Tránh đường đi graphene, borophene mới là vật liệu kỳ diệu của tương lai

Tránh đường đi graphene, borophene mới là vật liệu kỳ diệu của tương lai
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Giới khoa học đã có con cưng mới, nhưng trước hết phải chứng minh là nó được việc đã.

Cách đây không lâu, graphene được giới khoa học toàn thế giới vinh danh là vật liệu kỳ diệu của tương lai. Nó là một tấm carbon cực bền chắc, độ dày tính bằng đường kính nguyên tử, có thể được “biến hóa” thành những hình dạng khác nhau. Nhờ khả năng dẫn điện của nó, các nhà khoa học vật chất tin rằng kỷ nguyên của bộ vi xử lý máy tính làm từ graphene đã gần kề. Liên minh EU chi tận 1 tỷ euro để kích cầu ngành công nghiệp graphene phát triển.

Nhưng giấc mơ chưa thành sự thực, graphene chưa xuất hiện khắp nơi, nhưng nó cũng đã mở đường cho ngành khoa học vật chất tìm ra được những thứ mới. Một trong những ứng cử viên sáng giá nhất là borophene: một lớp nguyên tử bo mỏng có thể được xếp thành nhiều cấu trúc tinh thể khác nhau.

Tránh đường đi graphene, borophene mới là vật liệu kỳ diệu của tương lai - Ảnh 1.

Một khối bo

Khả năng ứng dụng vào nhiều ngành, sử dụng vào nhiều mục đích của borophene chính là thứ khiến nó đặc biệt. Các nhà điện hóa học cho rằng borophene có thể được dùng trong sản xuất anode cho pin lithium-ion thế hệ mới; khả năng xúc tác của borophene làm giới khoa học vô cùng thích thú. Các nhà vật lý học đang thử nghiệm khả năng của nó trong việc phát hiện nhiều loại nguyên tử và phân tử.

Mới chỉ tháng trước, nhà khoa học Zhi-Quiang Wang và một số cộng sự công tác tại Đại học Xiamen cùng ngồi lại, phân tích kỹ những tính chất của borophene và những ứng dụng có thể có.

Lịch sử phát triển của borophene cũng ngắn lắm. Từ thập niên 90, các nhà vật lý học đã lần đầu tiên dự đoán được sự tồn tại của chúng, thông qua một chương trình giả lập cách nguyên tử bo hợp lại thành một lớp bo mỏng.

Đến năm 2015, ta đã tổng hợp được borophene, bằng cách phả khí gas nóng đậm đặc các phân tử bo vào một bề mặt lạnh làm từ thép nguyên chất.

Cách sắp xếp các nguyên tử sắt đã ép nguyên tử bo vào một khuôn mẫu tương tự, cứ 6 nguyên tử bo lại ghép lại với nhau thành một hình lục giác. Tuy nhiên, một phần lớn các nguyên tử bo lại chỉ kết hợp với 4 hoặc 5 nguyên tử bo khác, tạo nên lỗ hổng trong cấu trúc lục giác. Chính khoảng trống đó khiến tinh thể borophene đặc biệt.

Tránh đường đi graphene, borophene mới là vật liệu kỳ diệu của tương lai - Ảnh 2.

Bởi borophene là sản phẩm nhân tạo, nên các nhà khoa học tìm nhiều cách để cho nó thêm những đặc tính riêng. Sau thử nghiệm, hóa ra borophene còn rắn chắc và linh hoạt hơn cả graphene. Nó truyền dẫn cả điện và nhiệt đều rất tốt, lại còn có đặc tính siêu dẫn. Những yếu tố trên có được dựa vào các khoảng trống trong cấu trúc borophene, thay đổi khoảng trống là thay đổi được đặc tính, thế nên các nhà khoa học mới sốt sắng tìm đường ứng dụng borophene vào thực tế.

Thuộc tính của borophene không chỉ có vậy. Chúng còn nhẹ và phản ứng tốt với nhiều loại chất, khiến borophene trở thành ứng cử viên cho việc lưu trữ ion có trong pin. “Hứa hẹn borophene sẽ được dùng để chế tạo cực dương cho pin ion Lithium, Natri và Magie, dựa trên những thuộc tính đã dự đoán được của nó, như dẫn điện và vận chuyển ion”, nhà nghiên cứu Wang và cộng sự nói.

