Trang Chính
Vật liệu kỳ diệu mới, chỉ dày 1 nguyên tử
(05/10/2009-02:23:00 PM)
Hãy hình dung một tấm cácbon chỉ dày 1 nguyên tử nhưng cứng hơn kim cương và dẫn điện nhanh gấp 100 lần so với silic trong các chip máy tính. Đó là graphene, vật liệu kỳ diệu mới nhất đang được triển khai tại các phòng thí nghiệm khoa học trên toàn thế giới. Nó đang gây xôn xao lớn trong cộng đồng các nhà vật lý, hóa học và các kỹ sư điện tử.
"Đó là vật liệu mỏng nhất được biết trong vũ trụ, và cũng là vật liệu bền vững nhất đo được", Andre Geim, nhà vật lý tại ĐH Manchester (Anh), đã viết về nó trên Tạp chí Khoa học của Mỹ ngày 19 tháng 6 vừa qua. "Chỉ vài gam là có thể phủ kín cả một sân bóng đá”. Rod Ruoff, một nhà nghiên cứu graphene ở ĐH Texas (Mỹ) đã nói như vậy.
Giống kim cương, graphene là cácbon tinh khiết. Nó có cấu trúc lưới nguyên tử 6 cạnh, nhìn qua kính hiển vi điện tử trông giống như tổ ong. Mặc dù khỏe như vậy, nhưng nó mềm dẻo như màng chất dẻo và có thể bẻ cong, gập hay cuộn lại. Graphite, ruột bút chì, được làm từ nhiều lớp graphene chồng lên nhau. Mặc dù từng lớp một thì cứng, nhưng liên kết giữa chúng lại yếu cho nên chúng dễ dàng trượt đi và để lại vết đen khi viết.
Những ứng dụng tiềm năng của graphene bao gồm các màn hình cảm ứng, pin mặt trời, các thiết bị giữ năng lượng và cả các chip máy tính tốc độ. Tuy nhiên, việc nó thay thế được silic, vật liệu điện tử cơ bản trong các chip máy tính, thì vẫn còn rất xa vời, Geim, người phát hiện ra cách chế tạo graphene 5 năm trước đây, đã nói như vậy. “Trong tương lai gần và trung hạn, sẽ cực kỳ khó khăn cho graphene để thay thế silic làm vật liệu chính trong điện tử máy tính. Silic là một ngành công nghiệp nhiều tỷ đôla đã hoàn thiện việc gia công silic trong 40 năm”, Tomas Palacios, một nhà nghiên cứu graphene ở MIT, phát biểu.
Các phòng thí nghiệm của các trường đại học và của Chính phủ và các công ty lớn như IBM cũng như các công ty mới khởi sự đang tích cực làm việc để giải quyết những vấn đề khó khăn trong chế tạo graphene và biến nó thành các sản phẩm hữu ích.
Cho đến năm ngoái, cách duy nhất để chế tạo graphen là cho những bông graphit bám lên băng dính và tách từng lớp bằng cách cẩn thận xé băng đi. Họ đã gọi nó là “kỹ thuật Băng Scotch”. Tuy nhiên, gần đây các nhà khoa học đã khám phá ra cách hiệu quả hơn để sản xuất ra graphene trên cơ sở đồng, nikel hay silic, rồi sau đó được khắc bỏ đi.
"Đây là một tiến bộ ngoạn mục trong vài tháng qua. Các thách thức mà 2 năm trước tưởng chừng như không vượt qua nổi bỗng nhiên còn rất ít, gần như biến mất”, Geim cho biết.
Vật liệu này chắc chắn sẽ có nhiều ứng dụng thương mại. Chúng ta sẽ bắt đầu thấy các thiết bị lai - chủ yếu được làm bằng silic, nhưng phần quan trọng của thiết bị đó được làm bằng graphene, Ruoff nói.
NACESTI (theo Science, 9/2009)
(05/10/2009-02:23:00 PM)
Hãy hình dung một tấm cácbon chỉ dày 1 nguyên tử nhưng cứng hơn kim cương và dẫn điện nhanh gấp 100 lần so với silic trong các chip máy tính. Đó là graphene, vật liệu kỳ diệu mới nhất đang được triển khai tại các phòng thí nghiệm khoa học trên toàn thế giới. Nó đang gây xôn xao lớn trong cộng đồng các nhà vật lý, hóa học và các kỹ sư điện tử.
"Đó là vật liệu mỏng nhất được biết trong vũ trụ, và cũng là vật liệu bền vững nhất đo được", Andre Geim, nhà vật lý tại ĐH Manchester (Anh), đã viết về nó trên Tạp chí Khoa học của Mỹ ngày 19 tháng 6 vừa qua. "Chỉ vài gam là có thể phủ kín cả một sân bóng đá”. Rod Ruoff, một nhà nghiên cứu graphene ở ĐH Texas (Mỹ) đã nói như vậy.
Giống kim cương, graphene là cácbon tinh khiết. Nó có cấu trúc lưới nguyên tử 6 cạnh, nhìn qua kính hiển vi điện tử trông giống như tổ ong. Mặc dù khỏe như vậy, nhưng nó mềm dẻo như màng chất dẻo và có thể bẻ cong, gập hay cuộn lại. Graphite, ruột bút chì, được làm từ nhiều lớp graphene chồng lên nhau. Mặc dù từng lớp một thì cứng, nhưng liên kết giữa chúng lại yếu cho nên chúng dễ dàng trượt đi và để lại vết đen khi viết.
Những ứng dụng tiềm năng của graphene bao gồm các màn hình cảm ứng, pin mặt trời, các thiết bị giữ năng lượng và cả các chip máy tính tốc độ. Tuy nhiên, việc nó thay thế được silic, vật liệu điện tử cơ bản trong các chip máy tính, thì vẫn còn rất xa vời, Geim, người phát hiện ra cách chế tạo graphene 5 năm trước đây, đã nói như vậy. “Trong tương lai gần và trung hạn, sẽ cực kỳ khó khăn cho graphene để thay thế silic làm vật liệu chính trong điện tử máy tính. Silic là một ngành công nghiệp nhiều tỷ đôla đã hoàn thiện việc gia công silic trong 40 năm”, Tomas Palacios, một nhà nghiên cứu graphene ở MIT, phát biểu.
Các phòng thí nghiệm của các trường đại học và của Chính phủ và các công ty lớn như IBM cũng như các công ty mới khởi sự đang tích cực làm việc để giải quyết những vấn đề khó khăn trong chế tạo graphene và biến nó thành các sản phẩm hữu ích.
Cho đến năm ngoái, cách duy nhất để chế tạo graphen là cho những bông graphit bám lên băng dính và tách từng lớp bằng cách cẩn thận xé băng đi. Họ đã gọi nó là “kỹ thuật Băng Scotch”. Tuy nhiên, gần đây các nhà khoa học đã khám phá ra cách hiệu quả hơn để sản xuất ra graphene trên cơ sở đồng, nikel hay silic, rồi sau đó được khắc bỏ đi.
"Đây là một tiến bộ ngoạn mục trong vài tháng qua. Các thách thức mà 2 năm trước tưởng chừng như không vượt qua nổi bỗng nhiên còn rất ít, gần như biến mất”, Geim cho biết.
Vật liệu này chắc chắn sẽ có nhiều ứng dụng thương mại. Chúng ta sẽ bắt đầu thấy các thiết bị lai - chủ yếu được làm bằng silic, nhưng phần quan trọng của thiết bị đó được làm bằng graphene, Ruoff nói.
NACESTI (theo Science, 9/2009)
