Tạo ra siêu vật liệu graphene đơn giản từ than chì

Vừa qua, tạp chí Nature Materials đã công bố một nghiên cứu khoa học mới liên quan đến loại siêu vật liệu cứng nhất hành tinh graphene. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã tìm ra một cách thức mới vô cùng đơn giản để chế tạo các tấm graphene từ than chì. Thậm chí cách thức chế tạo này đơn giản tới mức bạn có thể tự làm tại nhà với các đồ gia dụng thông thường.

Giáo sư vật lý - hóa học Jonathan Coleman đến từ trường Trinity College Dublin và các cộng sự đã sử dụng những thiết bị thông dụng, sẵn có trên thị trường, chẳng hạn như máy trộn cắt công suất cao và thậm chí cả máy xay sinh tố để thử nghiệm. Trước hết, họ đổ một ít bột than chì vào máy xay, cho thêm nước, rồi cả dung dịch rửa bát và bật máy trộn tốc độ cao.

Họ khám phá thấy rằng, lực cắt do công cụ quay nhanh trong dung dịch có thể đạt cường độ đủ mạnh để tách các lớp graphene cấu tạo từ các mảnh than chì, mà không làm hỏng cấu trúc hai chiều của chúng.

"Chúng tôi đã phát triển được một cách mới để chế tạo các tấm graphene. Phương pháp này mang tới rất nhiều graphene không khiếm khuyết. Trong phòng thí nghiệm, chúng tôi chỉ tạo ra vài gram graphene, nhưng khi tăng quy mô, chúng ta có thể sản xuất được hàng tấn siêu vật liệu", ông Coleman nhấn mạnh.

Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra hiệu suất của các tấm graphene tạo ra theo cách trên thông qua sử dụng chúng như chất độn để gia cố vật liệu nhựa hoặc như yếu tố dẫn truyền cho các cục pin và tấm pin mặt rời. Họ nhận định, việc tạo ra lượng lớn siêu vật liệu chất lượng tốt và rẻ tiền như thế này sẽ tăng cường việc ứng dụng graphene trong sản xuất các loại thiết bị khác nhau.

Được ca ngợi như một “siêu vật liệu” của tương lai, graphene có thể tạo ra các tấm vật liệu không những vô cùng mỏng, nhẹ mà còn siêu bền và gần như trong suốt. Cụ thể, Graphene là một kiểu tấm cấu tạo từ các nguyên tử carbon liên kết với nhau theo kiểu hình lục giác tuần hoàn. Đây được coi là mảnh vật chất mỏng và bền nhất thế giới hiện nay với độ bền đã từng được kiểm chứng là hơn thép tới 300 lần. Đồng thời, Graphene còn được công nhận là linh hoạt hơn rất nhiều so với silicon. Tốt hơn silicon, độ linh hoạt cao trong khi còn bền hơn thép và dẫn nhiệt tốt, graphene hiện đang được coi là loại chất liệu lý tưởng cho các thiết bị đeo trên người. Tuy nhiên, cũng vì những đặc tính hiếm có như vậy mà loạt vật chất này có giá thành sản xuất rất đắt đỏ.