Các nhà khoa học vô tình chế tạo thành công cấu trúc carbon mới
Cấu trúc mới có tên schwarzite sẽ ghép thành "bộ ba nguyên tử" với graphene và fullerene.
Các nhà khoa học vừa tạo ra một dạng carbon mới, mở ra cả một chân trời nữa về ứng dụng khoa học công nghệ.
Carbon có thêm những ứng dụng mới, bên cạnh việc đã rất quan trọng với bản thân sự sống và có ở hầu hết mọi nơi, nằm trong kim cương - khoáng chất cứng nhất Trái Đất tính tới thời điểm này, nằm trong ngay cái đầu bút chì bạn đang dùng, trong nguyên liệu cứng nhất thế giới - graphene. Người ta gọi dạng carbon mới là schwarzite.
Cấu trúc carbon của schwarzite.
Đã từ lâu, các nhà hóa học đã dự đoán sự tồn tại của schwarzite, nghi ngờ rằng chúng có những đặc tính phù hợp trong chế tạo pin và chất xúc tác. Bất ngờ thay, sau nhiều thập kỉ kiếm tìm vẫn chưa thấy, thì schwarzite lại ngẫu nhiên được các nhà khoa học tại Hàn Quốc và Nhật Bản chế tạo thành công.
Lúc đó, họ đang tìm hiểu cấu trúc của carbon zeolite (ZTC) – dạng tinh thể của silicon dioxide với cấu trúc carbon nằm bên trong - để xem chúng có tính chất hay ho gì không. Họ ngẫu nhiên tạo ra được schwarzite nhưng lại chẳng hề hay biết, cho tới khi các nhà hóa học tại Đại học California, Berkeley nhận thấy cấu trúc khác thường của chất mới được tạo nên.
"Giờ chúng ta đã có công thức chế tạo những cấu trúc trên, điều này rất quan trọng bởi lẽ khi ta làm được ra chúng, ta sẽ tự nghiên cứu được chúng mà không gặp nhiều trở ngại", giáo sư Berend Smit dẫn đầu nghiên cứu nói.
Carbon có thể được dát mỏng thành dạng 2D giống như những tấm graphene hay ghép thành khối tròn giống cấu trúc fullerene. Những hình dáng của hai chất trên được xác định khi những nguyên tử carbon liên kết chặt chẽ với nhau. Không giống với fullerene cong vào trong, graphene không hề có dạng cong, thì schwartzite lại cong hướng ra ngoài.
Fullerene.
Graphene.
"Thử nghiệm tìm ra được schwarzite đã hoàn thiện được bộ ba carbon kết hợp để cong về đủ các hướng khác nhau", giáo sư Efrem Braun - người đã góp công vào nghiên cứu trên nói.
Zeolite được dùng nhiều trong sản xuất chất tẩy hóa ra lại là thành phần tối quan trọng để tạo nên cấu trúc carbon mới này. Trong nghiên cứu của mình, giáo sư Braun và các cộng sự bơm hơi chứa carbon vào trong zeolite. Khi vào được bên trong, carbon sẽ xếp thành những tấm phẳng như graphene, ngăn các phân tử zeolite ra. Bề mặt vật chất căng ra và vươn ra theo những hướng chưa từng có. Sao đó, họ phân hủy zeolite để tạo ra được schwarzite nguyên chất.
Cách chế tạo schwarzite như trong loạt ảnh gif dưới đây, với màu đen là carbon còn màu vàng và đỏ là zeolite.
Việc tối ưu hóa schwarzite sẽ cực kì có lợi cho nhân loại. Trong quá khứ, những lần các nhà khoa học khám phá ra được những dạng carbon mới là fullerene và graphene, ta đã có được những tiến bộ vượt bậc về khoa học kĩ thuật, những nhà khoa học cống hiến cho nghiên cứu đều đã giành được giải Nobel.
Schwarzite vẫn đang trong giai đoạn đầu chế tạo và nghiên cứu, vẫn phải đợi xem ta có thể có những ứng dụng gì.
Hóa ra bộ ba nguyên tử là có thật, và grahphene và fullerene đã đợi sự xuất hiện của schwarzite từ rất lâu rồi!
Chế tạo thành công khoáng thạch có thể hấp thụ khí CO2
Tuy rằng công trình nghiên cứu này mới chỉ trong giai đoạn sơ bộ nhưng các nhà khoa học đều lạc quan cho rằng đây chính là một bước tiến lớn trong nỗ lực giảm mức khí thải gây hiệu ứng nhà kính.
Nhà khoa học phát triển cặp đũa điện tử, kích thích vị mặn trong lưỡi bằng... điện
Cũng giống như bất cứ câu chuyện nhạt nhẽo nào đều bị gán cho một hoán dụ không mấy dễ chịu: "thiếu muối", thì với chúng ta, món ăn ngon là phải "đủ muối".
Anh quốc nghiên cứu hệ thống nhận diện tội phạm ấu dâm bằng bàn tay
Giáo sư Dame Sue Black thuộc Đại học Lancaster, đã phát triển một kỹ thuật pháp y giúp xác định tội phạm dựa trên các đặc điểm trên bàn tay.
Máy bay chạy năng lượng Mặt trời của Airbus lập kỷ lục bay 25 ngày không dừng
Theo tờ Thời Báo Hoàn Cầu, Zephyr S cất cánh vào ngày 11/7 tại bang Arizona, Mỹ và bay ở độ cao trên 21,33km so với mặt đất, cao gấp đôi so với tầm hoạt động của máy bay thương mại.
Độc đáo quy trình sản xuất tách uống cà phê từ chính… bã cà phê bỏ đi
Để giảm thiểu tối đa lượng rác thải sinh ra trong quá trình pha chế cà phê, một công ty đã tiến hành ý tưởng tái chế hết sức độc đáo là sản xuất tách uống cà phê từ chính…bã cà phê bỏ đi!
Chiếc lưới đặc biệt giúp “câu” nước từ không khí để giải quyết nạn hạn hán
Một trong những yếu tố tiên quyết ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế cũng như đời sống của người dân, ở các hoang mạc hay bất kỳ một khu vực khô hạn nào chính là nguồn nước.
