Một mẫu giấy graphene. Ảnh: Lisa Aloisio
Các nhà khoa học tại trường Đại học Công nghệ Sydney (UTS) vừa công bố những kết quả đáng chú ý trong việc phát triển một vật liệu composite dựa trên graphene mỏng như một tờ giấy và bền hơn thép một chục lần.
Trong nghiên cứu mới công bố gần đây trên tạp chí Journal of Applied Physics, một đội nghiên cứu UTS, dưới sự giám sát của giáo sư Guoxiu Wang, đã phát triển những kết quả thử nghiệm và những mẫu vi cấu trúc của giấy graphene, một chất liệu có tiềm năng làm cách mạng hóa các ngành công nghiệp ô tô, hàng không, điện và quang học.
Giấy graphene (GP) là một chất liệu có thể xử lí, định hình lại, và biến tính từ trạng thái chất liệu thô ban đầu của nó – graphite. Các nhà nghiên cứu tại UTS đã xay thành công graphite thô bằng cách tinh chế và lọc nó với hóa chất để định hình lại và biến tính nó thành những cấu hình vi cấu trúc sau đó được xử lí thành những tấm mỏng như tờ giấy.
Những chồng tấm nano graphene này gồm những mạng carbon lục giác đơn lớp và đặt trong những cấu trúc xếp lớp hoàn hảo, mang lại cho chúng những tính chất cơ, nhiệt, và điện ngoại hạng.
Sử dụng một phương pháp tổng hợp và xử lí nhiệt mới, đội nghiên cứu UTS đã chế tạo ra chất liệu có những tính chất cơ uốn dẻo, rắn chắc và tính cứng đặc biệt. So với thép, GP đã qua xử lí nhẹ hơn sáu lần, khối lượng riêng thấp hơn năm đến sáu lần, cứng hơn hai lần, và suất căng cao hơn 10 lần, và tính dẻo cao hơn 13 lần.
Nhà nghiên cứu đứng đầu nhóm Ali Reza cho biết, “Chưa từng có ai khác sử dụng một phương pháp sản xuất và kiểm tra nhiệt tương tự như vậy để tìm kiếm và thực hiện những tính chất cơ ngoại hạng như vậy đối với giấy graphene. Chắc chắn chúng tôi đang dẫn đầu so với những nhóm nghiên cứu khác”.
“Những tính chất cơ ngoại hạng của GP tổng hợp khiến nó là chất liệu hứa hẹn cho những ứng dụng thương mại và kĩ thuật.
“Không chỉ nhẹ hơn, bền hơn, cứng hơn, và dẻo hơn thép, nó còn có thể tái chế và sản phẩm sản xuất hàng loạt thân thiện với môi trường và hiệu quả về mặt chi phí khi sử dụng”.
Ông Ranjbartoreh cho biết những kết quả trên hứa hẹn những lợi ích to lớn cho việc sử dụng giấy graphene trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không, cho phép phát triển những chiếc xe hơi và máy bay nhẹ hơn và bền hơn, sử dụng ít nhiên liệu hơn, thải ra ít chất ô nhiễm hơn, và chi phí điều hành rẻ hơn và thân thiện với môi trường sinh thái.
Ông cho biết những công ti hàng không lớn như Boeing đã bắt đầu thay thế kim loại bằng sợi carbon và các chất liệu gốc carbon, và giấy graphene với những tính chất cơ không gì sánh nổi của nó sẽ là chất liệu tiếp theo để họ khai thác.
Nguồn: Đại học Công nghệ Sydney, PhysOrg.com
