Vật liệu nano
Đối với nhiều nhà hóa học, ‘nano’ chẳng phải chuyện gì lớn – suy cho cùng, hóa học là nghiên cứu về các nguyên tử và phân tử được đo theo nano mét (phần tỉ của môt mét), ngày nào chẳng thế. Tuy nhiên, sự xôn xao hiện nay là về công nghệ nano và vi chế tạo các dụng cụ ở cấp độ micro. Cái gọi là hạt nano có kích cỡ gấp 10 đến 1000 lần một nguyên tử trung bình: những cấp độ mà tại đó các vật liệu có thể hành xử theo những kiểu khác thường và rất khác với vật chất nguyên khối.
Ống nano carbon là các ống tí hon làm bằng các tấm graphene đơn nguyên tử cuộn tròn lại. Chúng là vật liệu bền nhất từng được biết. Dưới cấp độ 50 nm, đồng cũng trở nên siêu cứng. Các tính chất quang và điện thay đổi ở kích cỡ này, và một tỉ số giữa diện tích bề mặt với thể tích tăng lên rất nhiều cũng có các hiệu ứng khác lạ về độ hòa tan, độ khuếch tán và khả năng hình thành kết tủa.
Trong số những ao ước thần kì cho vật liệu nano là y học ‘viên đạn thần kì’, quang hợp nhân tạo, điện mặt trời và điện tử học ‘chấm lượng tử’.
Sự phát triển của bảng tuần hoàn
Câu hỏi rằng liệu có một nguyên lí tổ chức nào đó ẩn sau vật chất trong thế giới của chúng ta hay không là một câu hỏi đã xưa cũ. Các triết gia Hi Lạp, vốn bị thuyết phục rằng chỉ cần lô gic và suy luận là có thể đem lại nhận thức sâu sắc về sự hài hòa của vũ trụ, đã cố gắng phân tích các thứ chỉ bằng cách luận giải. Trong khi đó, một nhúm các nhà luyện kia, thợ rèn, thợ mỏ và các nhà giả kim tìm hiểu về hành trạng của vật chất và, mãi giũa các kĩ thuật hóa chất, bắt đầu xây dựng một danh sách gồm các chất đơn giản, ‘tinh khiết’.
Sự thành công của các hệ thống phân loại trong thế kỉ mười tám, ví dụ phân loại học Linnaean về giới tự nhiên, làm nổi bật nhu cầu về một ‘hệ thống tự nhiên của các nguyên tố’. Thế nhưng dự án tổ chức các nguyên tố hóa học theo loại đã bị phá sản bởi sự không chính xác trong đo lường trọng lượng nguyên tử, và sự nhập nhằng giữa các nguyên tố và các hợp chất. Bảng tuần hoàn năm 1869 của Dmitri Mendeleev đã quét sạch những bất đồng này, làm lộ ra những kiểu hình ẩn (và một số nguyên tố còn thiếu), và còn tiên liệu những khám phá của thế kỉ hai mươi về cấu trúc nguyên tử.
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành | Dan Green
