Các chuyên gia đã tạo được loại vật liệu bền hơn thép 200 lần làm từ… dầu đậu nành

Graphene là loại vật liệu cacbon chắc chắn, chỉ rộng một nguyên tử và dẫn điện tốt hơn đồng. Vật liệu này được các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Manchester phát hiện vào năm 2004 và mang lại cho các nhà phát minh ra nó Giải thưởng Nobel năm 2010.

Giờ đây, các nhà khoa học Úc đã tạo ra được graphene có tiềm năng thương mại từ dầu đậu nành. Graphene có triển vọng cho nhiều ứng dụng trong các thiết bị điện tử, thiết bị y sinh và máy lọc nước.

Được biết, kết cấu Graphene này sẽ giúp tạo ra những loại vật liệu với những tính năng và ưu điểm vượt trội như độ bền gấp 200 lần so với thép, cứng hơn kim cương và lại vô cùng dẻo dai. Dưới những điều kiện đặc biệt, chúng còn có thể tự chuyển hóa thành một loại chất siêu dẫn, truyền tải điện năng với mức điện trở gần như bằng 0.

Theo các nhà khoa học dự kiến thì loại vật liệu mang kết cấu Graphene mới này có thể được ứng dụng trong cả ngành điện tử, chế tạo pin năng lượng mặt trời hay thậm chí là cả trong y học.

Tuy vậy nhưng chi phí để tạo ra loại vật liệu Graphene này tương đối lớn vì chúng phải được tổng hợp trong các loại máy móc thiết bị đặc biệt, có khả năng tạo ra nhiệt độ cực lớn. Chưa kể tới việc nguyên liệu tạo ra chúng cũng phải có độ tinh khiết rất lớn khiến cho giá thành của những loại vật liệu Graphene trở nên vô cùng đắt đỏ và khó có thể được ứng dụng rộng rãi trong tương lai gần.

Thế nhưng, tất cả những khó khăn trên đã được các nhà khoa học tại Australia giải quyết hoàn toàn khi họ đã phát minh ra một công nghệ mới cho phép tổng hợp ra được vật liệu Graphene trong điều kiện nhiệt độ phòng thông thường và với nguyên vật liệu chỉ là dầu đậu nành mà thôi.

Nhà nghiên cứu Zhao Jun Han, đến từ CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), tổ chức nghiên cứu độc lập của Chính quyền liên bang tại Australia đã cho biết: “Quy trình chế tạo ra loại vật liệu Graphene này rất nhanh chóng, đơn giản, an toàn và có tiềm năng mở rộng trên quy mô lớn. Chúng tôi hi vọng công nghệ duy nhất hiện nay mà chúng tôi đang nghiên cứu này sẽ giúp giảm giá thành sản xuất vật liệu Graphene, tăng tính ứng dụng thực tiễn của loại vật liệu này trong tương lai”.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đã đặt tên cho công nghệ mới này là GraphAir và theo các nhà nghiên cứu mô tả một cách khái quát thì dầu đậu nành sẽ được nung nóng trong một ống thủy tinh chịu nhiệt trong khoảng 30 phút để chúng tự phân rã và hình thành các khối cacbon mới.

Những khối cacbon này sau đó sẽ được làm nguội và dàn đều trên những tấm kim loại nickel và tạo thành những tấm nguyên liệu Graphene với độ dày chỉ khoảng 1 nanometre mà thôi (nhỏ hơn 80.000 lần so với sợi tóc của con người).

Nhà nghiên cứu Dong Han Seo, một thành viên trong nhóm sáng chế cho biết, công nghệ này không chỉ giúp đẩy nhanh quá trình tạo ra vật liệu Graphene mà nó còn giúp tiết kiệm chi phí sản xuất rất nhiều: “Chúng ta nay đã có thể tái chế dầu thải và sử dụng chúng để tạo nên những loại vật liệu vô cùng hữu dụng”.

Dù rằng quy trình tổng hợp này có nhanh hơn, tiết kiệm hơn so với phương pháp tổng hợp Graphene trước đây nhưng nhóm nghiên cứu cũng đã thừa nhận rằng hiện tại nó vẫn còn một số hạn chế cần phải khắc phục trước đi được ứng dụng vào thực tiễn.

Một trong số những nhược điểm phải kể đến chính là kích thước của các tấm vật liệu Graphene được tạo ra tương đối nhỏ. Theo nghiên cứu thì tới thời điểm hiện tại, tấm vật liệu Graphene lớn nhất mà nhóm nghiên cứu này tạo ra được mới chỉ to bằng một chiếc thẻ tín dụng mà thôi.

Và để có thể ứng dụng công nghệ này vào thực tiễn thì họ cần phải cải tiến quy trình giúp tạo ra những tấm vật liệu Graphene lớn hơn như thế rất nhiều.

Tuệ Tâm (t/h)