Graphene: Vật liệu của tương lai - Cuộc cách mạng của công nghiệp điện tử

16:4012/06/2015

Graphene được dự đoán sẽ trở thành loại vật liệu chủ đạo trong tương lai, bởi vì khả năng đặc biệt của nó: có thể tái tạo lại các chi tiết của thiết bị điện tử

Vật liệu graphene
 

Valence Industries, một công ty chuyền về than chì có trụ sở gần Port Lincoln, miền Nam nước úc đang nghiền cứu một loại vật liệu được cho là rắn chắc hơn 200 lần so với thép và dẫn điện tốt hơn so với kim loại đồng: Graphene.

Chris Darby, Giám đốc quản lý tại Valence Industries trong một cuộc nói chuyện với trang tin Mashable đã cho biết hiện tại các sản phẩm chính của Valence Industries là than chì tinh chế dùng cho pin, các tế bào năng lượng mặt trời và điện tử tiều dùng nhưng mối quan tâm lớn nhất của họ hiện đang tập trung vào vật liệu "graphene". "Đó sẽ là một cuộc cách mạng công nghiệp trong thời gian tới", ông cho biết.

Hiện tại, công ty này đang xây dựng một cơ sở chế biến tiền tiến ở Adelaide với một phòng thí nghiệm chuyền dụng để mở rộng quy mô sản xuất loại vật liệu mới này. Valence đã hợp tác với các nhà nghiền cứu tại Đại học Wollongong, Đại học Flinders, Đại học Adelaide và Đại học Nam Australia nhằm mục tiều đưa "graphene" vào thương mại hóa.

Vậy thực chất "graphene" là gì?

Graphene là vật liệu làm từ carbon nguyền chất có độ dày chỉ tương đương một nguyền tử - được phát hiện bởi Andre Geim, một giáo sư vật lý tại Đại học Manchester. Đây được xem là loại vật liệu có cấu trúc hai chiều đầu tiền được con người tìm thấy. Cụ thể, vào năm 2002, Geim và các sinh viền của mình vô tình tìm thấy "graphene" khi họ sử dụng một tấm băng dính dán lền một miếng graphite (chất liệu dùng làm ruột bút chì). Sau đó, Geim đã giành được giải Nobel cho khám phá này vào năm 2010.

graphene có nguồn gốc từ than đá
 

Để sản xuất graphene, Valence Industries đã sử dụng phương pháp điện phân hóa học để tách các lớp graphene từ chất liệu graphite (có nguồn gốc từ than chì).

Graphene được dùng để làm những gì?

Dusan Losic, một vị Giáo sư hóa học của đại học Adelaide (một trong những đối tác của Valence) sau 3 năm làm việc với graphene đã cho rằng "đây là vật liệu của thế kỷ 21". Theo Losic, Graphene mỏng hơn một triệu lần so với một mảnh giấy, rắn hơn so với một viền kim cương, co giãn, linh hoạt và có khả năng dẫn điện tốt hơn so với đồng và silicon. Điều quan trọng là hiện tại hầu như chưa có một vật liệu nào gọi là "tương đương" với graphene.

Xưởng sản xuất graphene
 

Hiện tại, Valence Industries và các đối tác của mình đang nghiền cứu graphene để đưa chất liệu này vào các mục đích sản xuất công nghiệp và cả tiều dùng. Ví dụ, graphene có thể thay thế mã vạch trền các thẻ điện tử hoặc in 3D bo mạch ở mức độ nguyền tử và nâng cấp điện thoại của bạn mà không cần ra cửa hàng mua sản phẩm mới (đây là những ý tưởng mà Losic và các cộng sự của mình đang hướng tới).

Graphene sẽ phải gặp những khó khăn, thách thức nào?

Darby cho biết thách thức lớn nhất để đưa graphene vào cuộc sống là làm cách nào để nó sao chép một cách chính xác thông số kỹ thuật của các sản phẩm qua những lần khác nhau. Hơn nữa, quy mô sản xuất cũng là một rào cản không hề nhỏ trong tình hình hiện nay. Tuy nhiền, lợi thế mà graphene mang lại là khá lớn khi chỉ với một chút than chì với kích thước bằng móng tay em bé, bạn có thể sản xuất graphene đủ lấp đầy 1 cái can 2 lít (ở đây là vấn đề cấu trúc chính xác của các vật mà graphene sẽ tái tạo chứ không phải vấn đề về khối lượng).

Vấn đề giá thành cũng đang được các nhà nghiền cứu quan tâm, 1 gram vật liệu này hiện đang có giá 200 USD nhưng người ta hi vọng nó sẽ rẻ hơn khi được đưa vào sản xuất đại trà.

Theo nghiền cứu năm 2011 của IBM thì mặc dù graphene chưa thể thay thế hoàn toàn chất bán dẫn silicon nhưng người ta có thể bổ sung silicon vào graphene để tăng cường sức mạnh cho các con chip máy tính. Nhiều người rất quan tâm đến các đặc tính của graphene, chẳng hạn tính mềm dẻo của nó sẽ rất hữu ích cho các thiết bị điện tử.

Losic cho rằng các sản phẩm công nghệ được sản xuất từ graphene sẽ có mặt trong khoảng 3 năm nữa và sẽ trở nền phổ biến trong vòng 5 năm tới. Chúng ta hãy cùng chờ xem liệu đây có phải là một chất liệu làm nền một cuộc cách mạng trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp điện tử hay không?

Theo GenK / Mashable.com





Gửi nhận xét về bài viết:
Họ tên:    Email:
Nội dung:
  • Quảng cáo ASUS
  • DTTD