Vật liệu cứng hơn kim cương

Các nhà khoa học Đại học London vừa khám phá cơ chế hình thành nên loại vật liệu có tên là Graphen. Graphen được cấu tạo các lớp cacbon xếp chồng lên nhau từng được biết như một vật liệu mới siêu mỏng, siêu bền và siêu dẫn điện.

Graphen là một mảng cacbon có độ dày một nguyên tử - loại vật liệu mỏng nhất được biết và chắc chắn nhất từng tồn tại trong vũ trụ.

Qua đo, thử các nhà khoa học khẳng định, nó bền hơn thép 200 lần và có thể truyền tải điện năng tốt hơn đồng (Cu) gấp 1 triệu lần. Những đặc tính này tạo cho graphen một số ứng dụng tiềm năng như chế tạo vi mạch cho máy tính, điện thoại di động siêu tốc. Tuy nhiên sản xuất những mảng graphen rất khó khăn và đắt đỏ.

Dario Alfc và Monica Pozzo, là hai nhà khoa học, thuộc Khoa Khoa học Trái đất, Đại học London, là những người đang cố gắng tìm hiểu và mô tả cơ chế hình thành graphen trong một phương pháp sản xuất đặc biệt. Đó là cho các phân tử hydrocacbon đi qua bề mặt iridi (Ir) được làm nóng trong khoảng từ 30 độ C đến 1000 độ C.

Khi tiếp xúc với bề mặt này, những phân tử hydrocacbon giải phóng các nguyên tử H, chỉ còn những nguyên tử C bám vào bề mặt Ir và tập trung ở đó thành những kết cấu nano. Những kết cấu nano này phát triển thành mảng graphen hoàn chỉnh.

Alfc cho biết phương pháp phát triển graphen được nhiều người biết đến tuy nhiên vẫn chưa giải thích được cơ chế thực hiện từ một bề mặt bao phủ cacbon đến một mảng graphen. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự phát triển của graphen bắt đầu từ sự hình thành những “hòn đảo” nhỏ cacbon với một kết cấu mái vòm, trong đó chỉ những phân tử ở vòng ngoài mới bám được trên chất nền Iridi trong khi các nguyên tử trung tâm bị đẩy ra khỏi chất nền khiến “hòn đảo” phồng lên ở trung tâm.

Các nhà khoa học ở Đại học Manchester đã chứng minh rằng graphen có thể được áp dụng vào trong các mạch điện tử để tạo ra những transistor kích thước phân tử.Graphene có nhiều ưu điểm hơn silicon nhờ tính dẫn điện tốt hơn khoảng 10 lần.

Hiện nay, graphen là chủ đề nghiên cứu nóng bỏng của ngành điện tử và bán dẫn bởi nó có tính dẫn điện cao, và hơn hết theo như phỏng đoán thì với kích thước càng nhỏ, hiệu quả hoạt động của nó càng cao.

Trong tương lai, vật liệu này có thể được dùng để chế tạo các vi mạch điện tử thế hệ mới, khiến máy tính hoặc điện thoại di động truyền dữ liệu với tốc độ cao hơn rất nhiều.

Theo: vlxd.nuce.edu.vn