Tạo ra vật liệu cứng hơn thép 200 lần từ dầu ăn

Một báo cáo trên tạp chí Science cho biết, giá một miếng graphene cỡ micromet có thể lên tới 1.000 USD. Tuy nhiên sự phát triển của công nghệ đã khiến cho giá thành của graphene giảm dần.

Một loại dầu ăn làm từ đậu nành sử dụng trong đời sống hàng ngày đã được các nhà khoa học dùng để tạo thành graphene trong phòng thí nghiệm.

Bước tiến về công nghệ này sẽ giúp làm giảm đáng kể chi phí và tính phức tạp trong quá trình chế tạo loại vật liệu siêu bền graphene trên quy mô thương mại.

Graphene được tạo thành bởi một lớp phân tử cacbon liên kết với nhau cực kì chặt chẽ. Chính vì thế nó rất nhẹ, bền hơn thép 200 lần và dẫn điện tốt hơn cả đồng.

Với những tính chất siêu việt như vậy, tiềm năm ứng dụng của graphene là rất lớn, từ đồ điện tử cho đến các tấm pa nô mặt trời và cả trong y học.

Tuy nhiên, rất khó khăn và tốn kém khi chế tạo graphene với quy mô lớn.

Việc chế tạo graphene yêu cầu nhiều kĩ thuật sản xuất phức tạp như tạo ra nhiệt độ cao trong môi trường chân không cũng như các thành phần đắt tiền như kim loại có độ tinh khiết cao và khí nén nổ.

Một mảnh graphene được tạo ra từ dầu ăn. (Nguồn ảnh: CSIRO).

Trong công trình nghiên cứu vừa được công bố gần đây, một nhóm các nhà khoa học Úc đã trình bày một phương pháp giúp tạo ra graphene bằng những nguyên liệu rẻ tiền cũng như trong điều kiện không khí thông thường.

Để sản xuất ra graphene, dầu đậu nành được làm nóng trong lò ống trong khoảng 30 phút. Khi đó, chúng sẽ phân hủy thành các khối cacbon và đóng vón trên các lá kim loại làm bằng niken.

Những mảng carbon vón cục này sẽ nhanh chóng được làm nguội và tán mỏng lên bề mặt của lá kim loại thành hình chữ nhật với kích thước 5x2 cm và dày khoảng 1 nanomet (mỏng hơn 80.000 một sợi tóc của con người lần).

Đồng tác giả của công trình nghiên cứ, tiến sĩ Zhao Jun Han đến từ Viện công nghệ CSIRO cho biết phương pháp này sẽ nhanh và tiết kiệm năng lượng hơn hẳn so với các phương pháp khác.

Tiến sĩ Zhao cho biết quá trình này có thể cắt giảm chi phí sản xuất graphene xuống gấp mười lần.

"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".

"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 chỉ tạo ra một tấm graphene với kích thước 5x2cm.

Nhóm nghiên cứu cho biết, 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, 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.