Nguyên tử hydro cũng bám rất dễ lên cấu trúc borophene, khiến vật chất kỳ diệu tiềm năng có thể trở thành công cụ lưu trữ hydro hiệu quả. Những nghiên cứu mang tính giả thuyết cho thấy borophene có thể chứa được lượng hydro bằng 15% khối lượng bản thân, con số vượt trội so với bất kỳ vật liệu nào khác.

Tránh đường đi graphene, borophene mới là vật liệu kỳ diệu của tương lai - Ảnh 3.

Borophene còn khả năng xúc tác, phân tách được nguyên tử hydro thành ion hydro, phân tách nước thành ion của hydro và oxy. Trên lý thuyết, borophene có thể dẫn đầu kỷ nguyên mới, nơi ta có thể sử dụng nước để tạo năng lượng hiệu quả hơn bao giờ hết.

Nhiều khi, có những thứ quá tuyệt hảo để mà trở thành sự thực. Các nhà hóa học cần thử nghiệm nhiều nữa trước khi borophene có thể đi tiên phong trong bất cứ ngành nghề gì. Cứ đi từ việc đơn giản trước, ta chưa rõ cách thức sản xuất borophene số lượng lớn để thử nghiệm và ứng dụng. Khả năng phản ứng của borophene sẽ khiến nó dễ bị oxi hóa, thế nên sẽ cần cách khắc phục điểm yếu này.

Cả hai yếu tố trên khiến borophene vừa đắt đỏ lại vừa khó thí nghiệm. Trước mắt còn nhiều việc lắm, nhưng điều đó không làm nhụt chí các nhà nghiên cứu. Ta đã có những nghiên cứu đầu tiên chỉ ra sự kỳ diệu của borophene, nhiều khả năng đây mới là thứ vật liệu được hứa hẹn.

Bên cạnh graphene, borophene là Azor Ahai của thế giới khoa học vật chất.

Tham khảo MIT Technology Review

Apple Card sẽ có thể mang về cho Apple 1 tỷ USD mỗi năm với nguy cơ tối thiểu

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Apple Card sẽ có thể mang về cho Apple 1 tỷ USD mỗi năm với nguy cơ tối thiểu
Apple nhiều khả năng ngồi không hưởng lợi, để đối tác Goldman Sachs gánh phần lớn nguy cơ có thể xảy ra.

Người đàn ông Trung Quốc dùng 1.500 chiếc iPhone giả để lừa Apple đổi cho hàng thật

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
Người đàn ông Trung Quốc dùng 1.500 chiếc iPhone giả để lừa Apple đổi cho hàng thật
Một công dân Trung Quốc sống tại Mỹ đã lợi dụng chính sách bảo hành, sử dụng thủ đoạn "lấy giả đổi thật" để qua mặt Apple trong suốt 2 năm.

Giữa lúc Huawei gặp khó khăn, LG đăng tweet khoe tình bạn thắm thiết với Google

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Giữa lúc Huawei gặp khó khăn, LG đăng tweet khoe tình bạn thắm thiết với Google
Động thái của LG được đưa ra đúng lúc Google nghỉ chơi, chấm dứt hoạt động kinh doanh với Huawei theo lệnh cấm của chính phủ Mỹ.

Liên Minh Huyền Thoại sắp có phiên bản mobile, ra mắt vào năm 2020

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Liên Minh Huyền Thoại sắp có phiên bản mobile, ra mắt vào năm 2020
Tương tự như PUBG, tựa game MOBA nổi tiếng Liên Minh Huyền Thoại sẽ sớm có thêm phiên bản mobile cho người dùng Android và iOS.

Hàng triệu người dùng Instagram bị rò rỉ thông tin cá nhân, đa phần là người nổi tiếng

tinybook tinybook 4 tuần 20 giờ
Hàng triệu người dùng Instagram bị rò rỉ thông tin cá nhân, đa phần là người nổi tiếng
Hiện tại, Instagram đang xem xét vấn đề để tìm hiểu xem dữ liệu của 49 triệu người dùng đến từ đâu và tại sao chúng lại bị rò rỉ công khai.

