Cập nhật ngày 23/11/2015 - 12:17:54

           

Các nhà khoa học đã sản xuất được graphene rẻ hơn 100 lần so với trước đây

- Kể từ lần đầu tiên được tổng hợp bởi Andre Geim và Kostya Novoselov tại Đại học Manchester vào năm 2004, đã tạo nên một động lực rộng lớn để khai thác các tính chất đặc biệt của graphene. Tuy nhiên chi phí của graphene so với nhiều vật liệu điện tử truyền thống khá cao, nên trong sản xuất điện tử việc sử dụng graphene đã ít đi. Bây giờ các nhà nghiên cứu tại Đại học Glasgow đã phát hiện ra một cách để tạo ra tấm graphene lớn bằng cách sử dụng cùng một loại đồng giá rẻ sử dụng để sản xuất pin lithium-ion.

Là một tinh thể hai chiều của các nguyên tử carbon, graphene là một khối được xây dựng cơ bản từ nhiều chất dẫn xuất carbon như fullerene, một ống nano carbon ba chiều và graphite. Những vật liệu nano carbon thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử để tạo ra tất cả mọi thứ từ các tế bào năng lượng mặt trời, bóng đèn và bộ cảm biến khí siêu nhạy.  Nếu sản xuất vật liệu chất lượng cao với  tỷ lệ lớn hơn cho thiết bị điện tử trên khu vực rộng lớn thì graphene lại là một nguyên liệu đắt hơn so với các chất nền điện tử tiêu chuẩn như silicon.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một cách để làm giảm đáng kể giá của tấm graphene lớn 
bằng cách sử dụng cùng một loại đồng rẻ tiền được sử dụng để sản xuất pin lithium-ion. (Ảnh: Shutterstock) 

Một phần lớn các chi phí này là do sản xuất các chất nền cho Graphene. Bằng cách sử dụng một quá trình lắng đọng hơi hóa học (CVD), graphene được tạo ra như một lớp đơn (một lớp dày các nguyên tử) bằng cách nung bạch kim, nickel hoặc titan cacbua với ethylene hoặc benzen ở nhiệt độ cao. Phương pháp sản xuất gần đây đã hạ thấp các chi phí này phần nào bằng cách kết hợp đồng như là một chất nền, nhưng ngay cả phương pháp này vẫn có thể chứng minh là phải mất chi phí khá cao.

Để giúp làm giảm đáng kể các chi phí này, các nhà nghiên cứu đã đưa ra ý tưởng lắng đọng  graphene chất lượng cao trên bề mặt của lá đồng rẻ tiền thường được sử dụng để làm cho các cực âm siêu mỏng (điện cực âm) trong các loại pin lithium-ion. Thực tế chứng minh, phản ứng hoàn toàn trơn tru và lá đồng này thực sự là một chất nền cao cấp để hình thành graphene.

"Các lá đồng mà chúng tôi được sử dụng trong quá trình sản xuất được bán sẵn và bán lẻ với giá khoảng 1 USD mỗi mét vuông tương đương khoảng  115 USD cho một số lượng tương tự của đồng hiện đang được sử dụng trong sản xuất graphene", tiến sĩ Dahiya  Đại học Glasgow School of Engineering) nói. "Quá trình sản xuất của chúng tôi vẫn tạo ra graphene chất lượng cao với chi phí thấp, đưa chúng tôi một bước gần hơn đến việc tạo ra các thiết bị điện tử mới, giá cả phải chăng với một phạm vi ứng dụng rộng hơn.”

Tiến sĩ Ravinder Dahiya của Trường Đại học Kỹ thuật Glasgow- trưởng nhóm nghiên cứu (Ảnh: Đại học Glasgow)

Nhóm nghiên cứu tin rằng với quy mô lớn, phương pháp tổng hợp màng graphene chất lượng cao, rẻ tiền của họ có thể vận hành hệ thống quang điện tử graphene linh hoạt bao gồm những thứ như giấy điện tử, nhận dạng tần số radio (RFID, các miếng dán y tế để cung cấp thuốc hoặc theo dõi dấu hiệu sinh tồn và xúc giác hoặc da điện tử cho robot và chân tay giả.

Nghiên cứu được tiến hành hợp tác với các đồng nghiệp tại Đại học Bilkent ở Thổ Nhĩ Kỳ và các kết quả của nghiên cứu này vừa được công bố trên tạp chí Báo cáo khoa học Nature.

L.T
Theo gizmag/ University of Glasgow
* Ý kiến bạn đọc
* Tin đáng chú ý
* Các tin liên quan