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

7 cơ hội việc làm mới đầy hấp dẫn hứa hẹn sẽ được tạo ra nhờ robot

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
7 cơ hội việc làm mới đầy hấp dẫn hứa hẹn sẽ được tạo ra nhờ robot
Khác xa với sự bi quan của nhiều người về việc robot có thể thay thế con người làm nhiều việc và gián tiếp thúc đẩy tình trạng thất nghiệp, tuy nhiên robot hoàn toàn có thể tạo ra thêm nhiều việc làm mới.

[Video] Cận cảnh quá trình thử nghiệm hệ thống tên lửa đẩy trên tàu vũ trụ Orion của NASA

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
[Video] Cận cảnh quá trình thử nghiệm hệ thống tên lửa đẩy trên tàu vũ trụ Orion của NASA
Quá trình thử nghiệm tên lửa đẩy rất quan trọng vì nó quyết định phần lớn sự thành công của việc đưa tàu vũ trụ Orion của NASA đi vào đúng quỹ đạo và tiếp cận được Mặt Trăng.

Cận cảnh chuyên gia Nhật Bản tắm nước sông Tô Lịch

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Cận cảnh chuyên gia Nhật Bản tắm nước sông Tô Lịch
Chuyên gia Nhật Bản hy vọng trong tương lai, khi cả sông được xử lý làm sạch bằng công nghệ Nano, nước sông Tô Lịch lại trong xanh.

Vệ tinh không chỉ dẫn đường, giám sát thiên tai mà đã có thể dự đoán khi nào một cây cầu sắp sập

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Vệ tinh không chỉ dẫn đường, giám sát thiên tai mà đã có thể dự đoán khi nào một cây cầu sắp sập
Vệ tinh không chỉ dẫn đường, giám sát thiên tai mà đã có thể dự đoán khi nào một cây cầu sắp sập

Tìm được loại men ủ hơn 4500 năm, nhà khoa học thử chế biến và thành công với món bánh mì nướng thơm ngon lạ lùng

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Tìm được loại men ủ hơn 4500 năm, nhà khoa học thử chế biến và thành công với món bánh mì nướng thơm ngon lạ lùng
Có thể bạn vẫn sẽ tin tưởng và ăn một chiếc bánh bị hết hạn một hoặc hai ngày. Nhưng bạn có dám ăn một chiếc bánh mì nướng đã hết hạn sử dụng quá 4500 năm hay không?

Chiêm ngưỡng ảnh đẹp như mơ chụp bằng smartphone OPPO

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Chiêm ngưỡng ảnh đẹp như mơ chụp bằng smartphone OPPO
Đây là những bức ảnh xuất sắc nhất đã thắng giải trrong cuộc thi OPPO Creators Awards năm 2019. Cuộc thi hướng đến cộng đồng người dùng smartphone đam mê nhiếp ảnh trên toàn cầu, với thông điệp :”See Beyond” (Vượt chuẩn tầm nhìn).

Cận cảnh dàn nội thất siêu hiện đại sắp được trang bị cho các máy bay của Airbus trong tương lai

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Cận cảnh dàn nội thất siêu hiện đại sắp được trang bị cho các máy bay của Airbus trong tương lai
Cụ thể, dàn nội thất này sẽ được mang lên các mẫu máy bay A330, với tên gọi mới là A330neo Airspace.

Một công ty xây dựng tại Mỹ cung cấp dịch vụ biến sân vườn thành bãi biển nhân tạo với biển xanh, cát trắng, nắng vàng

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Một công ty xây dựng tại Mỹ cung cấp dịch vụ biến sân vườn thành bãi biển nhân tạo với biển xanh, cát trắng, nắng vàng
Chỉ cần bỏ ra từ 20 ngàn USD, bạn có thể biến một khoảng sân nhà bạn trở thành bãi biển nhiệt đới đầy nắng và gió ngay trong đời thực.

Ngọn hải đăng bị cô lập ở Iceland này là nơi hoàn hảo để tránh một đại dịch zombie

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Ngọn hải đăng bị cô lập ở Iceland này là nơi hoàn hảo để tránh một đại dịch zombie
Một ngọn hải đăng đặc biệt ở Iceland được mệnh danh là địa điểm hoàn hảo để sống sót nếu như có một ngày đại dịch zombie xảy ra.

Các nhà khoa học Nhật chế tạo một chiếc đuôi máy, vì nghĩ rằng con người không có đuôi là một thiếu sót lớn

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Các nhà khoa học Nhật chế tạo một chiếc đuôi máy, vì nghĩ rằng con người không có đuôi là một thiếu sót lớn
Sẽ ra sao nếu con người có đuôi?

Đã có 'siêu thực phẩm' có thể cứu đói cả nhân loại: Tất cả chỉ nhờ loại thực vật nhỏ bé này!

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Đã có siêu thực phẩm có thể cứu đói cả nhân loại: Tất cả chỉ nhờ loại thực vật nhỏ bé này!
Một công ty khởi nghiệp ở Anh đã tạo ra một loại thực phẩm chỉ từ vi tảo nhưng đáp ứng đầy đủ mọi nhu cầu dưỡng chất cho cơ thể.

Kết hợp 2 kỹ thuật diệt muỗi bí truyền, các nhà khoa học triệt tiêu được 94% lượng muỗi tại hai hòn đảo Trung Quốc

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Kết hợp 2 kỹ thuật diệt muỗi bí truyền, các nhà khoa học triệt tiêu được 94% lượng muỗi tại hai hòn đảo Trung Quốc
Báo cáo khoa học mới cho ta hy vọng về một miền đất hứa, nơi con người không còn bị muỗi đốt mỗi khi hè tới.

Sự đáng sợ của biến đổi khí hậu: Đến động vật ở vùng lạnh nhất cũng không thể sống nổi nữa

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Sự đáng sợ của biến đổi khí hậu: Đến động vật ở vùng lạnh nhất cũng không thể sống nổi nữa
Biến đổi khí hậu đã khiến động vật chết hàng loạt khi nhiệt độ tăng đột biến tại một số khu vực.

Nhà hoạt động vì quyền động vật hô hào người dân "để yên cho muỗi hút máu vì nó còn phải nuôi con"

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Nhà hoạt động vì quyền động vật hô hào người dân "để yên cho muỗi hút máu vì nó còn phải nuôi con"
Trong khi cả thế giới đang ra sức diệt muỗi, người đàn ông này lại kêu gọi mọi người để loài côn trùng này được yên thân.

Khi bị ong bắp cày tấn công, ong mật Nhật Bản sẽ bu lấy đối thủ, đồng loạt rung lên để nướng chín kẻ địch

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Khi bị ong bắp cày tấn công, ong mật Nhật Bản sẽ bu lấy đối thủ, đồng loạt rung lên để nướng chín kẻ địch
Tự nhiên kỳ diệu làm sao!

Thứ gì chúng ta tạo ra được nhưng không thể chứa đựng được? Nếu bạn đoán "tình yêu dành cho crush" thì sai bét!

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Thứ gì chúng ta tạo ra được nhưng không thể chứa đựng được? Nếu bạn đoán "tình yêu dành cho crush" thì sai bét!
Hóa ra các nhà hóa học đang giữ đáp án cho câu hỏi này.

Tại sao hầu hết bảng mạch in lại có màu xanh lá cây trong khi của Apple lại màu đen?

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Tại sao hầu hết bảng mạch in lại có màu xanh lá cây trong khi của Apple lại màu đen?
Dù các bảng mạch màu xanh lá cây giúp việc kiểm tra bản mạch hiệu quả hơn, nhưng khi quá trình này được tự động hóa cao hơn, màu sắc của nó trở nên không còn quá quan trọng nữa.

Cách sử dụng phần mềm trên máy bay 300 triệu USD: cứ 149 tiếng thì nhớ phải tắt đi bật lại

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Cách sử dụng phần mềm trên máy bay 300 triệu USD: cứ 149 tiếng thì nhớ phải tắt đi bật lại
Bệnh "lag" không của riêng ai.

Bạn có biết: Quân đội Mỹ từng thả cả cả dàn nhạc cụ xuống căn cứ cho binh lính giải trí sau những giờ chiến đấu căng thẳng

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Bạn có biết: Quân đội Mỹ từng thả cả cả dàn nhạc cụ xuống căn cứ cho binh lính giải trí sau những giờ chiến đấu căng thẳng
Trong chiến tranh, người lính cũng cần được giải trí và quân đội Mỹ có một cách để giải trí rất hữu hiệu cho binh lính, đó là mang đàn piano và các nhạc cụ ra ngoài chiến trường.

Độc đáo ý tưởng khách sạn xây dựng sát vách núi với hồ bơi vô cực kéo dài ngoài mỏm đá

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Độc đáo ý tưởng khách sạn xây dựng sát vách núi với hồ bơi vô cực kéo dài ngoài mỏm đá
Nếu bạn đủ can đảm dạo bước ngoài ban công khách sạn, thậm chí là thả mình trong hồ bơi kéo dài ra ngoài vách núi, có lẽ bạn là một trong số những người gan dạ nhất trên hành tinh.

