Đây là một phương thức chế tạo graphene mới, rẻ hơn và nhanh hơn. Các nhà khoa học Úc vừa tìm ra cách biến dầu ăn mà c...
Đây là một phương thức chế tạo graphene mới, rẻ hơn và nhanh hơn.
Các nhà khoa học Úc vừa tìm ra cách biến dầu ăn mà chúng ta dùng hàng ngày thành graphene, dien mat troi một siêu vật liệu có cực kỳ nhiều ứng dụng. Kỹ thuật này giúp giảm chi phí và thời gian chế tạo graphene đi rất nhiều lần.
Graphene là vật liệu có rất nhiều đặc tính ưu việt, nó cứng hơn thép 200 lần, cứng hơn cả kim cương nhưng lại vô cùng linh hoạt. Thậm chí, dưới những điều kiện nhất định, graphene còn có thể biến thành một chất siêu dẫn điện với điện trở bằng không.
Những đặc tính đó của graphene khiến nó có thể được dùng để tạo ra những thiết bị điện tử tốt hơn, các tấm năng lượng mặt trời có hiệu suất cao hơn và thậm chí còn có thể được sử dụng trong y học.
Năm ngoái, điện năng lượng mặt trời một nghiên cứu cho rằng graphene có thể tăng dung lượng pin smartphone lên thêm 25% và vật liệu này còn có thể lọc nhiên liệu từ không khí.
Tuy nhiên, khả năng ứng dụng của graphene còn rất hạn chế bởi chi phí sản xuất vật liệu này cực kỳ cao. Thông thường, để chế tạo ra graphene chúng ta cần sử dụng vật liệu tinh khiến trong điều kiện chân không ở nhiệt độ cao.
Do chưa tìm ra phương pháp chế tạo có mức giá rẻ nên graphene vẫn chỉ được sử dụng trong phòng thí nghiệm.
Nhưng mới đây, các nhà khoa học của Úc đã tìm ra cách chế tạo graphene ở nhiệt độ phòng từ dầu đậu nành giá rẻ.
"Quá trình chế tạo graphene ở nhiệt độ phòng này rất nhanh, đơn giản, an toàn, có khả năng nhân rộng và tính ứng dụng cao", Zhao Jun Huan, một nhà nghiên cứu tham gia dự án chia sẻ. "Công nghệ độc đáo của chúng tôi có thể giảm chi phí sản xuất graphene và cải thiện khả năng ứng dụng của vật liệu này".
Theo các nhà khoa học, phương pháp chế tạo graphene có tên "GraphAir" của họ được tiến hành bằng cách đưa dầu đậu nành vào lò nung nóng trong vòng 30 phút để nó phân hủy thành các khối carbon. Sau đó, lượng carbon này được làm nguội nhanh trong phôi được làm bằng niken. Trong phôi niken, carbon sẽ khuếch tán thành tấm graphen hình chữ nhật dày 1 nanomet (mỏng hơn 80.000 lần so với một sợi tóc của con người).
Kỹ thuật chế tạo graphene này không chỉ rẻ và dễ dàng mà còn nhanh hơn so với các phương pháp khác. Các nhà khoa học thường mất tới vài giờ để tạo ra graphene ở điều kiện chân không.
Theo ông Zhao, kỹ thuật này có thể giảm chi phí chế tạo graphene xuống 10 lần. Không chỉ có vậy, nó còn tạo ra một lựa chọn bền vững hơn cho việc tái chế dầu ăn.
"Hiện tại chúng ta có thể tái chế dầu ăn thay vì bỏ đi và biến chúng thành thứ gì đó hữu ích", Dong Han Seo, một nhà nghiên cứu tham gia dự án chia sẻ.
Câu hỏi đặt ra là liệu kỹ thuật chế tạo graphene mới này có thể nhân rộng hay không. Dù kỹ thuật mới của các nhà khoa học Úc cực kỳ tuyệt vời nhưng nó chỉ tạo ra một tấm graphene với kích thước 5x2 cm.
Nhóm nghiên cứu cho biết rằng tấm graphene có kích thước lớn nhất mà họ từng tạo ra lớn bằng một chiếc thẻ tín dụng.
Để thực sự tạo ra graphene có thể sử dụng trong mục đích thương mại, dien nang luong mat troi các nhà khoa học cần tạo ra tấm graphene có kích thước lớn hơn nhiều so với hiện tại. Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm kiếm các đối tác thương mại để theo đuổi mục tiêu chế tạo tấm graphene kích thước lớn.
Tuần trước, một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Kansas cũng đã đệ trình một bằng sáng chế mô tả cách chế tạo graphene bằng khí hydrocarbon, oxy và bugi, không cần tới môi trường chân không.
Những đặc tính đó của graphene khiến nó có thể được dùng để tạo ra những thiết bị điện tử tốt hơn, các tấm năng lượng mặt trời có hiệu suất cao hơn và thậm chí còn có thể được sử dụng trong y học.
Năm ngoái, điện năng lượng mặt trời một nghiên cứu cho rằng graphene có thể tăng dung lượng pin smartphone lên thêm 25% và vật liệu này còn có thể lọc nhiên liệu từ không khí.
Tuy nhiên, khả năng ứng dụng của graphene còn rất hạn chế bởi chi phí sản xuất vật liệu này cực kỳ cao. Thông thường, để chế tạo ra graphene chúng ta cần sử dụng vật liệu tinh khiến trong điều kiện chân không ở nhiệt độ cao.
Do chưa tìm ra phương pháp chế tạo có mức giá rẻ nên graphene vẫn chỉ được sử dụng trong phòng thí nghiệm.
Nhưng mới đây, các nhà khoa học của Úc đã tìm ra cách chế tạo graphene ở nhiệt độ phòng từ dầu đậu nành giá rẻ.
"Quá trình chế tạo graphene ở nhiệt độ phòng này rất nhanh, đơn giản, an toàn, có khả năng nhân rộng và tính ứng dụng cao", Zhao Jun Huan, một nhà nghiên cứu tham gia dự án chia sẻ. "Công nghệ độc đáo của chúng tôi có thể giảm chi phí sản xuất graphene và cải thiện khả năng ứng dụng của vật liệu này".
Theo các nhà khoa học, phương pháp chế tạo graphene có tên "GraphAir" của họ được tiến hành bằng cách đưa dầu đậu nành vào lò nung nóng trong vòng 30 phút để nó phân hủy thành các khối carbon. Sau đó, lượng carbon này được làm nguội nhanh trong phôi được làm bằng niken. Trong phôi niken, carbon sẽ khuếch tán thành tấm graphen hình chữ nhật dày 1 nanomet (mỏng hơn 80.000 lần so với một sợi tóc của con người).
Kỹ thuật chế tạo graphene này không chỉ rẻ và dễ dàng mà còn nhanh hơn so với các phương pháp khác. Các nhà khoa học thường mất tới vài giờ để tạo ra graphene ở điều kiện chân không.
Theo ông Zhao, kỹ thuật này có thể giảm chi phí chế tạo graphene xuống 10 lần. Không chỉ có vậy, nó còn tạo ra một lựa chọn bền vững hơn cho việc tái chế dầu ăn.
"Hiện tại chúng ta có thể tái chế dầu ăn thay vì bỏ đi và biến chúng thành thứ gì đó hữu ích", Dong Han Seo, một nhà nghiên cứu tham gia dự án chia sẻ.
Câu hỏi đặt ra là liệu kỹ thuật chế tạo graphene mới này có thể nhân rộng hay không. Dù kỹ thuật mới của các nhà khoa học Úc cực kỳ tuyệt vời nhưng nó chỉ tạo ra một tấm graphene với kích thước 5x2 cm.
Nhóm nghiên cứu cho biết rằng tấm graphene có kích thước lớn nhất mà họ từng tạo ra lớn bằng một chiếc thẻ tín dụng.
Để thực sự tạo ra graphene có thể sử dụng trong mục đích thương mại, dien nang luong mat troi các nhà khoa học cần tạo ra tấm graphene có kích thước lớn hơn nhiều so với hiện tại. Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm kiếm các đối tác thương mại để theo đuổi mục tiêu chế tạo tấm graphene kích thước lớn.
Tuần trước, một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Kansas cũng đã đệ trình một bằng sáng chế mô tả cách chế tạo graphene bằng khí hydrocarbon, oxy và bugi, không cần tới môi trường chân không.
Nguồn: Genk (Theo Science Alert)
