GRAPHENE --- Vật liệu mới tìm ra của thế kỷ 21. Sưu tầm của Vũ đăng Khoa

 

Một vật liệu co' sức bền mạnh gấp hơn 200 lần so với thép nhưng mỏng như một nguyên tử, đã đốt nóng lên một cơn sốt chạy đua của các nhà khoa học và nghiên cứu trên tầm vóc toàn cầu Các công ty và trường đại học đã và đang nghiên cứu để đoạt các bằng sáng chế và chế tạo các sản phẩm để đạt được lợi nhuận từ nguyên liệu trên. Đó là GRAPHENE.

Để chứng minh tiềm năng của nó, tiến sĩ Andrea Ferrari gần đây đã chọn một tấm nhựa uốn cong trong suốt làm bàn phím . Va` sau đó gõ trên bàn phím này làm vang ra những  âm thanh cao và trong suốt như tiếng chuông nhỏ.

Bàn phím này đã được thực hiện tại phòng thí nghiệm của tiến sĩ Ferrari tại học Đại học Cambridge. Một mạch điện graphene rất là mềm dẻo đã được thực hiện tại đây . Các nhà khoa học dự đoán là trong tương lai với chất liệu này người ta sẽ thực hiện được ước mơ chế tạo các điện thoại và báo điện tử rất mềm có thể gấp bỏ vào túi. Nó là vật liệu mỏng nhất được biết đến. Đặc biệt là khả năng dẫn điện và nhiệt, hấp thụ và phát ra ánh sáng cực cao.

Các nhà khoa học phân lập Graphene chỉ một thập kỷ trước, nhưng một số công ty đã xây dựng thành công các sản phẩm: NV HEDYY đã  giới thiệu một vợt tennis, Apple Inc, Saab, và Lockheed Martin Corp L gần đây đã tìm kiếm hoặc nhận được bằng sáng chế để sử dụng Graphene. Tiến sĩ Ferrari, người đứng đầu một nhóm khoảng 40 nhà nghiên cứu Graphene ở Cambridge cho biết:. "Graphene là một loại vật liệu như thép hay nhựa hoặc silicon có thể thực sự thay đổi xã hội"

Tuy nhiên, hiện nay Graphene vẫn còn phải đối mặt với nhiều trở ngại. Nó vẫn còn quá đắt đối với thị trường đại chúng và nó không thích hợp để sử dụng trong một số vi mạch cũa máy tính . Do đó các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm những phương cách tốt hơn để biến chất liệu này có thể sử dụng dễ dàng hơn. Graphene là vẫn đang là một công nghệ phức tạp đầy thách thức. Quentin Tannock, chủ tịch của công ty Cambridge Intellectual Property tại Anh cho biết: "Cuộc chạy đua để tìm thấy giá trị hữu dụng của nó là một cuộc chạy đua hơn là chạy nước rút."

Những quan tâm trong Graphene đã bùng nổ từ năm 2010 khi hai nhà nghiên cứu khoa học đã đoạt giải Nobel khi phát kiến ra lý thuyết về nó. Các nhà khoa học của công ty và các trường đại học đang gấp rút nghiên cứu các áp dụng của chất liệu này trên cấp độ sâu rộng hầu được cấp phát nhiều bằng sáng chế.  James Tour, một nha` nghiên cứu về graphene ở Đại học Rice, thành phố Houston, Mỹ, đã nói: "Ngay sau khi tôi tìm thấy một cái gì về nó, tôi đã tức khắc nộp và xin bằng sáng chế cho nó".  Apple đã nộp bằng sáng chế graphene " tải nhiệt" ứng dụng trong điện thoại di động. Saab đã nộp bằng sáng chế mạch graphene "hâm nóng" làm tan băng đá cho cánh máy bay. Lockheed Martin năm nay đã được cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ trên một màng graphene để lọc muối trong nước biển  Những người khác đã nộp đơn xin bằng sáng chế về Graphene, được sử dụng trong các chip máy tính, pin, màn hình cảm ứng linh hoạt, sơn chống rỉ, thiết bị nghiên cứu DNA và lốp xe. Một nhóm các nhà khoa học ở Anh đã sử dụng một màng Graphene để chưng cất rượu vodka.

Văn phòng United States Patent and Trademark Office cho biết có đến tổng cộng 9,218 bằng sáng chế ứng dụng Graphene nộp tính đến tháng năm 2013 trên toàn thế giới, tăng 19% so với năm trước. Trong năm năm qua, hồ sơ xin bằng sáng chế Graphene tăng  gấp năm lần.  Người phát minh có thể kiện đối thủ cạnh tranh của họ sau này và ngăn không cho những người này sao chép phát minh của họ trong vòng 20 năm. Nhiều  bằng sáng chế Graphene xuất hiện hợp pháp, nhưng một số có vẻ mang tính đầu cơ và có thể là mồi nhử để đánh lừa đối thủ.

Một trong những khu vực nghiên cứu cạnh tranh nhất là mực Graphene. Phòng thí nghiệm của tiến sĩ Ferrari năm ngoái đã đệ đơn xin cấp bằng sáng chế một loại mực Graphene có thể được dùng trong máy in phun mực. BASF thử nghiệm graphene mực để in mạch linh hoạt vào ghế có thể sưởi ấm trên xe hơi và có thể mang bán trên thị trường trong một vài năm. Graphene hấp thụ và phát ra ánh sáng trên phạm vi rộng nhất của các độ dài sóng so với cá vật liệu hiện hữu. Nó dẫn điện tốt hơn so với Silicon. Không giòn như silicon, graphene mềm dẻo  và có khả năng căng ra. 

Graphene sẽ rẻ hơn so với các vật liệu dẫn điện như đồng và bạc bởi vì nó có thể được làm từ than chì và cũng có thể được tạo ra bằng cách chế tạo từ các loại khí nhất định và kim loại, hoặc tổng hợp từ các nguồn carbon rắn .

Việc phát minh ra Graphene cũng đã khiến các nhà khoa học đã và đang cố công nghiên cứu hầu tìm ra những vật liệu khác với tính chất phi thường, như tiến sĩ Geim, người đoạt giải Nobel về Vật Lý năm 2002 đã phát biểu.

  

Mời các bạn xem Graphene qua video clip sau đây: