt này có thể được làm cho cực nhỏ, hoặc thậm chí ở kích thước nano, thì diện tích giao diện bên trong vật liệu tăng lên rất nhiều, điều này càng làm tăng độ cứng của nó. Ví dụ, niken tinh thể nano có độ cứng bằng thép. Hiện nay có rất nhiều vật liệu nano mới chỉ đang ở giai đoạn sản xuất trong phòng thí nghiệm, nhưng một số ít đã bắt đầu được thương mại hóa. (nm, 1 nm = 10-9 m). Cái chúng ta quan tâm là “ vai trò của công nghệ NaNo đối với sự phát triển”. Hay nói cách khác chúng ta quan tâm đến tính ứng dụng của nó. Theo một nghiên cứu mới của Chương trình Gen và Sức khoẻ toàn cầu của Canađa tại Trung tâm Hợp tác Nghiên cứu Đạo đức Sinh học, Đại học Toronto, nhiều ứng dụng công nghệ nanô sẽ giúp người dân ở các nước đang phát triển giải quyết những vấn đề cấp bách nhất của họ - nghèo đói, tỷ lệ tử vong trẻ em cao, suy thoái môi trường và các bệnh tật như sốt rét và HIV/AIDS. . Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định 10 ứng dụng công nghệ nanô có thể có tác động ở thế giới phát triển. Một ban chuyên gia quốc tế gồm 63 người đã hỗ trợ nhóm nghiên cứu xác định các ứng dụng công nghệ có thể đem lại lợi ích cho các nước đang phát triển trong các lĩnh vực nước, nông nghiệp, dinh dưỡng, sức khoẻ, năng lượng và môi trường trong 10 năm tới. .  - Thứ nhất : sản xuất, bảo toàn và tích trữ năng lượng, cùng với việc tạo ra các loại nhiên liệu  thay thế, được nhất trí chọn lựa là các lĩnh vực có khả năng mang lại lợi ích lớn cho các nước đang phát triển. . Nhà lãnh đạo nghiên cứu, Tiến sĩ Fabio Salamanca-Buentello cho biết, vật liệu cấu trúc nanô được sử dụng để sản xuất thế hệ mới pin Mặt trời, pin nhiên liệu hydro và các hệ thống tích trữ hydro mới, sẽ cung cấp năng lượng sạch cho các nước hiện hãy còn dựa vào việc sử dụng các nguồn nhiên liệu truyền thống, không tái tạo được. Cũng nhờ các tiến bộ mới về chế tạo màng nanô tổng hợp nhúng protein, mà có khả năng biến đổi ánh sáng thành năng lượng hóa học. . - Thứ 2 : cải tạo năng xuất nông nghiệp , là lĩnh vực mà khoa học đang phát triển nhiều ứng dụng công nghệ nanô không đắt tiền để nâng cao độ phì của đất, năng suất cây trồng và hỗ trợ giải quyết vấn đề thiếu dinh dưỡng, là nguyên nhân gây tử vong của hơn một nửa số trẻ em dưới 5 tuổi ở các nước đang phát triển. - Thứ 3: Xử lý nước, Theo Tiến sĩ Salamanca-Buentello, 1/6 dân số thế giới không được cung cấp các nguồn nước sạch. Các màng nanô và vật liệu sét nanô là nguồn vật liệu không đắt, di động và dễ dàng làm sạch, sẽ hỗ trợ lọc, khử độc và khử mặn nước hiệu quả hơn các vật liệu lọc vi khuẩn và virut thông thường. Các nhà nghiên cứu cũng đã phát triển phương pháp sản xuất các vật liệu lọc dạng ống nanô ở quy mô lớn để cải thiện chất lượng nước. . Các ứng dụng về vấn đề nước khác gồm có các hệ thống, trên cơ sở hạt nanô từ tính và titan đioxyt, phân huỷ chất ô nhiễm hữu cơ và khử muối, kim loại nặng khỏi chất lỏng, cho phép sử dụng nước ô nhiễm nặng và nước mặn để tưới tiêu và cho sinh hoạt. Nhiều loại chất ô nhiễm thu hồi được sau đó sẽ có thể tái chế dễ dàng.  - Thứ 4 : Chẩn đoán và sàng lọc bệnh. Lĩnh vực này có các công nghệ như "Phòng thí nghiệm-trên-chip", có tất cả các chức năng chẩn đoán của một phòng thí nghiệm y học và các cảm biến sinh học khác trên cơ sở ống nanô, dây nanô, hạt từ tính và tinh thể bán dẫn (điểm lượng tử). Các công cụ chẩn đoán cầm tay, không đắt này phát hiện tức thời sự có mặt của nhiều loại mầm bệnh và có thể được sử dụng để sàng lọc diện rộng tại các bệnh viện nhỏ ở ngoại vi. Đồng thời, các ứng dụng công nghệ nanô đang được phát triển để cải thiện chất lượng tạo hình ảnh trong y học. .  - Thứ 5: các hệ thống chuyển vận thuốc bao gồm viên nang nanô, dendrimer (các viên nhỏ giống hình chổi chế tạo từ polyme nhánh) và các cấu trúc "quả bóng" (cấu trúc hình quả bóng chế tạo từ 60 nguyên tử cacbon) để làm vật liệu giải phóng thuốc chậm, lâu dài, có các đặc trưng có giá trị đối với các nước đang phát triển không có đủ năng lực trữ thuốc và thiếu mạng lưới phân phối thuốc. Công nghệ nanô cũng có tiềm năng giảm thiểu phí vận chuyển và thậm chí liều sử dụng cần thiết nhờ cải thiện tuổi thọ, độ ổn định nhiệt và khả năng chống lại sự biến đổi độ ẩm của các loại dược phẩm hiện nay. .  - Thứ 6: chế biến và bảo quản thực phẩm bao gồm các vật liệu bao gói và bảo quản thực phẩm bằng màng chất dẻo cải tiến, cho phép phân phối thực phẩm rộng hơn và hiệu quả hơn tới các vùng sâu vùng xa ở các nước kém công nghiệp hoá; các dạng nhũ tương kháng khuẩn chế tạo từ vật liệu nanô để khử ô nhiễm cho thiết bị chế biến thực phẩm, bao gói, hoặc thực phẩm và các cảm biến nanô để phát hiện và nhận dạng ô nhiễm. .  - Thứ 7: ô nhiễm không khí và xử lý ô nhiễm bao gồm các phát minh trên cơ sở công nghệ nanô phân huỷ các chất ô nhiễm không khí bằng ánh sáng, làm cho các bộ chuyển đổi xúc tác hiệu quả hơn, rẻ hơn và dễ điều khiển hơn; phát hiện các chất độc hại và rò rỉ chất độc hại; giảm thiểu phát thải của nhiên liệu hoá thạch và phân tách các khí. .  - Thứ 8: xây dựng bao gồm các cấu trúc phân tử nanô để chế tạo atphan và bê tông chịu nước tốt hơn; vật liệu chặn tia cực tím và bức xạ hồng ngoại; vật liệu xây dựng nhà giá rẻ và bền, vật liệu hoàn thiện bề mặt, sơn, phủ, keo dán, bê tông, vật liệu cách nhiệt và chắn nắng; vật liệu tự làm sạch cho cửa sổ, gương và toilet.  - Thứ 9: theo dõi sức khoẻ nhiều thiết bị nanô đang được phát triển để theo dõi sự thay đổi hàng ngày của các thông số sinh lý của bệnh nhân như nồng độ glucose, cacbon đioxyt và colesterol, mà không cần lấy mẫu máu tại cơ sở y tế. Nhờ các thiết bị nanô này, vào bất cứ thời điểm nào bệnh nhân bị đái tháo đường cũng sẽ biết được nồng độ đường trong máu của họ; tương tự như vậy, bệnh nhân bị bệnh tim sẽ có khả năng theo dõi nồng độ colesterol liên tục. .  - Thứ 10: phát hiện và phòng trừ vật truyền bệnh và côn trùng gây bệnh bao gồm các cảm biến nanô để phát hiện côn trùng và cải thiện các chất diệt côn trùng, thuốc trừ sâu và chất xua đuổi côn trùng. Do các ứng dụng kỳ diệu của công nghệ nano, tiềm năng kinh tế cũng như tạo ra sức mạnh về quân sự. Vì lẽ đó hiện nay trên thế giới đang xảy ra cuộc chạy đua sôi động về phát triển và ứng dụng công nghệ nano. Có thể kể đến mốt số cường quốc đang chiếm lĩnh thị trường công nghệ này hiện nay là: Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc, Đức, Nga và một số nước Châu Âu…có thể nói ở những quốc gia trên chính phủ dành một khoản ngân sách đáng kể hổ trợ cho việc nghiên cứu và ứng dụng thực tiển của ngành công nghệ nano. Không chỉ các trường Đại học có các phòng thí nghiệm với các thiết bị nghiên cứu quy mô mà các tập đoàn sản xuất cũng tiến hành nghiên cứu và phát triển công nghệ nano với các phòng thí nghiệm với tổng chi phí nghiên cứu tương đương với ngân sách chính phủ dành cho công nghệ nano. Ở Việt Nam, tuy chỉ mới tiếp cận với công nghệ nano trong những năm gần đây nhưng cũng có những bước chuyển tạo ra sức hút mới đối với lĩnh vực đầy cam go, thử thách này. Nhà nước cũng đã dành một khoản ngân sách khá lớn cho chương trình nghiên cứu công nghệ nano cấp quốc gia với sự tham gia của nhiều trường Đại học và Viện nghiên cứu.. Công nghệ nano là một bước tiến bộ vượt bậc của công nghệ, nó tạo ra những ứng dụng vô cùng kỳ diệu tạo ra nhiều cơ hội hơn, nhưng bên cạnh đó cũng có những thách thức đặt ra về thảm họa môi trường và khả năng phát triển vũ khí lọai mới với sức tàn phá không gì so sánh nổi. Tuy nhiên, con người ngày nay đã hướng nhiều hơn với cái thiện nên chúng ta có thể hy vọng là công nghệ nano sẽ mang lại hạnh phúc cho nhân loại nhiều hơn. Qua những luận chứng trên , ta thấy được vai trò rất quan trọng của “công nghệ Nano” đến sự phát triển xã hội loài người.