Tổng hợp thành công "vật liệu kỳ diệu" từng được phát minh cách đây 60 năm

Trong suốt nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố gắng tổng hợp một dạng thù hình mới của carbon, được gọi là graphyne, nhưng phải mãi tới nay họ mới thành công.

Graphyne từ lâu đã được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm vì những điểm tương đồng của nó với "vật liệu kỳ diệu" graphene - một dạng thù hình của nguyên tử carbon vốn được đánh giá cao và thậm chí nhận Nobel Vật lý vào năm 2010. Tuy nhiên, bất chấp nhiều thập kỷ nghiên cứu, họ vẫn chưa thể tạo ra loại vật thể này.

Tổng hợp thành công vật liệu kỳ diệu từng được phát minh cách đây 60 năm
Cấu trúc tinh thể của một lớp graphyne graphene.

Giờ đây, nỗ lực đó đã kết thúc, nhờ vào nghiên cứu mới từ Đại học Colorado Boulder, khi họ chính thức sản xuất ra được vật liệu graphyne - thứ được cho là sẽ tạo ra cuộc cách mạng trong ngành năng lượng, điện tử.

Loading...

TS. Yiming Hu, tác giả chính của nghiên cứu không giấu được niềm hân hoan. "Tất cả chúng tôi đã vô cùng vui mừng vì giải quyết được vấn đề lâu đời này. Cuối cùng, nó đã được hiện thực hóa", TS. Hu chia sẻ.

Được biết, các dạng thù hình của carbon có nhiều cách được xây dựng tùy thuộc vào cách mà các phân tử lai hóa, được ký hiệu là carbon lai hóa sp2, sp3... Trong đó, nổi tiếng nhất là than chì (được sử dụng trong các công cụ như bút chì và pin) và kim cương, được tạo ra từ carbon sp2 và carbon sp3.

Tổng hợp thành công vật liệu kỳ diệu từng được phát minh cách đây 60 năm
Graphyne tạo thành các vòng benzen, được đặt cách xa nhau hơn và nối với nhau bằng liên kết Alkyn.

Thế nhưng từ cách đây ít nhất 6 thập kỷ, các nhà khoa học đã phát minh ra một định dạng mới mà họ gọi là graphyne. Mối quan tâm về vật liệu này càng được lưu tâm, khi họ chế tạo thành công graphene, vật chất được mệnh danh là "kỳ diệu" kể từ khi được phát minh ra cách đây 17 năm.

Theo định nghĩa, Graphyne giống graphene hơn cả về tên gọi. Cả hai đều là những cấu trúc carbon dày nhất từng được ghi nhận. Tuy nhiên, trong khi graphene có cấu trúc tổ ong đơn giản, được hình thành từ các vòng lục giác lặp lại không ngừng, thì graphyne phức tạp hơn rất nhiều.

Cụ thể, chúng tạo thành các vòng benzen, được đặt cách xa nhau hơn và nối với nhau bằng liên kết Alkyn. Trong đó cứ 2 nguyên tử carbon sẽ tạo thành liên kết ba giữa 3 cặp electron. "Đây có thể là vật liệu kỳ diệu thế hệ tiếp theo của graphene", Wei Zhang - giáo sư hóa tại Đại học Colorado Boulder cho biết.

Mặc dù vật liệu mới đã được chế tạo thành công, song nhóm nghiên cứu vẫn muốn xem xét kỹ hơn về các đặc tính cụ thể của nó, nhằm tạo ra vật liệu trên quy mô lớn, hay chế tác nó thành các dạng có ích cho đời sống.

Nghiên cứu được công bố vào ngày 9/5 trên tạp chí Nature Synthesis, đã lấp đầy khoảng trống còn lại lâu nay trong khoa học về vật liệu carbon. Các nhà khoa học tự tin cho biết, nghiên cứu cũng có khả năng mở ra những khả năng hoàn toàn mới cho ngành nghiên cứu điện tử, quang học và vật liệu bán dẫn.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Logo hơn 4 tỷ USD của Unilever chất cỡ nào?

Logo hơn 4 tỷ USD của Unilever chất cỡ nào?

Unilever hẳn là một cái tên quen thuộc với người người nhà nhà cùng những nhãn hiệu nổi tiếng như: OMO, Surf, Lux, Dove, Knorr Comfort, Vaseline, Hazeline, Ponds,….

Đăng ngày: 25/05/2022

"Con đường gạch vàng" không chỉ có trong xứ Oz

Con đường gạch màu vàng rực rỡ không chỉ có trong tiểu thuyết mà nay đã xuất hiện ngoài đời thực, tại thủ đô của Ghana.

Đăng ngày: 25/05/2022
Điều gì sẽ xảy ra nếu trời mưa ở mọi ngóc ngách trên Trái đất cùng một lúc trong một năm?

Điều gì sẽ xảy ra nếu trời mưa ở mọi ngóc ngách trên Trái đất cùng một lúc trong một năm?

Giả thuyết này thực sự đã từng xảy ra trước đó trên Trái đất và trên thực tế mưa đã rơi trong hơn 1 triệu năm.

Đăng ngày: 25/05/2022
Đàn ông hay phụ nữ dễ nổi cơn ghen hơn?

Đàn ông hay phụ nữ dễ nổi cơn ghen hơn?

Đàn ông có tính sở hữu cao nên dễ ghen hơn phụ nữ, hay phụ nữ mới là người ghen nhiều hơn? Một nghiên cứu mới đây đã tìm ra câu trả lời.

Đăng ngày: 25/05/2022
Bombardier ra mắt máy bay phản lực chở khách nhanh nhất thế giới

Bombardier ra mắt máy bay phản lực chở khách nhanh nhất thế giới

Hãng Bombardier giới thiệu mẫu máy bay phản lực mới Global 8000 nhanh nhất thế giới chuyên phục vụ giới thương gia với tốc độ 1.152km/h và chặng bay siêu dài 14.816km.

Đăng ngày: 25/05/2022

"Cánh cửa địa ngục" ngày càng phát triển, không gì có thể ngăn cản

Miệng núi lửa được mệnh danh là cánh cửa địa ngục ở Siberia đang ngày càng mở rộng hơn, không có gì ngăn cản được.

Đăng ngày: 24/05/2022
Căn nhà kỳ quặc đặt nhà vệ sinh giữa cầu thang nổi tiếng khắp mạng xã hội

Căn nhà kỳ quặc đặt nhà vệ sinh giữa cầu thang nổi tiếng khắp mạng xã hội

Thoạt nhìn bên ngoài, ngôi nhà trông khá yên tĩnh, bình thường nhưng điều đặc biệt bên trong khiến nó trở nên nổi tiếng.

Đăng ngày: 24/05/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News