Graphene có khả năng chịu áp suất cực lớn

Dân trí

Các nhà khoa học trường Đại học Manchester cho biết, các quả cầu nhỏ được làm từ vật liệu graphene một nguyên tử có thể chịu được áp suất cực lớn. Điều này là do graphene có một sức mạnh cực kỳ đáng kinh ngạc, nó bền hơn sắt đến 200 lần. Các quả cầu graphene được tạo nên có chủ đích khi đặt graphene lên chất nền bằng phẳng và thường được xem là một vật cản lớn và vì thế không được chú ý đến.

Mới đây, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Manchester, do giáo sư Irina Grigorieva dẫn đầu, đã quan sát các quả cầu graphene và đã phát hiện ra các đặc tính “lạ kỳ” của chúng.

Graphene có khả năng chịu áp suất cực lớn - 1

Những quả cầu graphene có thể chủ đích tạo ra này có thể tạo thành các thiết bị có khả năng chịu được áp suất rất lớn. Điếu này có thể xem như một bước tiến có ý nghĩa lớn cho việc tìm ra cách thức các phân tử phản ứng dưới áp suất cực độ.

Trong bài viết công bố trên Tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học đã nhận thấy hình dạng và kích cỡ của các quả bong bóng nano này cung cấp thông tin rõ về cường độ co giãn của graphene và sự tương tác của nó với chất nền cơ bản.

Các nhà khoa học cũng đã phát hiện ra rằng các quả cầu này cũng có thể tạo ra với các tinh thể 2 chiều (2D) khác như molybdenum disulfide đơn lớp (MoS2) hoặc boron nitride đơn lớp. Họ đã đo được trực tiếp áp lực quán tính xuyên qua graphene dựa trên vật liệu “mắc kẹt” bên trong các quả cầu này và ngược lại.

Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu đã khứa rãnh những quả bóng làm từ graphene MoS2 đơn lớp và boron nitride đơn lớp bằng đầu chóp kính hiển vi lực nguyên tử (atomic force microscop) và đã đo cường độ của nó. Điều này rất cần thiết để có thể tạo ra được một vết lõm có kích cỡ nhất định.

Những số đo này đã cho thấy graphene bọc những quả bóng có kích cỡ micromet đã tạo các áp suất lớn bằng 200 mege Paxcan hoặc 2.000 atmotphe. Thậm chí áp suất của những quả bong bóng siêu nhỏ này còn lớn hơn nhiều so với dự kiến.

Theo Ekaterina Khestanova, nghiên cứu sinh, người trực tiếp thực hiện thí nghiệm, cho biết: “Áp suất này đủ để hiệu chỉnh các đặc tính của vật liệu mắc kẹt bên trong các quả bong bóng này, ví dụ, có thể thúc đẩy quá trình kết tinh của chất lỏng cao hơn nhiệt độ đóng băng bình thường của nó”.

Andre Geim, đồng tác giả nghiên cứu, nhấn mạnh rằng: “Những quả cầu này rất phổ biến. Bây giờ, các nhà nghiên cứu có thể nghĩ đến việc tạo ra chúng một cách có chủ đích để có thể thay đổi các loại vật liệu hoặc nghiên cứu các đặc tính của các màng mỏng nguyên tử có khả năng chịu áp suất và ứng lực lớn”.

P.T.T-NASATI (Theo Phys)