Ứng Dụng Từ Vật Liệu Graphene - Công Nghệ

(KHCN)-Graphene được mệnh danh là siêu vật liệu của tương lai và đang thu hút số lượng công trình nghiên cứu khổng lồ trong ngành khoa học vật liệu. Công trình mới đây nhất về graphene được biết đến với tên gọi bóng đèn mỏng nhất thế giới. Graphene cấu tạo gồm một lớp các nguyên tử cácbon liên kết theo hình lưới lục giác như tổ ong. Siêu vật liệu này sở hữu các đặc tính lạ thường, kể cả độ cứng rắn gấp 200 lần thép, khả năng dẫn điện tuyệt vời hơn đồng và gần như trong suốt.

Ảnh minh họa

Việc khám phá ra siêu vật liệu graphene vào năm 2004 đã mang lại cho 2 nhà khoa học gốc Nga Andre Geim và Konstantin Novoselov thuộc Đại học Manchester (Anh) giải Nobel Vật lý năm 2010 và các tước hiệu hiệp sĩ Anh sau đó.

Graphene được dự đoán sẽ có rất nhiều ứng dụng hữu ích. Khả năng tạo ra ánh sáng mới phát hiện của siêu vật liệu này được coi là một bước then chốt để tạo ra các máy tính và màn hình ti vi siêu mỏng trên thế giới.

Trong nghiên cứu mới, "bóng đèn" được tạo ra bằng cách gắn một dải graphene nhỏ, mỏng cỡ vài micron (trong đó 1 micron = 1/1 triệu mét và một sợi tóc người có độ dày 90 micron), đóng vai trò như dây tóc vào các điện cực kim loại. Khi cho dòng điện chạy qua, graphene sẽ sáng lên.

Bất chấp kích thước cực nhỏ, dây tóc đèn bằng graphene rõ thấy trước mắt thường khi sáng lên. Lúc đó, graphene đạt mức nhiệt độ rất cao là 2.500°C, nhưng không làm tan chảy các điện cực vì "điểm nóng" chỉ giới hạn ở trung tâm của dây tóc. Điều này khiến việc chiếu sáng hiệu quả hơn so với ở bóng đèn dây tóc vonfram, vốn phân tán nhiệt tương đối đều.

Chuyên gia Yun Daniel Park đến từ Đại học Quốc gia Seoul nói, cácbon từng được sử dụng làm các dây tóc đầu tiên khi đèn chiếu sáng mới được phát minh. "Nhà phát minh Edison ban đầu sử dụng cácbon như dây tóc bóng đèn của ông ấy và hiện giờ chúng ta đang quay trở lại với cùng vật liệu đó, nhưng sử dụng nó ở dạng tinh khiết - graphene - và ở giới hạn kích thước tối đa - độ dày một nguyên tử", chuyên gia Park giải thích.

Nhóm nghiên cứu báo cáo rằng graphene được nung nóng đến 2500oC, tạo ra khả năng phát quang tốt. Và hiện nay họ đang làm việc để tìm hiểu thêm các tính chất và hiệu suất của nguồn phát sáng mỏng nhất này. Mục tiêu trước mắt có thể là tìm ra một cơ chế để tạo các bit 0 và 1 ứng dụng trong truyền tải thông tin quang.

Phát kiến mới về ứng dụng phát sáng của graphene không phải là khoa học viễn tưởng. Hãy nhìn lại lịch sử của LED, chỉ với vài thập kỷ LED đã đi vào đời sống của con người và xuất hiện mọi lúc mọi nơi, từ màn hình tivi tới các thiết bị chiếu sáng, trang trí hay trong xe cộ và hệ thống cáp quang... Giờ đây, chúng ta có cơ sở để hi vọng về những bóng đèn siêu mỏng trong tương lai với graphene, những bóng đèn gần như không thể nhìn thấy và tích hợp ngay trên tường hay trần nhà. TH