Khám phá về vật liệu 2D: Mở ra tiềm năng mới cho công nghệ
19/03/2024
316 Lượt xem
Cùng với sự phát triển của graphene, một vật liệu siêu mỏng và siêu cứng, ngành nghiên cứu vật liệu đã bước vào một giai đoạn mới với việc khám phá vật liệu 2 chiều (2D). Mới đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Linköping ở Thụy Điển đã đưa ra những bước tiến đáng chú ý trong lĩnh vực này, mở ra tiềm năng lớn cho ứng dụng công nghệ trong tương lai.
GS Johanna Rosén, một chuyên gia về vật liệu tại Đại học Linköping, đã chỉ ra rằng vật liệu 2D có diện tích bề mặt lớn hơn so với thể tích hoặc trọng lượng của chúng. Điều này tạo ra các đặc tính đặc biệt như dẫn điện tốt, độ bền cao và khả năng kháng nhiệt, làm cho chúng trở nên hấp dẫn trong cả nghiên cứu cơ bản và ứng dụng. Trong một lớp phim chỉ mỏng 1 mm, có thể chứa hàng triệu lớp của vật liệu, mở ra nhiều khả năng về lưu trữ năng lượng và tạo ra nhiên liệu.
Trong số các vật liệu 2D, MXenes - được tạo ra từ vật liệu cha 3 chiều gọi là pha MAX - đang thu hút sự chú ý lớn. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Linköping đã giới thiệu một phương pháp lý thuyết để dự đoán các vật liệu 3 chiều khác có thể được chuyển đổi thành vật liệu 2D, mở ra một cánh cửa mới cho việc tạo ra các vật liệu mới.
Trải qua một quy trình nghiên cứu gồm 3 bước, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tổng hợp và xác định các vật liệu 3D tiềm năng, sau đó tiến hành thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Đặc biệt, họ đã thành công trong việc tạo ra vật liệu 2 chiều từ vật liệu cha 3 chiều bằng cách loại bỏ một số nguyên tử không cần thiết.
GS Jie Zhou, thành viên của nhóm nghiên cứu, nhấn mạnh rằng việc lựa chọn vật liệu phù hợp và tổng hợp chúng đã đòi hỏi sự cẩn trọng và kiên nhẫn. Việc sử dụng kính hiển vi truyền tải quét Arwen đã giúp họ kiểm tra cấu trúc của vật liệu ở cấp độ nguyên tử và xác nhận tính chính xác của mô hình lý thuyết.
Với những thành tựu này, một thế giới mới của các vật liệu 2D đang mở ra, mang theo nhiều ứng dụng tiềm năng trong tương lai. Từ việc hấp thụ carbon đi-ô-xít đến làm sạch nước, những vật liệu này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng một tương lai bền vững và tiên tiến hơn. GS Johanna Rosén tin rằng, tiềm năng của các vật liệu 2D là vô tận, và sự khám phá về chúng sẽ tiếp tục mở ra những cơ hội mới cho công nghệ và khoa học.