Giới thiệu sách mới

Exryu Cuối Tuần xin hân hạnh giới thiệu đến các anh chị trong gia đình Exryu và quý thân hữu một quyển sách mới "Vật liệu và Thiết bị Nano" của anh Trương Văn Tân - Exryu Úc Châu do Nhà xuất bản Tổng Hợp Thành phố Hồ Chí Minh phát hành.

Chúc mừng anh Trương Văn Tân có thêm một đóng góp lớn cho nền khoa học nước nhà.

Cũng như những tác phẩm trước, tiền nhuận bút lần này được quy thành sách tặng các đại học trong nước.Mời các anh chị cùng ủng hộ

Phần 1 : Giới thiệu sách: "Vật liệu và thiết bị nano"

PGS, NCVCC Nguyễn Viết Huệ, Viện Khoa học Vật liệu, Hà Nội, Việt Nam

Phần 2 : Sơ lược về quyển "Vật liệu và thiết bị nano"

................

Giới thiệu sách: "Vật liệu và thiết bị nano"

Tôi rất tâm đắc câu tác giả Trương Văn Tân trích dẫn từ Aristotle (384-322 TCN), "Trong tất cả mọi vật của thiên nhiên, có một cái gì đó rất kỳ diệu". Cũng thật kỳ diệu vì hơn hai nghìn năm trước, có nhà khoa học đã nhận thấy một chân lý siêu phàm, mà cho đến ngày nay, con người – bằng bộ óc thông minh vượt trội mà Mẹ Thiên nhiên đã ban tặng, đang ngày đêm mày mò cố tìm ra để "hiểu" và "bắt chước" cái kỳ diệu của thiên nhiên, nhằm phục vụ cho đời sống ngày một nâng cao của mình, mà kết quả vẫn chưa là bao. Tại sao vậy? Có lẽ chỉ cuốn sách của tác giả Trương Văn Tân mới có thể cắt nghĩa được câu hỏi này.

Sau cuốn "Khoa học và Công nghệ Nano", tác giả Trương Văn Tân lại cho ra đời cuốn sách "Vật liệu và thiết bị Nano". Thật đáng nể, vì chỉ hai cuốn sách không lấy gì làm đồ sộ đó, nhưng rất uyên thâm, có thể trang bị cho những ai yêu thích khoa học "cao đẳng", khoa học "thời thượng", khoa học "mốt"; hình dung và nắm bắt khá đầy đủ về một phạm trù khoa học, mà ngay nhiều nhà khoa học đang ngày đêm miệt mài trong phòng thí nghiệm cũng chưa hẳn đã có thể hiểu biết tường tận. Xem như vậy đủ thấy tác giả Trương Văn Tân, chẳng những đã đầu tư công sức tới mức như thế nào để hiểu được sâu sắc "cốt lõi" và "ngóc ngách" của "vùng" khoa học mới tinh này, và tài năng của anh được kết tụ như thế nào để có thể tràn lên trang giấy thành những chương mục nhẹ nhàng mà đơn giản, sâu sắc mà dễ hiểu, thấm vào tận tim óc người đọc.

Tôi biết, nói như vậy, nhưng với tác giả Trương Văn Tân thì không phải là vấn đề làm ta ngạc nhiên lắm, vì anh đã cho ra mắt hàng chục truyện ký, tản văn hàm súc và dí dỏm làm mê say lòng người. Anh là một học sinh xuất sắc từ lúc bé thơ ở quê nhà, được tuyển chọn đi du học Nhật Bản, rồi Úc Châu, nay là một nhà nghiên cứu khoa học cao cấp thuộc Cơ quan Nghiên cứu Khoa học của Chính phủ Australia, anh đã xuất bản mấy chục công trình trên các tạp chí khoa học danh tiếng quốc tế. Hơn nữa, anh là một sáng chế gia đã tìm thấy nhiều uẩn khúc của khoa học vật liệu, lĩnh vực anh đã gắn bó gần suốt cả cuộc đời. Trong đó, anh đã có những phát minh, đóng góp có giá trị cho khoa học và công nghệ như vật liệu nhãn khoa, nha khoa, các bộ cảm ứng, dẫn động bằng vật liệu nano, có nhiều ứng dụng thực tiễn. 

