Trong những năm gần đây, người ta đã dành nhiều sự chú ý cho siêu vật liệu graphene. Nhưng graphene là gì? Hãy tưởng tượng một chất cứng hơn thép 200 lần nhưng nhẹ hơn giấy 1000 lần.
Vào năm 2004, hai nhà khoa học từ Đại học Manchester, Andrei Geim và Konstantin Novoselov, đã “chơi” với than chì. Đúng vậy, chính là thứ bạn tìm thấy trên đầu bút chì. Họ tò mò về vật liệu này và muốn biết liệu nó có thể được loại bỏ trong một lớp hay không. Vì vậy, họ đã tìm thấy một công cụ khác thường: băng keo.
“Bạn đặt [băng dính] lên than chì hoặc mica rồi bóc lớp trên cùng ra,” Heim giải thích với BBC. Các mảnh than chì bay ra khỏi băng dính. Sau đó, gấp đôi băng dính và dán nó vào tấm trên cùng, rồi tách chúng ra lần nữa. Sau đó, bạn lặp lại quá trình này 10 hoặc 20 lần.
“Mỗi lần các mảnh vỡ lại vỡ thành các mảnh mỏng hơn và mỏng hơn. Cuối cùng, các mảnh rất mỏng vẫn còn trên băng tải. Bạn hòa tan băng và mọi thứ hòa tan.”
Thật ngạc nhiên, phương pháp băng dính đã tạo nên điều kỳ diệu. Thí nghiệm thú vị này đã dẫn đến việc phát hiện ra các mảnh graphene một lớp.
Năm 2010, Heim và Novoselov đã nhận được giải Nobel Vật lý cho khám phá của họ về graphene, một vật liệu bao gồm các nguyên tử carbon được sắp xếp theo mạng lưới lục giác, tương tự như lưới thép.
Một trong những lý do chính khiến graphene trở nên tuyệt vời là cấu trúc của nó. Một lớp graphene nguyên sơ xuất hiện như một lớp các nguyên tử carbon được sắp xếp theo cấu trúc mạng lục giác. Cấu trúc tổ ong ở quy mô nguyên tử này mang lại cho graphene sức mạnh ấn tượng.
Graphene cũng là một siêu sao về điện. Ở nhiệt độ phòng, nó dẫn điện tốt hơn bất kỳ vật liệu nào khác.
Bạn còn nhớ những nguyên tử carbon mà chúng ta đã thảo luận không? Vâng, mỗi nguyên tử đều có một electron bổ sung gọi là electron pi. Electron này di chuyển tự do, cho phép nó dẫn điện qua nhiều lớp graphene với ít điện trở.
Nghiên cứu gần đây về graphene tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát hiện ra một điều gần như kỳ diệu: khi bạn xoay nhẹ (chỉ 1,1 độ) hai lớp graphene ra khỏi vị trí thẳng hàng, graphene sẽ trở thành chất siêu dẫn.
Điều này có nghĩa là nó có thể dẫn điện mà không có điện trở hoặc nhiệt, mở ra nhiều khả năng thú vị cho siêu dẫn trong tương lai ở nhiệt độ phòng.
Một trong những ứng dụng được mong đợi nhất của graphene là trong pin. Nhờ khả năng dẫn điện vượt trội, chúng ta có thể sản xuất pin graphene sạc nhanh hơn và bền hơn pin lithium-ion hiện đại.
Một số công ty lớn như Samsung và Huawei đã đi theo con đường này, với mục tiêu đưa những tiến bộ này vào các tiện ích hàng ngày của chúng ta.
“Đến năm 2024, chúng tôi kỳ vọng một loạt các sản phẩm graphene sẽ có mặt trên thị trường”, Andrea Ferrari, giám đốc Trung tâm Graphene Cambridge và là nhà nghiên cứu tại Graphene Flagship, một sáng kiến do European Graphene điều hành, cho biết. Công ty đang đầu tư 1 tỷ euro vào các dự án chung. các dự án. Liên minh này đẩy nhanh quá trình phát triển công nghệ graphene.
Các đối tác nghiên cứu của Flagship hiện đang tạo ra pin graphene cung cấp thêm 20% dung lượng và 15% năng lượng so với các loại pin năng lượng cao tốt nhất hiện nay. Các nhóm khác đã tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời dựa trên graphene có hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện cao hơn 20%.
Mặc dù có một số sản phẩm ban đầu đã khai thác được tiềm năng của graphene, chẳng hạn như thiết bị thể thao Head, nhưng sản phẩm tốt nhất vẫn chưa xuất hiện. Như Ferrari đã lưu ý: “Chúng ta nói về graphene, nhưng thực tế là chúng ta đang nói về một số lượng lớn các lựa chọn đang được nghiên cứu. Mọi thứ đang đi đúng hướng”.
Bài viết này đã được cập nhật bằng công nghệ trí tuệ nhân tạo, kiểm tra thực tế và biên tập bởi các biên tập viên của HowStuffWorks.
Nhà sản xuất thiết bị thể thao Head đã sử dụng vật liệu tuyệt vời này. Vợt tennis Graphene XT của họ tuyên bố nhẹ hơn 20% ở cùng trọng lượng. Đây thực sự là công nghệ mang tính cách mạng!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Tên tác giả: ${t.byline_authors_html}`),t.byline_authors_html&&t.byline_date_html&&(e+=” | “),t.byline_date_html&&(e+=t.byline_date_html);var i=t.body_html .replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); return e+=`\n\t\t\t\t
Thời gian đăng: 21-11-2023