Lốc xoáy bình thường xưa rồi, đoạn video lốc xoáy... than này sẽ khiến bạn phải sững sờ

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Lốc xoáy bình thường xưa rồi, đoạn video lốc xoáy... than này sẽ khiến bạn phải sững sờ
Nếu như năm ngoái là năm của lốc xoáy lửa, thì năm nay chúng ta có lốc xoáy than.

Bằng dung dịch từ tính do NASA sáng chế, chàng trai 18 tuổi tìm ra cách lọc vi nhựa khỏi nước

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Bằng dung dịch từ tính do NASA sáng chế, chàng trai 18 tuổi tìm ra cách lọc vi nhựa khỏi nước
Fionn Ferreira nhận về 50.000 USD tiền thưởng từ Hội chợ Khoa học Google. Một phần thưởng xứng đáng cho nỗ lực cứu lấy nhân loại!

Chiếc xe đạp tự lái này cho thấy sự tiến bộ trong khả năng thiết kế chip của Trung Quốc

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Chiếc xe đạp tự lái này cho thấy sự tiến bộ trong khả năng thiết kế chip của Trung Quốc
Nhờ thiết kế lai giữa kiến trúc chip thông thường với các mạng lưới thần kinh nhân tạo, chip Tianjic có thể mang tới nhiều khả năng cao cấp cho chiếc xe đạp tự lái.

Đây là hệ thống dùng năng lượng Mặt Trời để biến nước biển thành nước ngọt, tạo ra được 75.000 lít nước/ngày với giá chỉ 58 VNĐ/lít

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Đây là hệ thống dùng năng lượng Mặt Trời để biến nước biển thành nước ngọt, tạo ra được 75.000 lít nước/ngày với giá chỉ 58 VNĐ/lít
Nó sẽ giải quyết được vấn nạn thiếu nước nhân loại đã đang đối mặt.

Nghiên cứu mới: Uống rượu vang đỏ giúp giảm stress và trầm cảm nhờ vào một hợp chất đặc biệt

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Nghiên cứu mới: Uống rượu vang đỏ giúp giảm stress và trầm cảm nhờ vào một hợp chất đặc biệt
Việc phát hiện một hợp chất đặc biệt trong rượu vang đỏ đã mở đường cho việc phát triển các loại thuốc chống trầm cảm và lo âu mới có nguồn gốc thiên nhiên.

Giải ngố về Eternals, tập hợp siêu anh hùng sở hữu quyền năng vô song sắp xuất hiện trong Vũ trụ Điện ảnh Marvel

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Giải ngố về Eternals, tập hợp siêu anh hùng sở hữu quyền năng vô song sắp xuất hiện trong Vũ trụ Điện ảnh Marvel
Trong bài viết này sẽ đi sâu hơn vào tiểu sử và các thông tin về nhóm siêu anh hùng the Eternals.

Hỏi khó: Thuốc độc lúc hết hạn sẽ không độc nữa hay còn nguy hiểm hơn?

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Hỏi khó: Thuốc độc lúc hết hạn sẽ không độc nữa hay còn nguy hiểm hơn?
Đã bao giờ bạn tự hỏi chuyện gì sẽ xảy ra với chai thuốc diệt chuột hết hạn từ năm ngoái của nhà mình chưa? Thời gian chắc chắn đã làm nó bị hỏng – nhưng mà "hỏng" theo cách nào nhỉ?

Chiếc xe đạp điện giá 3.000 USD được quảng cáo "không thể bị ăn trộm" bị phá khóa trong chưa đầy 60 giây

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Chiếc xe đạp điện giá 3.000 USD được quảng cáo "không thể bị ăn trộm" bị phá khóa trong chưa đầy 60 giây
Trên đời này không có thứ gì tuyệt đối cả.

Các nhà khoa học phát minh ra loại vải càng thơm khi càng thấm nhiều mồ hôi

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Các nhà khoa học phát minh ra loại vải càng thơm khi càng thấm nhiều mồ hôi
Bộ quần áo bạn mặc khi tập thể dục thể thao sẽ kiêm luôn vai trò máy lọc không khí!

Giải ngố về AGI: Trí tuệ nhân tạo có thể đưa nhân loại sang trang mới, lại vừa có thể dẫn đến họa diệt vong nếu rơi vào tay kẻ xấu

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Giải ngố về AGI: Trí tuệ nhân tạo có thể đưa nhân loại sang trang mới, lại vừa có thể dẫn đến họa diệt vong nếu rơi vào tay kẻ xấu
Giờ là thời điểm năm 2019, một loạt những công nghệ tưởng như bất khả thi đã đang tìm được đường ra tới đời thực. Trong số đó, ta có Trí tuệ Phổ biến Nhân tạo - Artificial General Intelligence.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat