Điện tử [ Đăng ngày (01/12/2010) ]
Graphene: vật liệu cứng nhất thế giới bị phá vỡ
Năm 2008, những thí nghiệm của trường Kỹ thuật và Khoa học ứng dụng The Fu Foundation thuộc Đại học Columbia đã tạo ra được graphene tinh khiết - một lớp graphit đơn với bề dày chỉ bằng 1 nguyên tử, là chất liệu bền nhất từng được biết đến trong lịch sử tri thức con người.


Điều này đã khiến Chris Marianetti, phó giáo sư của Khoa Vật lý và toán học ứng dụng của Đại học Kỹ thuật Columbia đặt ra câu hỏi: tại sao và làm thế nào để phá vỡ graphene?

Sử dụng lý thuyết lượng tử và các siêu máy tính, Marianetti đã khám phá ra cơ chế phá vỡ cơ học của graphene tinh khiết dưới áp lực căng đàn hồi. Ông cho biết, nếu có thể làm cho graphene biến dạng theo thì sẽ đồng thời làm thay đổi cấu trúc của nó, khiến vật liệu trở nên bất ổn định.

Cơ chế phá vỡ này là một dạng phonon thể mềm mới không ổn định. Phonon là thể rung tập hợp của nhiều nguyên tử trong một tinh thể, tương tự như hiện tượng lan truyền sóng trong lòng chất lỏng. Một phonon trở nên “mềm” đi dưới sức căng đàn hồi có nghĩa là hệ thống có thể giảm lượng năng lượng bằng cách làm biến dạng các nguyên tử trong thể rung và chuyển đổi chúng thành một chuỗi tinh thể mới. Dưới sức căng vừa phải, graphene trở thành thể mềm đặc biệt do các nguyên tử cacbon sắp xếp theo hình tổ ong bị hướng về các vành lục giác cô lập. Dạng tinh thể mới hình thành này yếu hơn về mặt cấu trúc, đó chính là kết quả của cơ chế bẻ gãy cơ học lớp chất liệu graphene.

Các nhà khoa học nhận định đây là lần đầu tiên một phonon thể mềm được liên hệ với cơ chế bẻ gãy cơ học và vì vậy, có khả năng cơ chế này không chỉ có hiệu quả với graphene mà còn với nhiều chất liệu cực mỏng khác.

Nghiên cứu của phó Giáo sư Marianetti rất hữu ích nếu được ứng dụng vào mô hình hóa hoạt động của các loại vật liệu ở cấp độ nguyên tử bằng cách sử dụng các cơ chế cổ lượng tử cổ điển. Đặc biệt, nghiên cứu còn tập trung vào việc thử nghiệm cơ chế mới cho các vật liệu có tiềm năng lưu trữ và chuyển đổi năng lượng lớn.

Những ứng dụng hiện tại trong khuôn khổ chương trình nghiên cứu này rất phong phú, từ các loại vật liệu hạt nhân như plutonium tới vật liệu chế tạo pin sạc điện như oxit coban.

NASATI
Theo Theo Physorg
In bài viết  
Bookmark
Ý kiến của bạn
Lên đầu trang
© Copyright 2013 Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Địa chỉ: 118/3 Trần Phú - P.Cái Khế - Q.Ninh Kiều - TPCT
Giấy phép số: 05/ GP-TTĐT, do Sở Thông tin và Truyền Thông thành phố Cần Thơ cấp ngày 23/5/2017
Trưởng Ban biên tập: Ông Vũ Minh Hải - Giám Đốc Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Ghi rõ nguồn www.canthostnews.vn khi bạn sử dụng lại thông tin từ website này
Lượt truy cập: