Phát hiện một dạng carbon mới, cứng hơn kim loại và đàn hồi hơn cả cao su

Một dạng cấu trúc carbon mới siêu mạnh, siêu nhẹ, có tính đàn hồi như cao su, thậm chí có khả năng dẫn điện mới được các nhà khoa học đã khám phá ra khi đốt nóng carbon đến mức 1.000 độ C.

Nguyên tố mới được phát hiện không chỉ có một loạt những tính chất vật lý phi thường, mà từ phương pháp được sử dụng để tìm ra nó, con người có thể áp dụng để khám phá ra cả một lớp vật liệu mới chưa từng thấy từ trước tới nay.

Có rất ít những nguyên tố có được các tính chất vật lý như carbon

Carbon là nguyên tố có nhiều thứ 4 trong vũ trụ, và là nguyên tố nhiều thứ 2 trong cơ thể chúng ta (sau oxy). Nó cũng là thành phần quan trọng trong hầu hết sự sống trên Trái Đất.

Carbon sở hữu những tính chất vật lý mà rất ít những nguyên tố khác có được. Ở một số cấu hình nguyên tử, carbon sẽ tồn tại ở dạng graphite mềm, dễ trơn trượt; nhưng nếu sắp xếp một cách hợp lý, carbon sẽ tồn tại ở dạng kim cương - một trong những vật chất cứng nhất trên hành tinh. Graphene cũng là một dạng khác của carbon và được xem là vật liệu cứng nhất mà khoa học từng biết đến.

Cấu hình kim cương của carbon
Cấu hình kim cương của carbon.

Và gần đây, các nhà nghiên cứu đã tạo ra được một dạng carbon cực kỳ cứng nhưng cũng rất linh hoạt bằng cách đốt cháy nguyên tố này ở 1.000 độ C và đặt nó dưới áp suất gấp 250.000 lần thông thường. Dạng carbon mới siêu nhẹ, độ bền cao, khả năng đàn hồi tốt này có thể được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, từ các chi giả phục vụ con người đến vật liệu làm tàu vũ trụ bay vào không gian.

Zhisheng Zhao nhà nghiên cứu đến từ Đại học Yanshan của Trung Quốc và các đồng nghiệp của ông đã tìm ra những điều kiện tối ưu, giúp thúc đẩy carbon liên kết, hợp nhất trong một loạt các cấu hình sau nhiều lần thử nghiệm thất bại. Họ đã thu được một dạng carbon mới có cấu hình giống cả graphene và kim cương, đồng thời có các lớp graphene, giúp nó vừa có sự mềm mại vừa có sức mạnh. Loại vật liệu mới này được giới khoa học gọi cái tên "carbon thủy tinh nén".

Ba dạng khác nhau có chứa trong loại vật liệu mới nàyBa dạng khác nhau có chứa trong loại vật liệu mới này, các quả cầu màu đen tượng trưng cho các lớp của graphene, còn các quả cầu màu đỏ tượng trưng cho các liên kết giống với kim cương.

Theo các chuyên gia, dạng carbon mới này có những ưu điểm vượt trội, hứa hẹn có thể được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp:

  • Khả năng chịu sức nén vượt trội - gấp hai lần loại vật liệu ceramic thông thường đang được sử dụng.
  • Khả năng đàn hồi vượt trội hơn cả cao su hữu cơ, silica và thậm chí là cả loại dây dẫn titan-nicken, giúp nó ứng phó với những biến dạng cục bộ.
  • Cứng hơn gấp khoảng 5 lần so với kim loại và hợp kim thông thường.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng với kỹ thuật tương tự như trên, họ có thể giúp tìm ra hàng loạt những vật liệu mới mà chưa từng được biết đến.

Thứ Năm, 15/06/2017 09:38
4,65 👨 713