Các nhà khoa học vô tình chế tạo thành công cấu trúc carbon mới
Vật liệu mới từ thiên nhiên thay thế chất dẻo
Vật liệu mới biến ánh sáng, nhiệt, động năng thành điện cùng một lúc
Cấu trúc mới có tên schwarzite sẽ ghép thành "bộ ba nguyên tử" với graphene và fullerene.
Các nhà khoa học vừa tạo ra một dạng carbon mới, mở ra cả một chân trời nữa về ứng dụng khoa học công nghệ.
Carbon có thêm những ứng dụng mới, bên cạnh việc đã rất quan trọng với bản thân sự sống và có ở hầu hết mọi nơi, nằm trong kim cương - khoáng chất cứng nhất Trái Đất tính tới thời điểm này, nằm trong ngay cái đầu bút chì bạn đang dùng, trong nguyên liệu cứng nhất thế giới - graphene. Người ta gọi dạng carbon mới là schwarzite.
Cấu trúc carbon của schwarzite.
Đã từ lâu, các nhà hóa học đã dự đoán sự tồn tại của schwarzite, nghi ngờ rằng chúng có những đặc tính phù hợp trong chế tạo pin và chất xúc tác. Bất ngờ thay, sau nhiều thập kỉ kiếm tìm vẫn chưa thấy, thì schwarzite lại ngẫu nhiên được các nhà khoa học tại Hàn Quốc và Nhật Bản chế tạo thành công.
Lúc đó, họ đang tìm hiểu cấu trúc của carbon zeolite (ZTC) – dạng tinh thể của silicon dioxide với cấu trúc carbon nằm bên trong - để xem chúng có tính chất hay ho gì không. Họ ngẫu nhiên tạo ra được schwarzite nhưng lại chẳng hề hay biết, cho tới khi các nhà hóa học tại Đại học California, Berkeley nhận thấy cấu trúc khác thường của chất mới được tạo nên.
"Giờ chúng ta đã có công thức chế tạo những cấu trúc trên, điều này rất quan trọng bởi lẽ khi ta làm được ra chúng, ta sẽ tự nghiên cứu được chúng mà không gặp nhiều trở ngại", giáo sư Berend Smit dẫn đầu nghiên cứu nói.
Carbon có thể được dát mỏng thành dạng 2D giống như những tấm graphene hay ghép thành khối tròn giống cấu trúc fullerene. Những hình dáng của hai chất trên được xác định khi những nguyên tử carbon liên kết chặt chẽ với nhau. Không giống với fullerene cong vào trong, graphene không hề có dạng cong, thì schwartzite lại cong hướng ra ngoài.
Fullerene.
Graphene.
"Thử nghiệm tìm ra được schwarzite đã hoàn thiện được bộ ba carbon kết hợp để cong về đủ các hướng khác nhau", giáo sư Efrem Braun - người đã góp công vào nghiên cứu trên nói.
Zeolite được dùng nhiều trong sản xuất chất tẩy hóa ra lại là thành phần tối quan trọng để tạo nên cấu trúc carbon mới này. Trong nghiên cứu của mình, giáo sư Braun và các cộng sự bơm hơi chứa carbon vào trong zeolite. Khi vào được bên trong, carbon sẽ xếp thành những tấm phẳng như graphene, ngăn các phân tử zeolite ra. Bề mặt vật chất căng ra và vươn ra theo những hướng chưa từng có. Sao đó, họ phân hủy zeolite để tạo ra được schwarzite nguyên chất.
Cách chế tạo schwarzite như trong loạt ảnh gif dưới đây, với màu đen là carbon còn màu vàng và đỏ là zeolite.
Việc tối ưu hóa schwarzite sẽ cực kì có lợi cho nhân loại. Trong quá khứ, những lần các nhà khoa học khám phá ra được những dạng carbon mới là fullerene và graphene, ta đã có được những tiến bộ vượt bậc về khoa học kĩ thuật, những nhà khoa học cống hiến cho nghiên cứu đều đã giành được giải Nobel.
Schwarzite vẫn đang trong giai đoạn đầu chế tạo và nghiên cứu, vẫn phải đợi xem ta có thể có những ứng dụng gì.
Hóa ra bộ ba nguyên tử là có thật, và grahphene và fullerene đã đợi sự xuất hiện của schwarzite từ rất lâu rồi!
- Phát triển thành công enzyme có khả năng phân hủy nhựa (Thứ tư, 01/08/2018 03:08)
- Nữ tiến sỹ Việt tìm ra công dụng “diệu kỳ” của quả gấc (Thứ tư, 11/07/2018 03:07)
- Lần đầu tiên Việt Nam tạo vật liệu silicon thông minh (Thứ năm, 05/07/2018 03:07)
- Liệu photon có từ chối cái nhìn thoáng qua? (Thứ sáu, 29/06/2018 03:06)
- Nông dân sáng chế thành công máy sấy tiêu sạch bằng tia hồng... (Thứ Hai, 11/06/2018 03:06)
- Phát minh này có thể loại bỏ biến chứng trong phẫu thuật... (Thứ sáu, 01/06/2018 02:06)
- Dao động nhiệt độ ngày đêm có thể tạo ra điện? (Thứ tư, 30/05/2018 04:05)
- Tìm thấy sinh vật giúp tiêu hủy rác thải nhựa nhanh nhất (Thứ Ba, 29/05/2018 05:05)
- MIT phát triển "vi khuẩn trên chip" có khả năng phát... (Chủ nhật, 27/05/2018 05:05)
- Kính thủy tinh có khả năng "biến hình" khi gặp nước (Chủ nhật, 27/05/2018 05:05)
-
Video: Cua dùng càng giật nắp chai bia
-
Video: Cận cảnh quá trình tan chảy của thuốc trong dạ dày cực đẹp mắt
-
Máy bay vũ trụ nhanh gấp đôi âm thanh phóng thử thành công
-
Video: Du hành đến "vườn ươm sao" cách Trái Đất 1.500 năm ánh sáng
-
Tên lửa Trung Quốc phát nổ và rơi gần một ngôi làng có người sinh sống sau khi phóng
-
Thiết phiến – Vũ khí đáng sợ của các nữ ninja Nhật
Chủ nhật, 06/05/2018 02:05
-
Miệng địa ngục bốc cháy suốt 50 năm
Chủ nhật, 06/05/2018 12:05
-
Công nghệ mới giúp bậc cha mẹ có được mô hình 3D của thai nhi
Thứ bảy, 05/05/2018 01:05
-
Hố cháy đen sâu 8m làm dấy lên giả thuyết về UFO hạ cánh
Thứ sáu, 04/05/2018 04:05
-
Vẻ đẹp không tì vết của những xác ướp hồ Natro
Thứ sáu, 04/05/2018 04:05