Vật liệu carbon mới cứng và sáng hơn cả kim cương

0

Các nhà khoa học vừa mới chế tạo loại carbon mới cứng và sáng hơn kim cương tự nhiên, hứa hẹn ứng dụng trong các ngành công nghiệp công nghệ cao.

“Vật liệu mới có tên Q-Carbon hết sức độc đáo”, nhà nghiên cứu về vật liệu tại trường Đại học North Carolina, Jagdish Narayan chia sẻ trên Live Science. “Nó có tính chất điện quang và từ tính”.

Vật liệu carbon mới cứng và sáng hơn cả kim cương - ảnh 1

Cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa hiểu rõ làm cách nào mà kim cương được hình thành trong lòng đất. Đa số các mỏ kim cương đều hình thành trong giai đoạn 1-3 tỷ năm trước, ở độ sâu 100 km dưới mặt đất.

Trong điều kiện bị nén ở áp lực 5 triệu kilopascal (kPa) và nung nóng ở nhiệt độ 1.200 độ C, phân tử oxy bị đẩy ra ngoài và tạo thành các nguyên tử carbon đối xứng.

Các thử nghiệm trước đây đều tìm cách tái tạo kim cương ở điều kiện áp lực và nhiệt độ giống với trong tự nhiên. Nhưng các kim cương nhân tạo này không thể cứng bằng kim cương tự nhiên.

Narayan và các đồng nghiệp mới đây đã thử nghiệm theo một cách khác. Họ dùng một lớp carbon vô định hình và vật liệu nền có thể là sapphire, thủy tinh hoặc nhựa. Lớp chất nền sẽ được bao phủ bởi một lớp carbon vô định hình.

Sau đó, các nhà khoa học sẽ chiếu xung laser vào lớp vật liệu trong khoảng thời gian siêu ngắn, chỉ khoảng 200 nano giây. Xung laser này có nhiệt độ lên tới khoảng 3.700 độ C. Lớp carbon sau đó được làm lạnh cực nhanh khiến chúng bị tinh thể hoá thành dạng mới gọi là Q-carbon.

“Chúng tôi làm lạnh một cách nhanh nhất có thể để có thể đánh lừa được Mẹ Thiên nhiên”, Narayan nói trên Live Science.

Các nhà khoa học có thể chế tác các viên đá quý đính trên vòng cổ hay nhẫn một nhanh chóng bởi quá trình tạo ra một carat từ Q-carbon chỉ mất khoảng 15 phút.

Nhưng vật liệu mới này với những đặc tính ưu việt hơn kim cương có thể còn được ứng dụng trong các ngành công nghiệp công nghệ cao, theo chuyên gia Narayan.

Khả năng phản ứng của vật liệu với từ trường và ánh sáng hứa hẹn giúp tạo ra các màn hình điện tử mới. Độ cứng và độ bền cao cũng giúp Q-Carbon trở thành vật liệu lý tưởng cho các mũi khoan dưới biển sâu.

Đăng Nguyễn

Bình luận

* Vui lòng nhập bình luận tiếng Việt có dấu