Cổ nhân dạy "Trăm hay không bằng tay quen". Đối với tác giả Trương Văn Tân thì "vật liệu và thiết bị nano" là đã khá quen rồi, nên khi anh viết sách, nó như suối nguồn tuôn chảy. Bao nhiêu kiến thức tích lũy từ máu thịt của anh dồn về tràn lên trang giấy. Anh dẫn ra nhiều hiện tượng và "thiết bị" của tự nhiên, ít nhiều có liên quan đến công nghệ nano, "kỳ diệu" như thế nào và con người đang đem hết tiềm năng của khối óc để lặp lại cái kỳ diệu đó. Tác giả có cách nhìn rất đại cục, khi viết "Nhưng trên thực tế, sự mô phỏng này không phải hoàn toàn là một bản in "giống như đúc" từ thiên nhiên vì con người vẫn còn thua kém Mẹ Thiên nhiên trên nhiều lĩnh vực. Sản phẩm thiên nhiên được hình thành từ phương pháp "từ dưới lên", từ tế bào đến mô…rồi tạo nên con người, sinh vật, cây cỏ, hoa lá cành. Vì vậy, cấu trúc sinh vật là một tập hợp có tôn ti (hierachy) nhiều thứ bậc xuất phát từ cái nhỏ nhất (tế bào) và cuối cùng kết tụ thành một sản phẩm vĩ mô (con người, cây cỏ). Trái lại, phương thức chế tạo bởi con người thường là "từ trên xuống" không tôn ti trật tự, từ một vật to như một khối kim loại được nung chảy, gia công làm thành vật nhỏ, nhỏ hơn hay biến màng dày thành mỏng, mỏng hơn". Đó chính là cái lý do, theo tác giả, vì sao con người còn chưa thể "sao" được các "bản" nguyên khai từ thiên nhiên.

Cuốn sách của anh được chia làm 6 chương:

Chương 1 và Chương 2: Transistor: Nhân tố của một cuộc cách mạng; Chương 3: Ý nghĩa vật lý của hiện tượng tàng hình; Chương 4: Siêu vật liệu; Chương 5: Grapehene: thế giới phẳng của carbon và Chương 6: Mẹ Thiên nhiên: Nhà khoa học siêu phàm.

Máy tính, điện thoại di động, rồi truyền hình...ngày nay đã là một cái gì đó gần như "cơm ăn nước uống", ít ai giành ra chút thời gian rảnh rỗi để suy ngẫm về nó: từ đâu ra, đang có gì xảy ra và thậm chí xảy ra mãnh liệt trong cái có vẻ như "tĩnh lặng" đó. Có đấy. Đó là "một cuộc cách mạng khoa học công nghệ" đã cuốn hút biết bao thế hệ các nhà khoa học, đã tập trung biết bao khối óc vĩ đại, nhằm mang lại một sự hoàn mỹ, hầu thoả mãn khát vọng của con người: nhanh và nhanh nữa! nhỏ và nhỏ nữa! Đọc qua chương về transistor, tôi tin rằng, nhiều người, nhất là các bạn trẻ với đầu óc minh mẫn và nhạy cảm sẽ phải "ồ" lên: "thế cơ à!". Trong nửa thế kỷ qua, bằng phương pháp "từ trên xuống" transistor được thu nhỏ hàng chục triệu lần, từ kích cỡ centimét đến nanomét. Transistor ngày nay nhỏ hơn con vi khuẩn, đến mức hàng tỷ transistor có thể cài lên một bề mặt chỉ có diện tích vài cm². Có thể nói, chiếc điện thoại thông minh và máy tính với nhiều chức năng vô cùng đa dạng là hai thiết bị điện tử biểu hiện thành công tột đỉnh của phương pháp "từ trên xuống". Tác giả khẳng định, "Nền khoa học công nghệ của thế kỷ 21 tùy thuộc vào sự phát triển của máy tính. Transistor lại là tế bào não của máy tính. Niềm mơ ước to lớn của các chuyên gia điện tử là việc thu nhỏ, rất nhỏ, cho transistor. Nhưng cuối cùng con người phải đối đầu với một giới hạn nhỏ nhất của vật chất. Phương pháp "từ trên xuống" sẽ bất lực".