Ngắm công trình chế tác “Siêu cá mập” khiến người xem không khỏi ngỡ ngàng vì độ khủng của nó

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Ngắm công trình chế tác “Siêu cá mập” khiến người xem không khỏi ngỡ ngàng vì độ khủng của nó
Chúng ta đều đã được xem các bộ phim về siêu cá mập (megalodon) trên phim ảnh và thấy loài cá mập này có kích thước siêu khủng. Nhưng khi được chế tác lại thành mô hình ngoài đời thực, chúng ta mới thấy hết kích thước khổng lồ của nó.

Giữa sa mạc Dubai, người ta sắp sửa hoàn thiện công viên năng lượng Mặt Trời khổng lồ có thể xô đổ mọi thứ kỷ lục

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Giữa sa mạc Dubai, người ta sắp sửa hoàn thiện công viên năng lượng Mặt Trời khổng lồ có thể xô đổ mọi thứ kỷ lục
Nằm sâu trong khu vực sa mạc Dubai, công viên năng lượng Mohammed Bin Rashid Al Maktoum (được đặt theo tên của Tiểu Vương Dubai, đồng thời là Phó Tổng Thống và Thủ tướng các Tiểu Vương Quốc Ả Rập Thống Nhất (UAE) đang dần được hình thành.

Candida auris, thứ nấm kháng thuốc bí ẩn đang đe dọa sự sống còn của toàn nhân loại

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Candida auris, thứ nấm kháng thuốc bí ẩn đang đe dọa sự sống còn của toàn nhân loại
Năm 1928, thời điểm ngài Alexander Flemming khám phá ra penicillin, cuộc sống thay đổi hoàn toàn. Thời đó, người ta đã có thể bỏ mạng chỉ vì một vết xước, nhưng kháng sinh đã cứu được sinh mạng hàng triệu người, việc nằm chờ chết trở thành một tuần điều trị bằng kháng sinh.Năm 2019, mọi chuyện chuyển biến theo chiều hướng xấu.

Các nhà khoa học tạo ra loại siêu gỗ mới, khỏe hơn cả nhôm, tự động làm mát mà không tốn điện

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Các nhà khoa học tạo ra loại siêu gỗ mới, khỏe hơn cả nhôm, tự động làm mát mà không tốn điện
Các thử nghiệm cho thấy, nếu sử dụng loại gỗ này để bao phủ các tòa nhà văn phòng, lượng điện dành cho làm mát có thể giảm từ 35% đến 50% so với thông thường.

Phát hiện ra con trăn khổng lồ Nam Mỹ có thể tự sinh nở mà không cần tiếp xúc với con đực

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Phát hiện ra con trăn khổng lồ Nam Mỹ có thể tự sinh nở mà không cần tiếp xúc với con đực
Những bí ẩn về khả năng sinh sản đơn tính của loài trăn anaconda có thể khiến cả thế giới ngỡ ngàng.

Các nhà nghiên cứu MIT lưu trữ được năng lượng Mặt Trời bằng vật liệu rắn, có được pin vĩnh cửu trên lý thuyết

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Các nhà nghiên cứu MIT lưu trữ được năng lượng Mặt Trời bằng vật liệu rắn, có được pin vĩnh cửu trên lý thuyết
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát triển một kỹ thuật mới để hấp thụ và giữ lại năng lượng trời và sử dụng chúng theo nhu cầu.

Mặt tốt của biến đổi khí hậu: thực vật đang phát triển nhanh đến bất ngờ?

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Mặt tốt của biến đổi khí hậu: thực vật đang phát triển nhanh đến bất ngờ?
Sự thay đổi này mặc dù mang lại lợi ích ngắn hạn nhưng lại có thể đe dọa toàn bộ hệ sinh thái sau này.

Giới thiên văn học lo lắng: dàn vệ tinh của SpaceX có thể làm hỏng cả bầu trời đêm

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Giới thiên văn học lo lắng: dàn vệ tinh của SpaceX có thể làm hỏng cả bầu trời đêm
Hôm vừa rồi, SpaceX phóng lên 60 vệ tinh đầu tiên trong tổng số hàng trăm vệ tinh dự kiến cần phải có.

