Công nghệ
Công nghệ mới
Chế tạo thành công thủy tinh kim cương siêu cứng bằng cách nén một "quả bóng đá carbon"
Chế tạo thành công thủy tinh kim cương siêu cứng bằng cách nén một "quả bóng đá carbon"
Các nhà nghiên cứu công tác tại Viện khoa học Carnegie vừa phát triển thành công thủy tinh kim cương siêu cứng, chế tạo từ một cấu trúc nguyên tử carbon mang hình “quả bóng đá”. Vật liệu mới có khả năng dẫn nhiệt tốt, và có thể ứng dụng được trong sản xuất đồ điện tử.
Carbon là vật chất linh hoạt, có thể tạo thành nhiều cấu trúc thông qua các sắp xếp nguyên tử khác nhau; carbon vừa có thể tạo nên than chì (graphite), vừa là thành phần của kim cương hay thậm chí, làm nên cả siêu vật chất graphene. Mẫu hình lặp lại của kim cương có thể tạo nên kiến trúc nhiều chiều, mang lại khả năng cứng cáp của vật chất.
Tuy vậy, có một số cấu trúc carbon khó chế tạo hơn những dạng khác, đơn cử như thủy tinh kim cương.
Quá trình chế tạo tinh thể kim cương: ép than chì (graphite). Quá trình chế tạo thủy tinh kim cương: ép fullerene.
“Việc tổng hợp vật liệu carbon vô định hình với các liên kết ba chiều là mục tiêu được giới khoa học đặt ra từ lâu”, tác giả nghiên cứu mới, ông Yingwei Fei nhận định. “Chủ yếu là phải tìm được vật liệu ban đầu hợp lý, để nó có thể biến hình đúng yêu cầu khi xuất hiện áp lực”.
Khi tăng áp lực lên graphite, chúng ta sẽ khiến nó cứng lại thành tinh thể, từ đó ta có kim cương. Ta đã từng nghĩ tới việc sử dụng kim cương làm thủy tinh kim cương, nhưng sự thật không đơn giản vậy. Nhiệt độ nóng chảy của kim cương là 4.227 độ C, quá cao để ứng dụng vật liệu một cách linh hoạt. Nhóm nghiên cứu cần một cấu trúc carbon hỗn loạn hơn để dễ bề điều chỉnh.
Nhóm xác định sẽ sử dụng cấu trúc gồm 60 phân tử carbon xếp thành dạng một quả bóng đá rỗng, được đặt tên “fullerene” để thực hiện thí nghiệm. Nhóm làm nóng “quả bóng” để hình dáng của nó trở nên mất trật tự, rồi sử dụng máy ép đưa áp lực lớn vào cấu trúc. Kết quả: họ tạo ra một loại thủy tinh cứng như kim cương, với quá trình sản xuất sẽ cho ra hàng loạt những tinh thể kim cương có kích cỡ vài milimet.
Cấu trúc fullerene.
Quan sát kỹ cấu trúc, nhóm nghiên cứu thấy loại thủy tinh mới có độ cứng khoảng 102 GigaPascal (GPa), cao hơn kim cương tự nhiên nhưng vẫn chưa bằng AM-III, một loại thủy tinh nhân tạo gốc Hoa với độ cứng chạm ngưỡng 113 GPa.
Nhóm nghiên cứu đồng thời khẳng định thủy tinh siêu cứng có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn bất cứ vật liệu vô định hình nào. Quan trọng hơn, các nhà khoa học có thể tổng hợp chúng trong môi trường nhiệt độ từ 900-1.000 độ C, mức nhiệt mà các dây chuyền công nghiệp có thể đạt được.
“Việc tạo thành thủy tinh với các đặc tính siêu việt sẽ mở ra cánh cửa mới cho các ứng dụng tương lai”, ông Fei nhận định. Nhà nghiên cứu cho rằng các dây chuyền sản xuất thủy tinh kim cương siêu cứng sẽ sớm đạt quy mô lớn.
Nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí Nature.
"Áo điều hòa" hòa giúp người lao động Nhật Bản hạ nhiệt trong mùa hè oi bức
Một loại áo trông có vẻ không thời trang lắm, căng phồng khi mặc vào vì có hai chiếc quạt bên trong, nhưng lại đang rất hút khách tại Nhật vì giúp người dân nơi này giải nhiệt mùa hè.
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ
Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?
Bạn đã từng nghe đến máy bay tàng hình, tàu ngầm tàng hình nhưng bạn có biết nghĩa của tàng hình ở đây thực sự là gì?
Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano
Thuật ngữ công nghệ Nano (nano technology) chỉ việc nghiên cứu, học tập, tổng hợp và sử dụng các loại vật liệu, thiết bị hay kể cả các hệ thống có kích thước cỡ nano (1 phần tỷ mét).
Nano trong một thế giới cực nhỏ
Khoa học và công nghệ nano (nanoscience and nanotechnology) là một bộ môn khảo sát, tìm hiểu đặc tính những vật chất cực nhỏ, để thao tác (manipulate), chồng chập những vật chất này, xây dựng vật thể to hơn.
Đường hầm gió tốc độ 37.000km/h của Trung Quốc dự kiến sẽ sẵn sàng vào năm tới
Đường hầm gió siêu thanh (hoặc siêu tốc) được thiết kế để mô phỏng cho các phương tiện di chuyển với tốc độ lên đến Mach 30 ở độ cao từ ở độ cao từ 40km đến 100km.
