Sử dụng lò vi sóng để sản xuất graphene chất lượng cao

Thứ sáu, 09/09/2016 - 08:05

(Dân trí) - Trong một báo cáo nghiên cứu được công bố trực tuyến trên Tạp chí Science, nhóm kỹ sư đến từ trường Đại học Rutgers, Hoa Kỳ đã phát hiện ra một phương pháp đơn giản để sản xuất graphene chất lượng cao được sử dụng trong các thiết bị, linh kiện điện tử và năng lượng thế hệ mới, đó là phương pháp nướng các hợp chất trong lò vi sóng.

"Đây là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực graphene", Manish Chhowalla, giáo sư chuyên ngành Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật tại Khoa Kỹ thuật, đại học Rutgers cho biết. "Chỉ bằng phương pháp sử dụng vi sóng đơn giản, chúng ta có thể sản xuất ra vật liệu graphene có chất lượng cao với các đặc điểm được cải tiến từ vật liệu graphene ban đầu".

Sử dụng lò vi sóng để sản xuất graphene chất lượng cao - 1

Chhowalla - Giám đốc Viện Nghiên cứu Vật liệu Thiết bị và Công nghệ nano Tiên tiến cho biết thành viên của nhóm kỹ sư tham gia phát triển phương pháp mới bao gồm các nghiên cứu sinh sau tiến sĩ và sinh viên đại học chuyên ngành Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật.

Graphene được đánh giá là cứng gấp hơn 100 lần so với thép, đồng thời, tính dẫn điện của vật liệu này cũng tốt hơn so với đồng. Bên cạnh đó, khả năng tản nhiệt nhanh chóng hay tính dẫn nhiệt cao cũng góp phần biến graphene trở thành vật liệu tiềm năng, hữu dụng và được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất quy mô lớn các thiết bị điện tử, điện cực cho pin hay trong công nghệ in mạch điện tử, và thậm chí là làm chất xúc tác cho các tế bào nhiên liệu.

Graphene được cấu thành từ than chì (hay còn gọi là graphite) - một dạng thù hình của nguyên tử carbon. Than chì là loại carbon được sử dụng làm ruột bút chì. Graphite gồm những tấm carbon hình lục giác xếp chồng lên nhau. Và những lớp đơn carbon đó được gọi là graphene.

Phương pháp đơn giản nhất để làm gia tăng số lượng các tấm graphene là sử dụng hóa chất nhằm tách graphite thành nhiều tấm graphene riêng biệt. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là dễ hình thành các phản ứng phụ làm sản sinh ra khí oxy, từ đó hình thành oxit graphene, dẫn tới làm hạn chế tính dẫn điện của sản phẩm.

Đối với cộng đồng khoa học nghiên cứu lĩnh vực graphene, phương pháp loại bỏ oxy từ graphene oxide để thu được graphene chất lượng cao đã và đang là một thách thức lớn trong vòng hai thập kỷ qua. Khí oxy làm biến dạng cấu trúc nguyên tử nguyên sơ cũng như làm giảm tính chất của graphene.

Chhowalla và nhóm nghiên cứu của ông đã tiến hành thử nghiệm và phát hiện ra rằng phương pháp nướng oxit graphene trong lò vi sóng 1000-watt với thời gian chỉ 1 giây có thể giúp loại bỏ hầu như tất cả lượng oxy từ oxit graphene.

P.K.L-NASATI (Theo Physorg)