Một tin giật gân là gần đây, chính phủ Hàn Quốc đã phê chuẩn một dự án xây nhà chọc trời "Tower Infinity" gần thủ đô Seoul. Khi hoàn thành tòa nhà sẽ cao 500 m. Đâu có gì ấn tượng về chiều cao! Nhưng cái ấn tượng nằm ở chỗ là tòa nhà khổng lồ này biết tàng hình rồi lại hiện hình, chập chờn lung linh chợt đến chợt đi. Thoạt nghe như chuyện ma, nhưng rất thật. Tàng hình, hay ảo thuật là điều mà chắc ai cũng tò mò muốn xem và muốn biết. Người Việt Nam không còn lạ gì, những ngày trong chiến tranh, để lẫn vào cỏ lá rừng cây, che mắt máy bay và sự do thám của đối phương, mũ áo anh bộ đội phải gắn những cành lá ngụy trang, rồi áo quần, thậm chí là súng đạn cũng phải nhuộm màu cỏ úa. Những điều mà thiên nhiên cũng đã làm từ một thuở xa xăm. Chắc cũng không ít người biết rằng có những loài cá, sống vùng nào nó có màu giống nước vùng đó. Ngụy trang là một trong những phương pháp tàng hình. Và những hiện tượng đó tuân thủ theo những quy luật vật lý. Chương 3 giải thích những quy luật đó.

Siêu vật liệu cũng là chương có nhiều điều thú vị. Kể mà nói, con người cũng hơi tham.

Muốn làm nhà chọc trời, đã có bê tông cốt thép, thậm chí là bê tông cường độ cao, muốn bay lượn vi vu như chim chóc, đã có nhôm và hợp kim nhôm nhẹ mà bền, muốn bay vào vũ trụ đã có hợp kim titan, nhẹ, bền, chịu được nhiệt độ cao, muốn xây cầu, làm tàu vượt đại dương đã có thép cacbon cứng, bền, rẻ mà dẻo dai; muốn đồ nhẹ, không han gỉ đã có chất dẻo, muốn dẫn điện tốt đã có dây đồng, dây bạc... Ấy thế mà con người còn chưa thoả mãn, còn ngày đêm mơ tưởng về nhiều loại vật liệu "lạ lùng", trong đó có siêu vật liệu. Trong chương này tác giả đã vẽ ra các ứng dụng và nguyên lý sử dụng siêu vật liệu trong ăng-ten thu nhỏ, siêu thấu kính cho kính hiển vi quang học và máy ảnh cực mỏng tương lai.  

Những trang viết của tác giả về một thế giới phẳng của nguyên tử cacbon, graphene, thật là hấp dẫn. Anh mở đầu "Trong vài thập niên gần đây nguyên tố carbon của thời xa xăm bỗng bật dậy "tái xuất giang hồ" qua những phát hiện của vật liệu mới thuần carbon như quả bóng fullerene C₆₀, ống than nano và graphene. Chúng mang lại những niềm hy vọng mới trong các ứng dụng của khoa học vật liệu và cũng là những mô hình thực sự để giải đáp những thao thức lý thuyết đã có từ lâu trong vật lý chất rắn". Trong vật lý chất rắn đã có rất nhiều lý thuyết bàn về các vật chất 2 chiều giả tưởng và một kết luận quan trọng được đưa ra là quy luật vật lý không cho phép sự hiện hữu của vật chất 2 chiều. Nhưng vào năm 2004 Geim và Novoselov tạo ra một lớp cực mỏng graphene từ than chì đã làm thay đổi mọi suy nghĩ kinh điển. Sự phát hiện của graphene đã đem đến giải Nobel (2010) cho Geim và Novoselov và mang lại một cảm giác tuyệt vời đến kinh ngạc mà theo lời của một nhà khoa học, "Lần đầu tiên trong lịch sử khoa học con người có thể nhìn, sờ và sử dụng được một vật liệu mỏng tận cùng có bề dày của một nguyên tử". Cũng từ 2004 số bài báo cáo về graphene trên các tạp chí hàn lâm gia tăng đột biến đạt gần 2.500 bài trong năm 2009 và vẫn tiếp tục gia tăng. Mặt phẳng graphene còn được xem như là đơn vị cơ bản hay là "mẹ" sinh ra những đứa "con" như quả bóng C₆₀ fullerene, ống than nano và than chì. Cứ theo mạch đó, lời văn trôi chảy của tác giả đã dẫn người đọc đi hết từ ngạc nhiên này sang ngạc nhiên khác, khó lòng mà gập sách lại.

Chương cuối cùng nói về Mẹ Thiên nhiên - như một thách đố, diễu cợt đến các nhà khoa học - trong đó có tác giả, là những người mò mẫm trong đêm tối! Tác giả viết "Cho đến nay, vẫn còn vô số chi tiết mà con người chưa thể nắm bắt vì ta chưa thể "nhìn" được các phân tử sinh học với những chi tiết và cơ chế vận hành đặc thù của chúng". Các nhà nghiên cứu sinh học cần kính hiển vi với độ phân giải đến mức nanomét. Kính hiển vi quang học, kính hiển vi điện tử, rồi ngay trong năm  2014 với giải Nobel Hóa học được trao cho Stefan Hell, Eric Betzig và William Moerner về công trình khám phá kính hiển vi huỳnh quang cho việc quan sát các hoạt động trong trạng thái "sống" của phân tử sinh học ở độ phân giải nanomét liệu có giúp ích gì cho con người trong việc "vén mở phần nào cái bí ẩn của thiên nhiên giúp ta thắp sáng các phân tử, hiểu theo cả nghĩa đen và nghĩa bóng, để nhìn và theo dõi những "hành vi" của chúng trong các hoạt động sinh học". Anh viết tiếp: "Làm sao xương có thể là giàn giáo bền cứng cho việc đi đứng của muôn loài động vật mà nguyên liệu chính chỉ là một hợp chất của vôi (calcium)? Vỏ bào ngư cũng từ hợp chất vôi nhưng cấu trúc tôn ti của chúng có thể được mô phỏng để chế tạo áo giáp hay vật liệu chống công phá tuyệt vời. Từ vật cứng như xương sang vật mềm như da cá, thiên nhiên cũng đã ban cho các loài cá lớn nhỏ những thiết kế làm giảm tối đa sức cản của nước để chúng bơi thoải mái. Cuối cùng, sự quang hợp để vi khuẩn dưới lòng biển sâu sống còn, cho cây ngàn xanh lá, và "nam châm" định hướng của loài chim bay muôn dặm đã cho thấy sự thống trị của hiệu ứng lượng tử. Vi khuẩn, lá cây và loài chim biết làm thuật toán lượng tử như máy vi tính lượng tử ư? Vâng, từ kết quả thực nghiệm, đó là sự thật không hơn không kém. Như vậy, liệu thuyết lượng tử có ảnh hưởng sâu xa đến sự chọn lọc tự nhiên trong quá trình tiến hóa của muôn loài? Câu trả lời sẽ là đề tài lớn của ngành "Sinh học lượng tử" trong thế kỷ 21".

Đã là một người nhiều năm giảng dạy, tôi biết và tôi hiểu, gần như hầu hết các em sinh viên với khối óc thông minh, nhạy bén và ham hiểu biết, rất muốn đi sâu để tường rõ ngọn nguồn và bản chất của tự nhiên, của khoa học. Chúng ta có nhiều nhà khoa học trình độ cao, và hàng đống sách chuyên khảo, nhưng thực ra nghiên cứu những cuốn sách hàn lâm đó đòi hỏi nhiều thời gian, sự tập trung cao độ và ít ra cũng phải có một trình độ khoa học cơ bản nhất định nào đó. Tôi khẳng định rằng, nhà xuất bản Tổng Hợp Thành phố Hồ Chí Minh không nhầm khi chọn tác phẩm của tác giả Trương Văn Tân để xuất bản nhằm phục vụ cho đông đảo bạn đọc trong nước, nhất là các em học sinh, sinh viên. Là người đã may mắn được cộng tác với nhà khoa học Trương Văn Tân trong lĩnh vực Khoa học Vật liệu, đã sớm được đọc các bài viết về những vấn đề khoa học "nóng" bằng tiếng Việt giành riêng cho độc giả người Việt (trong nước và ngoài nước), và nhất là những truyện ký, tuỳ bút, tôi thực sự mê văn phong Trương Văn Tân. Dù là sách khoa học hay truyện ký, cách viết của anh đều rất thoáng, nhẹ nhàng, dễ hiểu, dí dỏm mà đầy tính "nghệ thuật". Tôi tin là cũng như tôi, ai đã đọc sách hay truyện của anh Tân đều say mê và ngưỡng mộ. Ngay những đề tài khoa học về các vấn đề rất hóc búa, đọc qua, hầu như ai cũng có thể hiểu và hiểu một cách cơ bản. Đọc sách của anh chợt như được uống một chén rượu ngon để lâng lâng đưa ta vào giấc ngủ say nồng.

Rất lấy làm vinh dự và hân hạnh được giới thiệu với bạn đọc trong và ngoài nước cuốn sách đầy hấp dẫn "Vật liệu và thiết bị nano" của tác giả Trương Văn Tân do Nhà xuất bản Tổng Hợp Thành phố Hồ Chí Minh ấn hành. Đây thực sự là món quà quý của một Nhà Khoa học, một Việt kiều luôn hướng về quê hương đất nước, hướng về đồng bào mình.

PGS, NCVCC Nguyễn Viết Huệ, Viện Khoa học Vật liệu, Hà Nội, Việt Nam.

Sơ lược về quyển "Vật liệu và thiết bị nano"

Công nghệ nano là một thực thể lâu đời như quả đất. Thiên nhiên đã dùng nó như một công cụ tạo ra muôn loài từ thuở hồng hoang. Nhưng mãi đến 25 năm trước, con người mới chợt thấy sự hiện diện vây quanh của công nghệ nano. Con người vực dậy và sử dụng nó như là một phương thức cách tân để tiến hành một cuộc cách mạng khoa học công nghệ thầm lặng trong thế kỷ 21. Cuộc cách mạng này và sản phẩm liên quan đang bao trùm và ảnh hưởng sâu sắc đến mọi khía cạnh sinh hoạt của con người bao gồm năng lượng, thực phẩm, dược phẩm, y tế, trang phục, giao thông, viễn thông, quốc phòng và vui chơi. Đối tượng nghiên cứu của công nghệ nano là vật liệu nano và cấu trúc nano có kích cỡ 1 – 100 nanomét (1 nanomét là 1 phần tỷ của mét). Thiết bị nano là những thiết bị hay dụng cụ được thiết kế và chế tạo từ những vật liệu và cấu trúc này.

Quyển sách tập hợp những bài tản văn khoa học kể lại những công trình thú vị và đột phá liên quan đến vật liệu và thiết bị nano, và bước tiến tương lai của chúng. Đó là transistor trong các dụng cụ điện tử, vật liệu tàng hình, siêu vật liệu, graphene, những sản phẩm và hệ thống nano của thiên nhiên như xương động vật, vỏ của các loài giáp xác, da và vảy của loài cá, phản ứng quang hợp trong thực vật và vi khuẩn, và "nam châm" định hướng của loài chim di trú. Mỗi chương sách là tổng quan của một đề tài khoa học nhưng đã được biến thành một câu chuyện kể được viết bằng ngôn ngữ và cú pháp giản dị.

Quyển sách này nhắm vào học sinh, sinh viên, các nhà nghiên cứu khoa học và đại chúng muốn tìm hiểu về công nghệ nano và một số ứng dụng liên quan. Quyển sách không nặng về lịch sử của những sự kiện khoa học mà về hiện trạng và tương lai của một số khám phá khoa học. Những khám phá này vẫn tiếp diễn và linh động với thời gian. Công nghệ nano sẽ bám trụ vào cuộc sống đời thường và những ứng dụng của nó chỉ ở giai đoạn mở đầu.

Mục lục

Chương 1. Transistor: Nhân tố của một cuộc cách mạng (1)
Chương 2. Transistor: Nhân tố của một cuộc cách mạng (2)
Chương 3. Ý nghĩa vật lý của hiện tượng tàng hình
Chương 4. Siêu vật liệu
Chương 5. Graphene: Thế giới phẳng của carbon
Chương 6. Mẹ Thiên nhiên: Khoa học gia siêu phàm

Bảng tra từ (Index)

Chi tiết sách:

Nhà xuất bản Tổng Hợp Thành phố Hồ Chí Minh. Website: www.nxbhcm.com.vn ; www.sachweb.vn 

Số trang: 352, Khổ: 13,5 x 21, Giá bìa: 85.000 VNĐ, Giá ebook: 32.000 VNĐ.