Tại sao đến tận bây giờ các hãng Android vẫn không thể tạo ra cảm giác rung phản hồi tốt như Taptic Engine của Apple

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Tại sao đến tận bây giờ các hãng Android vẫn không thể tạo ra cảm giác rung phản hồi tốt như Taptic Engine của Apple
Dù cùng sử dụng công nghệ rung phản hồi giống nhau, nhưng mức độ chú tâm của Apple vào Taptic Engine, cả về phần cứng và phần mềm khiến thế giới Android không thể theo kịp họ.

10 sáng chế đỉnh cao đang góp phần “cứu rỗi” đại dương, cái số 3 được tạo ra bởi một cô bé mới học lớp 6!

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
10 sáng chế đỉnh cao đang góp phần “cứu rỗi” đại dương, cái số 3 được tạo ra bởi một cô bé mới học lớp 6!
Những sáng chế cực kì ấn tượng này sẽ giúp chúng ta dọn sạch rác thải đang lênh đênh trên biển và cân bằng lại hệ sinh thái biển.

Reno và cú chuyển mình bất ngờ của OPPO

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Reno và cú chuyển mình bất ngờ của OPPO
Liên tiếp đứng trong top 5 thế giới trong nhiều năm, OPPO có quyền được tự mãn với những gì mình đã làm được. Nhưng trái ngược với suy nghĩ của rất nhiều người, thế lực di động toàn cầu này vừa thực hiện một cú lột xác vô cùng ấn tượng trong năm nay, đặc biệt là với dòng smartphone Reno.

Tự mình thoát cảnh tuyệt chủng, loài chim tiến hóa lần nữa để xuất hiện lại sau 136.000 năm

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Tự mình thoát cảnh tuyệt chủng, loài chim tiến hóa lần nữa để xuất hiện lại sau 136.000 năm
Theo các nhà khoa học, chúng đã tự lặp lại quá trình tiến hóa và xuất hiện một lần nữa trên Trái đất.

10 bức ảnh lột trần loạt sự thật nho nhỏ về cuộc sống nhưng đủ khiến bạn giật mình

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
10 bức ảnh lột trần loạt sự thật nho nhỏ về cuộc sống nhưng đủ khiến bạn giật mình
Tượng đá trên Đảo Phục Sinh có cả thân mình, còn hồng hạc thì vốn không có màu hồng! Dưới đây là loạt sự thật làm bạn hoang mang cực độ.

Gián Đức là loại gián gì mà ghê gớm vậy?

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Gián Đức là loại gián gì mà ghê gớm vậy?
Gián Đức là vấn đề làm nhức nhối các tòa nhà cao tầng thời gian gần đây. Bạn cũng đừng quá phiền lòng, những con vật chết tiệt này đã làm phiền khủng long từ hàng triệu năm trước cơ, nên bạn đang đối đầu với một thế lực của tự nhiên chứ chẳng đùa.

Xuất hiện bằng chứng đầu tiên cho thấy sự tồn tại của gấu trúc trắng

tinybook tinybook 3 tuần 14 giờ
Xuất hiện bằng chứng đầu tiên cho thấy sự tồn tại của gấu trúc trắng
Bộ lông trắng toát nổi bật giữa rừng tre, thoạt nhìn tưởng như có gấu Bắc Cực đi lạc.

Nghe chuyên gia giải thích về việc "Đất hiếm không hề hiếm như cái tên"

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
Nghe chuyên gia giải thích về việc "Đất hiếm không hề hiếm như cái tên"
Nguyên tố đất hiếm còn được gọi là “vitamin của hóa học”, khi mà một lượng nhỏ thứ “chất bổ” này sẽ tạo ra những hiệu ứng mạnh mẽ trong đồ điện tử. Trung Quốc đang là nước dẫn đầu ngành sản xuất đất hiếm với 80% sản lượng toàn cầu.

Phát hiện xác 9 con cá voi xám trôi dạt vào vùng biển California

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Phát hiện xác 9 con cá voi xám trôi dạt vào vùng biển California
Trong chưa đầy hai tháng, xác của chín con cá voi xám đã được tìm thấy tại Vịnh San Francisco. Đây là một chuỗi các trường hợp tử vong hết sức bất thường..

Đây là lời giải cho nghịch lý nổi tiếng của Zeno, về anh hùng Achilles chạy đua với con rùa

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Đây là lời giải cho nghịch lý nổi tiếng của Zeno, về anh hùng Achilles chạy đua với con rùa
Theo lẽ thường, Achilles sẽ dùng tốc độ siêu việt của mình để chạy vượt mặt con rùa, nhưng triết học lại bảo mọi chuyện không đơn giản vậy. Truyện ngụ ngôn rùa và thỏ cũng lấy cảm hứng từ đây đó nhỉ?

Video hiếm có quay lại cuộc chiến giữa hệ miễn dịch con người và vi khuẩn

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Video hiếm có quay lại cuộc chiến giữa hệ miễn dịch con người và vi khuẩn
Lần đầu tiên các nhà khoa học quay lại được video cấp độ hiển vi trực tiếp hệ thống miễn dịch của con người đang “chiến đấu” với những vi khuẩn ngoại xâm.

Nhà điều hành Facebook chỉ cần 1 câu hỏi phỏng vấn để ngay lập tức khai thác hết phẩm chất của ứng cử viên

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Nhà điều hành Facebook chỉ cần 1 câu hỏi phỏng vấn để ngay lập tức khai thác hết phẩm chất của ứng cử viên
Trong những năm qua, Zhuo đã trở thành bậc thầy trong việc phỏng vấn. Cô nghiêm túc đề cao sự quan trọng của việc tuyển dụng, quyết định văn hóa và sự phát triển của cả đội ngũ.

Sáng ngày mai, một cặp thiên thạch "có thể gây nguy hại" sẽ bay lướt qua Trái Đất ở khoảng cách gần chưa từng có

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Sáng ngày mai, một cặp thiên thạch "có thể gây nguy hại" sẽ bay lướt qua Trái Đất ở khoảng cách gần chưa từng có
Bạn đừng vội lo lắng, đây chưa phải tận thế đâu.

SpaceX của Elon Musk phóng thành công 60 vệ tinh đầu tiên của Starlink, dự án cung cấp Internet tốc độ cao cho toàn thế giới

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
SpaceX của Elon Musk phóng thành công 60 vệ tinh đầu tiên của Starlink, dự án cung cấp Internet tốc độ cao cho toàn thế giới
Giờ là thời gian chờ đợi, xem liệu 60 vệ tinh trên quỹ đạo có hoạt động trơn tru không.

Dùng thường xuyên nhưng có thể bạn chưa biết hết các tính năng hữu ích của ứng dụng ngân hàng

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Dùng thường xuyên nhưng có thể bạn chưa biết hết các tính năng hữu ích của ứng dụng ngân hàng
Bên cạnh các tính năng quen thuộc như chuyển tiền, gửi tiết kiệm, nạp tiền điện thoại … thì giờ đây, ứng dụng di động của các ngân hàng còn được tích hợp đa dạng các tiện ích như thanh toán QR Pay, đặt vé máy bay, vé tàu xe, mua vé xem phim, mua sắm trực tuyến…

Thổn thức với video mới của NASA, khẳng định về sứ mệnh tiền đồn Mặt Trăng vào năm 2024

tinybook tinybook 4 tuần 17 giờ
Thổn thức với video mới của NASA, khẳng định về sứ mệnh tiền đồn Mặt Trăng vào năm 2024
Đây là cách nhân loại vươn ra từng ngóc ngách của Hệ Mặt Trời, và chạm tới Vũ trụ vô tận.

Huawei tuyên bố sẵn sàng ký cam kết không hoạt động gián điệp với Mỹ

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Huawei tuyên bố sẵn sàng ký cam kết không hoạt động gián điệp với Mỹ
Thậm chí, ngoài Mỹ, Huawei cũng cho biết họ sẽ ký thỏa thuận tương tự với bất kỳ chính phủ nào yêu cầu.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat