Báo cáo bài thi cuối kỳ môn vật lý:

ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ NANO
TRONG NƠNG LÂM NGHIỆP
Nhóm: 05
Lớp: K53 NNCNC N01
GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Hằng


PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
STT

HỌ TÊN

NHIỆM VỤ

ĐÁNH GIÁ

1

Đỗ Thủy Thanh Trà (NT)

Làm Powerpoint, tổng hợp tài liệu

Hoàn thành

2

Ma Thị Sẩu

Ứng dụng cơng nghệ nano trong

nơng nghiệp trên TG

Hồn thành

3

Somsy Sydavong

Tổng quan về cơng nghệ nano, kết
luận, khuyến nghị

Hồn thành

4

Trần Thị Phương Thảo

5

Vũ Đức Mạnh

6

Dương Trường Lam

Ứng dụng công nghệ nano trong lâm
Hồn thành
nghiệp trên TG
Ứng dụng cơng nghệ nano trong
nơng nghiệp TG


Hồn thành

Ứng dụng cơng nghệ nano trong lâm
Hồn thành
nghiệp trên TG + powerpoint


NỘI DUNG

PART 1

PART 2

PART 3

Tổng quan về Ứng dụng CN nano trong Ứng dụng CN nano trong

công nghệ nano nông lâm nghiệp tại TG

nông lâm nghiệp tại VN

PART 4
Kết luận,
khuyến nghị


4



N
Công
nghệ
Nano
hay
nanotechnology là việc sử dụng vật
chất ở quy mô nguyên tử, phân tử
và siêu phân tử cho các mục đích
cơng nghiệp. Hay ta có thể hiểu đơn
giản là sự phân tích, điều khiển và
chế tạo các vật chất bằng cách đưa
nó về hình dạng và kích thước phân
tử siêu nhỏ từ 1 đến 100 nanomet.

A

N

- Các hạt nano đã tồn tại hàng triệu
năm trong thế giới tự nhiên tuy nhiên
đến thế kỷ thứ 10, người ta mới sử
dụng hạt nano vàng để tạo ra thủy
tinh, gốm sứ có màu sắc khác nhau
(màu đỏ, xanh hoặc vàng tùy vào
kích thước của hạt)…

O
- Công nghệ nano đã được
nhắc lần đầu tiên vào năm
1959 khi nhà vật lý người Mỹ

đề cập tới khả năng chế tạo vật
chất ở kích thước siêu nhỏ đi
từ quá trình tập hợp các
nguyên tử, phân tử..


Phân loại vật liệu nano

Theo hình dáng

Theo tính chất
Vật liệu nano kim loại

Vật liệu nano không chiều
Vật liệu nano bán dẫn
Vật liệu nano một chiều
Vật liệu nano từ tính
Vật liệu nano hai chiều
Vật liệu nano sinh học


Cơ sở khoa học của công nghệ nano
Chuyển tiếp từ tính
chất cổ điển đến
tính chất lượng tử

• Vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử, các hiệu ứng lượng tử này
được trung bình hóa với rất nhiều ngun tử và có thể bỏ qua các
thăng giáng ngẫu nhiên. Nhưng các cấu trúc nano càng có ít ngun
tử thì tính chất lượng tử lại càng được thể hiện rõ ràng hơn.


Hiệu ứng bề mặt

• Vật liệu có kích thước nm, các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ
chiếm tỉ phần đáng kể so với tổng số nguyên tử. Do vậy hiệu ứng bề
mặt sẽ trở nên quan trọng làm cho tính chất của vật liệu có kích
thước nm khác biệt so với vật liệu ở dạng khối.

Kích thước tới hạn

• Dù là tính chất vật lý hay hóa học của các vật liệu thì đều có một
giới hạn về kích thước. Tính chất của nó sẽ bị thay đổi hồn tồn
nếu vật liệu nhỏ hơn kích thước này. Người ta gọi đó là kích thước
tới hạn. Do kích thước của nó có thể so sánh được với kích thước tới
hạn của các tính chất của vật liệu mà vật liệu nano đó được coi là có
tính chất đặc biệt.


Một số ứng dụng cơng nghệ nano
Cơng nghệ nano có nhiều ứng dụng trong cuộc sống của chúng ta nhất là trong
thời đại phát triển hiện nay, công nghệ này sẽ góp phần to lớn ngày tại thời điểm
hiện tại lẫn tương lai. Công nghệ này đã được các chuyên gia đánh giá là sạch (ít
gây ơ nhiễm) và hiệu quả hơn các công nghệ hiện tại nhất là các ngành như:
Xây dựng
Y học hiện đại

Năng lượng

May mặc



PART 2:

Ứng dụng của công nghệ nano
trong nông lâm nghiệp tại TG


1. NƠNG NGHIỆP
●

●

Cơng nghệ nano trong lĩnh vực nơng nghiệp trong những năm
gần đây đã góp phần để hướng đến một nền nơng nghiệp sạch,
tiết kiệm chi phí, tăng năng suất, chất lượng cây trồng và vật nuôi.
Các chuyên gia đã phân tích, tiềm năng của các hạt nano có sẽ
mang lại nhiều thành tựu to lớn trong ngành trồng trọt và chăn
nuôi.
Hạt nano để xử lý hạt giống mang tính ứng dụng ấn tượng nhất
của cơng nghệ nano trong nông nghiệp. Nhờ khối lượng hạt nano
dùng để xử lý cực nhỏ nên có thể giúp các cây trồng hấp thụ dễ
dàng hơn. Ứng dụng của công nghệ nano trong nơng nghiệp có
thành tựu đáng kể như làm thuốc thú y cho chăn nuôi và thủy
sản; làm chế phẩm xử lý nước và môi trường chăn nuôi, thủy
sản; xây dựng các hệ thống quan trắc trên cơ sở các bộ cảm biến
cho phép quan trắc thời gian thực các chỉ số môi trường trên thực
địa;...


Làm phụ gia thức ăn chăn nuôi bổ sung các

nguyên tố vi lượng và hấp thụ độc tố nấm
Việc cải thiện khẩu phần ăn của vật nuôi để tăng thành phần dinh
dưỡng và hiệu quả sử dụng thức ăn, bằng cách tạo ra các hệ
thống vận chuyển thức ăn vi lượng dưới dạng các polyme sinh
học, mixen, liposom, v.v... Bột nano kim loại khác biệt với các
dạng vi lượng thường được sử dụng làm chất phụ gia sinh học
trước đây ở chỗ là chúng có hoạt tính sinh học cao, hầu như
khơng thể hiện độc tính sinh thái học và cho hiệu quả kinh tế cao.
Trong thành phần của sét bentonite có khoảng 20 ngun tố - chính là những ngun
tố cần cho q trình chăn ni chất lượng cao. Khả năng hấp thụ alkaloid, vi khuẩn,
độc tố của Bentonite là quan trọng nhất trong nhiều tính chất đặc biệt của thành phần
này, đồng thời trong Bentonite hầu như không có những nguyên tố độc hại như As,
Bi, Sb, Hg v.v.... Nhằm tăng khả năng ứng dụng bentonite trong chăn ni các nhà
khoa học đã nghiên cứu và tìm ra được giải pháp bằng cách đưa nano bạc vào thành
phần phụ gia thức ăn chăn nuôi.nhờ khả năng kháng khuẩn cao hơn nhiều so với
muối bạc của Nano bạc và thể hiện sức đề kháng chống lại sự vô hiệu hóa hoạt tính
của nó bởi các axit trong đường tiêu hóa.


Ứng dụng bảo vệ thực vật và bảo quản quả
tươi sau thu hoạch
●

Các nguyên tố Zn, Cu, Ag có khả năng kháng nấm, vi
khuẩn virus. Hạt nano ZnO thể hiện được hoạt tính kháng
vi sinh vật khá cao làm.Các hạt nano của nguyên tố này có
khả năng chọn lọc độc tính với vi khuẩn mà khơng độc với
các tế bào của người và động vật vì thế rất có tiềm năng
trong ứng dụng của các ngành nông nghiệp và thực phẩm.


●

Có nhiều cơ chế được dự đốn để giải thích hoạt tính
kháng khuẩn của hạt nano ZnO. Hoạt tính kháng sinh của
hạt nano này cũng là một cơ chế khác có thể do việc giải
phóng các ion Zn2+, làm phá hủy màng tế bào và tương
tác với các cơ quan khác bên trong tế bào.

Dùng công nghệ nano để giữ tươi
nguyên quả vải


Làm thuốc thú y cho chăn nuôi và thủy sản
●

●

Tại các vùng ni thường tích lũy nhiều trầm tích trên nền đáy, để
phân giải các chất này cần một lượng Oxy lớn gây thiếu hụt Oxy hòa
tan tầng đáy. Sự phân hủy này tạo ra các sản phẩm có tính độc cao
như H2S, CH4,...trong điều kiện yếm khí gây thiệt hại đến môi trường
nước, giảm sự phong phú khu hệ sinh vật đáy.
Đặc biệt là nuôi ở mức độ thâm canh, người ta dùng nhiều hóa chất,
dược liệu khác nhau để sát trùng, diệt địch hại, phịng trị bệnh,... Làm
kìm hãm những sinh vật là tác nhân gây bệnh hoặc địch hại ảnh
hưởng đến những sinh vật không gây hại cùng sống trong môi trường.
●

●


●

Các nhà NTTS đã sử dụng tiểu phân nano như chitosan và PLGA làm chất mang các
vaccin cùng thuốc viêm nhẹ có thể tạo ra 1 mức độ bảo vệ cao cho cá và các loại động
vật có vỏ.
sự phát triển các hệ vận chuyển gen mới để vận chuyển gen mang lại các biện pháp điều
trị nhiều rối loạn gen. Hệ vận chuyển non-viral ngày càng được đề xuất làm các chất thay
thế có các vector virus do an toàn, ổn định và khả năng được sản xuất trên quy mô lớn.
....


2. LÂM NGHIỆP

Bảo vệ rừng

Vật liệu
Nanocellulose

Khai thác vật liệu
nano


Bảo vệ rừng
● Cho đến nay đã có rất nhiều nghiên cứu được thực hiện
và được công bố liên quan đến các ứng dụng của công
nghệ nano trong khoa học khí hậu, lâm nghiệp, hệ sinh
thái nơng nghiệp, khoa học y tế và các lĩnh vực công
nghiệp.

● Giải quyết các vấn đề biến đổi khí hậu trong ngành lâm

nghiệp, phát triển các vật liệu nano mới để quản lý rừng
khỏi các rủi ro như hạn hán, lũ lụt, nhiễm mặn, cháy, xâm
thực, mầm bệnh ...

● Quản lý tài nguyên nước trong hệ thống rừng, tăng hiệu
quả sử dụng năng lượng của rừng, cải thiện sản lượng
rừng , ứng dụng trong các ngành sản xuất giấy từ rừng và
các lĩnh vực tiềm năng khác.


Nanocellulose vật liệu của tương lai
Ý tưởng sử dụng màn hình dẻo cho điện thoại và các thiết
bị di động đang trở thành hiện thực ở thời đại hiện nay.
Nhờ những tính chất đặc biệt của Nanocellulose, mà có
thể làm vật liệu thay thế cho thủy tinh hay nhựa để sản
xuất màn hình cho các thiết bị điện tử. Nhờ các tính năng
đặc biệt này mà màn hình có độ linh hoạt nhưng mạnh mẽ
và bền vững nên hoàn toàn có thể uốn cong thành bất cứ
hình dạng nào. Cơng ty Pioneer Electronics đã tạo ra một
số màn hình mỏng nhất và linh hoạt nhất từ trước đến nay
từ vật liệu Nanocellulose.
Xe hơi làm từ gỗ của Nhật bản. Nhờ sự nhẹ và bền

thêm đó là giá thành sản xuất rẻ hơn do áp dụng
công nghệ sản xuất từ tảo xanh, nanocellulose đã
thay thế cho các sợi Cacbon- vật liệu số 1 trước đây
nhằm tăng hiệu suất cho chiếc xe. Chính vì thế

nanocellulose sẽ là lựa chọn hàng đầu thay thế cho
sợi Cacbon.



Khai thác các vật liệu nano từ rừng
● Mối quan tâm ngày càng tăng đối với môi trường đã dẫn đến nhu
cầu to lớn trong việc giới thiệu vật liệu nano bền vững và có thể
phân hủy sinh học. Vật liệu mới được gọi là Nanocellulose này có
thể được sản xuất từ ​tài nguyên rừng một cách an toàn và bền
vững. Sự phong phú của vật liệu lignocellulosic từ rừng đã tạo ra
một làn sóng quan tâm để chuyển đổi cellulose thành Nanocellulose.

● Nanocellulose về cơ bản là cellulose đã được thu nhỏ và tái cấu trúc
ở cấp độ nano, có một số đặc điểm chính như độ bền và độ cứng
cao, tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, phản ứng điện từ và diện tích
bề mặt lớn.

● Những đặc tính nổi bật của loại vật liệu này mang lại tiềm năng ứng
dụng to lớn ngoài bản thân ngành sản xuất lâm sản. Trong lĩnh vực
sản phẩm làm từ gỗ, nó có thể được ứng dụng như một chất gia
cường trong bột giấy và giấy và gỗ composite hoặc làm vật liệu phủ
trong lớp phủ gỗ..

● Do tính linh hoạt của nó, nanocellulose có thể được sử dụng như
Cellulose có chủ yếu trong tế bào thực vật

một trong các thành phần (làm chất nền, chất ổn định, điện cực) cho
các ngành sản xuất ngoài lâm sản như điện tử, cảm biến, pin, thực
phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm


Sử dụng vật liệu nano cho các sản phẩm làm từ gỗ

Vật liệu nano có thể được sử dụng để nâng cao các sản phẩm làm
từ gỗ hiện có về chức năng của nó.

● Việc sử dụng vật liệu nano trong lớp phủ gỗ như nanozinc oxit
hoặc nanotitanium oxit có thể nâng cao chức năng của gỗ về độ
bền, khả năng chống cháy và hấp thụ tia cực tím cũng như giảm
hấp thụ nước

● Mặt khác, việc áp dụng nanoencapsulation trong chất bảo quản gỗ
có thể cải thiện việc ngâm tẩm của gỗ bằng thuốc trừ sâu bằng
cách đảm bảo rằng hóa chất có thể thâm nhập sâu hơn vào gỗ, do
đó làm giảm vấn đề rửa trơi q mức. Điều này giúp cải thiện độ
bền của gỗ đã qua xử lý chống lại các tác nhân phân hủy sinh học.

● Phủ nano một lớp mỏng có độ dày khoảng <100 nm được lắng
đọng trên chất nền để cải thiện một số đặc tính hoặc để truyền đạt
chức năng mới. Lớp phủ nano trong gỗ và các sản phẩm từ gỗ chủ
yếu tập trung vào việc nâng cao độ bền, tính chất cơ học, khả
năng chống cháy và hấp thụ tia cực tím cũng như giảm độ hấp thụ
nước.


PART 3:

Ứng dụng vật liệu nano trong
nông lâm nghiệp tại VN


Thực trạng tại Việt Nam
●


●

Tại Việt Nam, ngành công nghệ nano trong những năm gần
đây mới được chú ý và quan tâm nhưng cũng có những bước
chuyển quan trọng, tạo ra sức hút mới đối với lĩnh vực này.
Các nhà nghiên cứukhoa học từ các trường đại học và các
viện nghiên cứu được nhà nước dành ra một khoản ngân
sách khá lớn. Tuy nhiên số lượng các nghiên cứu khoa học
được cơng bố của ngành cơng nghiệp này vẫn cịn khá ít do
các nghiên cứu này vẫn đang ở dạng tự phát .
Đến nay Việt Nam đã có những thành tựu nhất định trong ứng
dụng công nghệ nano vào nông nghiệp, ví dụ như: Ứng dụng
cơng nghệ nano trong phịng ngừa bệnh tôm, hệ thống cảm
biến nano đánh giá chất lượng nước ao nuôi trồng thuỷ hải
sản, Hệ thống quan trắc và cảnh báo xâm nhập mặn tự
động,...


Một số thành tựu của Việt Nam
●

●

Hệ thống cảm biến nano đánh giá chất lượng nước
ao nuôi trồng thủy sản: viện INT đã bàn giao sản
phẩm cho các công ty nuôi trồng thủy sản dùng thử
nghiệm vào tháng 4/2018, nhờ đó mà người nơng dân
có thể theo dõi, đánh giá chất lượng nước từ xa để điều
chỉnh, đồng thời hệ thống này còn cảnh báo khi chất

lượng nước ở mức độ nguy hiểm cho vật ni.

Phân bón sinh học cơng nghệ nano:
đây là phân bón được sản xuất theo cơng
nghệ nano kết hợp với cơng nghệ sinh
học. Nhờ kích thước siêu bé, dễ phân
tán, khả năng bám dính làm cho cây trồng
tăng năng suất do tăng khả năng hấp thụ
các chất dinh dưỡng từ các chất đa vi
lượng và vi sinh vật có lợi.

Hệ thống quan trắc


Một số thành tựu của Việt Nam
●

Chế phẩm nano canxi và nano canxi cacbonat
chống mưa axit, hạn chế rụng hoa và quả non:
các chế phẩm này có hoạt tính hóa học cao nên dễ
phản ứng để trung hòa axit nga cả mơi trường axit
yếu do đó khi sử dụng chế phẩm này giúp cho cây
trồng bổ sung canxi, trung hòa tác hại của mưa
axit, hạn chế hiện tượng rụng hoa và quả sinh lý.

●

Ứng dụng của Nano bạc trong nông nghiệp: nano bạc
làm tăng hiệu suất quang hợp cho cây trồng, nâng cao
năng suất chật lượng của nông sản sau thu hoạch, tạo mã

quả sáng bóng. Nhờ sử dụng định kỳ theo giai đoạn sinh
trưởng, phát triển của cây trồng mà cây khơng bị nhiễm
bệnh do đó bộ lá của cây có khả năng hấp thu ánh sáng tốt
nhất để thực hiện q trình quang hợp. Với nhiều đặc tính
vượt trội mà nano bạc còn được ứng dụng với vai trò là
phòng và đặc trị bệnh do nấm, vi khuẩn và virus gây ra,
nâng cao năng suất cây trồng.


Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ nano
Ưu điểm của công nghệ nano
● Giúp sử dụng hiệu quả tài ngun thiên nhiên như nước, dinh

●
●
●
●
●

dưỡng, khống chất.
Có thể chủ động phát hiện sớm sâu bệnh hại để chủ động
phòng trừ, giảm thiểu thiệt hại và chi phí.
Giúp xác định chính xác tình trạng của đất, nước để triển khai
bảo vệ hay cải tạo phù hợp.
Tiết kiệm phân bón, tránh dư lượng hóa chất ngấm vào đất,
nước ngầm, khơng khí, góp phần bảo vệ mơi trường.
Dễ dàng kiểm sốt chất lượng nơng sản hơn.
Thay thế phân bón, thuốc bảo vệ thực vật độc hại.

Nhược điểm của cơng nghệ nano

Do tính chất dễ hấp thụ nên nếu lạm dụng công nghệ nano
trong trồng trọt chăn ni có thể bị nhiễm kim loại nặng, ảnh
hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng. Ngồi ra cơng nghệ
nano cịn tièm ẩn những nguy cơ khác nếu không được sử
dụng đúng cách.


PART 4:

Kết luận và khuyến nghị


Kết luận:
Công nghệ nano đang ngày một chiếm vị thế lớn trong nhiều ngành nghề nhờ
những lợi ích mà nó đem lại để cải thiện cuộc sống người dân, giải quyết những
vấn đề nản giải nhất mà nhân loại đang đối mặt. Tuy vẫn cịn những rủi ro mà
cơng nghệ nano mang lại nhưng không thể phủ nhận được những thành tựu to
lớn trong nông nghiệp nhất là trong thời đại phát triển

Khuyến nghị:
 Công nghệ nano là lĩnh vực mới nên cần được nhà nước quan tâm và đầu tư
hơn.
 Vì vấn đề an tồn vệ sinh thực phẩm hiện nay rất phức tạp nên cần phổ biến cho
mọi người trong xã hội chọn thực phẩm nano cho nhu cầu trong cuộc sống và
trong tương lai thực phẩm nano sẽ có một vị trí quan trọng trong sản xuất cơng
nghiệp thực phẩm tại nước ta.
 Nâng cao trình độ cho các cán bộ kỹ thuật cũng như tất cả mọi người nhằm đáp
ứng được các nhu cầu khi chuyển giao công nghệ mới tại nước ta.