Graphene – Vật liệu mới có thể làm biến đổi thế giới

1. Graphene là gì?

Graphene là tấm phẳng dày bằng một lớp nguyên tử của các nguyên tử cácbon với liên kết sp2 tạo thành dàn tinh thể hình tổ ong. Tên gọi của nó được ghép từ “graphit” (than chì) và hậu tố “-en” (tiếng Anh là “-ene”); trong đó chính than chì là do nhiều tấm graphen ghép lại.

Graphen là một dàn tinh thể hình tổ ong của các nguyên tử cácbon.

Chiều dài liên kết cácbon-cácbon trong graphen khoảng 0,142 nm. Graphen là phần tử cấu trúc cơ bản của một số thù hình bao gồm than chì, ống nanô cácbon và fulleren. Cũng có thể xét một phân tử thơm lớn vô hạn, mà trong trường hợp giới hạn của họ các hidrô cácbon đa vòng phẳng gọi là graphen. Hai nhà khoa học Andrei Geim và Konstantin Sergeevich Novoselov khám phá ra graphen đã được trao Giải Nobel Vật lý năm 2010.
2. Vật liệu mới có thể làm thay đổi thế giới.

Các nhà khoa học và công nghệ Mỹ đã phát hiện ứng dụng không có giới hạn của loại vật liệu mới graphene – một vật liệu công nghệ cao cứng hơn thép và nhẹ hơn cả lông chim – trong các lĩnh vực của cuộc sống con người và dự báo vật liệu mới này sẽ tác động rất lớn đến nền kinh tế Mỹ, thậm chí có thể làm thay đổi cả thế giới.

Các nhà khoa học và công nghệ Mỹ dự báo graphene sẽ tạo ra cuộc cách mạng trong thông tin không dây, đặc biệt con người có thể phóng vệ tinh với kích thước bằng tòa nhà nhiều tầng nhưng trọng lượng chưa bằng trọng lượng của miếng thịt nướng.
Người ta có thể tải về điện thoại thông minh một băng hình có độ phân giải cao chỉ trong thời gian tính bằng nano giây. Hãng sản xuất điện thoại thông minh sớm khai thác tính năng ưu việt của grephene sẽ chiến thắng trong cuộc cạnh tranh khốc liệt trên thị trường điện thoại thông minh thế giới.

Trong y tế, nhờ grephene, các bác sĩ có thể sử dụng các loại dược phẩm mới với liều lượng cao để tiêu diệt tế bào ung thư nhưng không gây hại những tế bào lành. Graphene có thể sử dụng chế tạo máu nhân tạo, giúp con người tránh được nguy cơ bị truyền máu nhiễm virus hoặc không phải mất nhiều thời gian tìm kiếm các loại máu hiếm. Graphene có thể được sử dụng làm thuốc chữa bách bệnh cho người già.

Nhờ nghiên cứu mới của các nhà khoa học Đại học Wayne State thuộc bang Michigan (Mỹ), các bác sĩ có thể điều trị hiệu quả bệnh Alzheimer bằng việc cấy các điện cực graphene vào não người bệnh. Các điện cực graphene có tuổi thọ tới 5 năm thay thế các điện cực chỉ có tuổi thọ tính bằng tháng như hiện nay, góp phần cải thiện cuộc sống của nhiều triệu người bệnh trên thế giới. Các điện cực graphene cũng có thể được sử dụng điều trị hiệu quả những tổn thương cột sống và khiếm thị.

Chỉ mới 3 tuần trước đây, các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện khả năng sử dụng graphene để kích thích sự phát triển của các mô trong cơ thể người. Ứng dụng này của graphene mở ra khả năng chữa khỏi các khuyết tật bẩm sinh về tim, căn bệnh đã được nghiên cứu điều trị thử nghiệm hơn 100 năm qua nhưng chưa thành công.

Trong lĩnh vực máy tính, nghiên cứu của các nhà khoa học Viện Rensselaer ở bang New York đã loại bỏ được trở ngại lớn trong lĩnh vực vi điện tử. Họ đã biến một tấm graphene siêu mỏng thành các bóng bán dẫn siêu nhỏ, mở ra khả năng chế tạo máy vi tính siêu nhỏ cũng như những vi mạch cứng siêu nhỏ trong tương lai.

Các nhà khoa học trên dự báo vào cuối thập kỷ này, thế giới có thể có máy tính kích thước đặt trong lòng bàn tay nhưng có sức mạnh tính toán bằng 10.000 máy tính hiện nay. Graphene cũng tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực chế tạo màn hình siêu mỏng và siêu lớn. Người ta có thể mang tivi này trong túi đến bất cứ đâu và treo lên tường để thưởng thức các chương trình truyền hình.

Trong quân sự, các nhà khoa học Đại học Texas ở thành phố Dallas đã sử dụng graphene để làm biến mất các vật thể khỏi tầm mắt của con người. Những tấm áo choàng vô hình này sẽ giúp tàng hình các phương tiện quân sự như xe tăng, pháo… thậm chí cả con người trước mắt đối phương.

Tóm lại, giới khoa học nhận định graphene sẽ góp phần định hình mọi lĩnh vực đời sống hàng ngày của con người vào cuối thập kỷ này.

WMT @ MES Lab (Theo Wikipedia, Vietnam+)