Tin KHCN trong nước

Tấm graphene có thể cứng hơn kim cương

08/01/2018
 


Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu khoa học tiên tiến thuộc trường Đại học New York đã phân lớp các tấm graphene để tạo ra vật liệu biến đổi thành cấu trúc giống kim cương ở dạng 3 chiều khi bị lực tác động mạnh. Thay đổi đột ngột độ dẫn điện của các tấm graphene khi bị lõm có thể mang lại cho vật liệu một số tính chất điện tử mới thú vị.

Elisa Riedo, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: "Đây là màng mỏng chưa từng có với độ cứng và độ chắc chắn của kim cương. Trước đây, khi chúng tôi thử nghiệm than chì hay một lớp nguyên tử graphene duy nhất, chúng tôi sẽ phải tạo áp lực và cảm nhận có sự xuất hiện của một màng rất mỏng. Nhưng khi màng than chì dày 2 lớp, chúng tôi nhận thấy vật liệu chịu áp lực trở nên cứng và chắc hơn khối kim cương".

Nghiên cứu này dựa vào các thí nghiệm và mô phỏng cho thấy về mặt lý thuyết có thể tạo ra diamene và thao tác ép làm cho liên kết cacbon trong 2 tấm graphene xếp thành các cấu hình hữu ích. Các nhà khoa học đã sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử để làm biến dạng các tấm graphene hình thành trên các tấm silicon cacbua để kiểm tra sự thay đổi tính chất cơ học và tính chất điện của chúng.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu đã chứng minh việc bổ sung thêm nhiều lớp không tạo thành tấm graphene chắc hơn và ngược lại, chỉ phát huy hiệu quả khi graphene được sắp xếp chỉ trong hai lớp.

Nhà hóa học Angelo Bongiorno, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Cả than chì và kim cương đều được làm hoàn toàn từ cacbon, nhưng các nguyên tử được sắp xếp theo cách khác nhau trong mỗi vật liệu, mang lại cho chúng các tính chất riêng biệt như độ cứng, tính linh hoạt và độ dẫn điện. Kỹ thuật mới cho phép chúng tôi điều chỉnh than chì để nó có được những tính chất có lợi của kim cương trong điều kiện cụ thể".

Do cách sử dụng đa dạng, graphene sẽ đóng một vai trò ngày càng lớn đối với công nghệ thế hệ mới cả về cấu trúc và điện tử. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology.
 

Theo NASATI

Tìm kiếm

Tìm

Giới thiệu