Graphene là một loại "siêu vật liệu" nắm giữ tiềm năng cách mạng hóa vật lí và kĩ thuật đang thu được rất nhiều sự chú ý. Các nhà khoa học trên toàn thế giới đang háo hức nghiên cứu các đặc tính phi thường và ý nghĩa tiềm năng của nó.
Bản chất của Graphene
Theo Sicence Times, lộ trình "Đổi mới và Công nghệ Graphene" dự đoán việc sử dụng rộng rãi vật liệu này vào năm 2025 trong các sản phẩm thương mại như lốp xe, pin, cảm biến và thiết bị điện tử.
Là một chất có nguồn gốc từ than chì, graphene bao gồm các nguyên tử carbon nguyên chất, chất được coi là một trong những nguyên tố thiết yếu của tự nhiên được tìm thấy trong các vật dụng hàng ngày như đầu bút chì.
Siêu vật liệu này về cơ bản là một tấm carbon với độ dày bằng một nguyên tử, được sắp xếp theo hình lục giác. Nó sở hữu độ bền, độ dẫn điện và khả năng chống thấm vượt trội.
Theo Science Times, siêu vật liệu này đại diện cho một loại vật liệu hai chiều mới và đóng vai trò là nền tảng cho các vật liệu graphit khác như ống nano carbon.
Theo Repsol, độ dẻo dai, linh hoạt, nhẹ và độ bền đặc biệt cao của graphene khiến nó bền hơn thép 200 lần và nhẹ hơn nhôm 5 lần.
Các đặc tính nổi bật của nó, bao gồm tính dẫn điện và nhiệt cao, độ đàn hồi, độ dẻo dai, độ nhẹ và độ bền, có tiềm năng đổi mới đáng kể trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đại diện cho một bước tiến mang tính cách mạng trong công nghệ.
Ứng dụng của Graphene
Các đặc điểm phi thường của graphene đã khơi dậy nhiều nghiên cứu chuyên sâu về các ứng dụng tiềm năng của nó. Các ứng dụng của siêu vật liệu này trải rộng từ mảng công nghệ tiêu dùng đến khoa học môi trường.
Dưới đây là một số ví dụ về các ứng dụng của nó, theo Digital Trends:
Điện tử linh hoạt: Các đặc tính dẫn điện, tính linh hoạt và độ trong suốt cao của Graphene mở ra khả năng cho các thiết bị điện tử di động bền bỉ và các ứng dụng y sinh tiên tiến.
Quang điện (Pin mặt trời): Tính dẫn điện và độ trong suốt cao của graphene làm cho nó trở thành vật liệu đầy hứa hẹn để sản xuất pin Mặt trời, có khả năng vượt qua hiệu quả của silicon trong việc chuyển đổi năng lượng Mặt trời, dẫn đến các giải pháp năng lượng tái tạo rẻ hơn và mạnh mẽ hơn, đồng thời mang lại khả năng cải thiện cảm biến hình ảnh trong các thiết bị như máy ảnh.
Chất bán dẫn: Độ dẫn điện cao của graphene mang lại khả năng tăng cường tốc độ truyền thông tin trong chất bán dẫn một cách đáng kể. Các thử nghiệm của Bộ Năng lượng Mỹ cho thấy rằng các polyme bán dẫn dẫn điện nhanh hơn khi đặt trên một lớp graphene so với trên silicon.
Lọc nước: Đặc tính độc đáo của graphene là cho phép nước thấm qua trong khi ngăn chặn hầu hết chất khí và chất lỏng khác, làm cho nó trở thành vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng lọc, từ chưng cất rượu mạnh đến lọc độc tố và thậm chí khử muối trong nước biển.
