Phát hiện loại tinh thể mới hé lộ tiềm năng ứng dụng lớn

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Các nhà nghiên cứu tình cờ phát hiện ra một loại tinh thể hình que độc đáo với cấu trúc rỗng bên trong, chưa từng được biết đến trước đây và đặt tên là "Zangenite" để vinh danh nghiên cứu sinh đã tìm ra tinh thể này.
Ảnh minh họa.
Ảnh minh họa.

Từ những hạt muối ăn quen thuộc đến những viên kim cương lấp lánh, quá trình hình thành tinh thể không phải lúc nào cũng tuân theo một lộ trình đơn giản và dễ đoán.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học New York (NYU) đã thành công ghi lại hành trình đầy bất ngờ này, từ một khối vật chất vô định hình ban đầu đến các cấu trúc có trật tự cao, trong một công trình vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Đặc biệt, trong quá trình khám phá bí ẩn của sự kết tinh, họ đã tình cờ phát hiện ra một loại tinh thể hình que độc đáo với cấu trúc rỗng bên trong, chưa từng được biết đến trước đây, và đặt tên là "Zangenite" để vinh danh nghiên cứu sinh đã tìm ra tinh thể này.

Để vén màn bí mật về cách các hạt tự sắp xếp thành mạng lưới tinh thể hoàn hảo, các nhà khoa học thường gặp khó khăn khi quan sát trực tiếp các nguyên tử siêu nhỏ.

Nhóm nghiên cứu tại NYU đã sử dụng một phương pháp khéo léo: tạo ra các tinh thể từ hạt keo (colloidal particles). Những hạt này tuy nhỏ nhưng đủ lớn để có thể quan sát chi tiết dưới kính hiển vi. "Ưu điểm là chúng tôi có thể theo dõi quá trình kết tinh ở cấp độ từng hạt một," Giáo sư hóa học Stefano Sacanna, người dẫn dắt phần thực nghiệm, cho biết.

Kết hợp các thí nghiệm tỉ mỉ với hàng nghìn mô phỏng máy tính phức tạp do trợ lý giáo sư Glen Hocky phụ trách, nhóm nghiên cứu đã làm sáng tỏ một cơ chế hình thành tinh thể gồm hai bước.

Thay vì các hạt ngay lập tức xếp vào vị trí cố định, chúng thường tụ lại thành một "đám đông" vô định hình trước, sau đó mới diễn ra quá trình tái sắp xếp để tạo thành cấu trúc tinh thể trật tự cuối cùng. Chính quá trình hai bước này dẫn đến sự đa dạng về hình dạng và loại tinh thể quan sát được.

Trong quá trình thực hiện các thí nghiệm theo dõi cơ chế hai bước này, nghiên cứu sinh Shihao Zang đã tình cờ phát hiện một tinh thể hình que trông khác lạ.

Kiểm tra kỹ hơn dưới kính hiển vi, anh nhận thấy nó không chỉ có sự sắp xếp hạt khác biệt mà còn chứa các kênh rỗng chạy dọc theo chiều dài – một đặc điểm hết sức bất thường đối với tinh thể vốn thường đặc khít.

Sau khi đối chiếu với cơ sở dữ liệu gồm hơn một nghìn cấu trúc tinh thể tự nhiên mà không tìm thấy sự tương đồng, Zang đã tìm đến mô hình máy tính của Hocky. Các mô phỏng đã xác nhận đây thực sự là một cấu trúc tinh thể hoàn toàn mới.

"Chúng tôi rất ngạc nhiên vì cấu trúc này chưa từng được quan sát thấy trước đây," Giáo sư Sacanna chia sẻ.

Tinh thể mới được đặt tên khoa học là L3S4, nhưng trong các buổi thảo luận tại phòng thí nghiệm, cái tên "Zangenite" đã ra đời và được giữ lại để ghi nhận công lao của Shihao Zang.

"Chúng tôi dùng tinh thể keo để mô phỏng thế giới thực, nhưng không ngờ lại tìm ra một tinh thể không hề có trong tự nhiên," Zang bày tỏ sự ngạc nhiên.

Việc phát hiện ra Zangenite không chỉ là một khám phá khoa học thú vị mà còn mở ra những hướng đi mới. Cấu trúc rỗng độc đáo của nó gợi ý các ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực lọc, lưu trữ hoặc bao bọc các vật liệu khác.

Hơn nữa, nó cho thấy rằng có thể còn nhiều loại tinh thể mới lạ khác đang chờ được khám phá. Sự hiểu biết sâu sắc hơn về quá trình kết tinh phức tạp này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và chế tạo các vật liệu tiên tiến trong tương lai, đặc biệt là các vật liệu quang tử ứng dụng trong công nghệ laser, cáp quang và năng lượng Mặt Trời.

Thủ tướng Phạm Minh Chính: Có dữ liệu mới có Chính phủ số, kinh tế số, xã hội số
Thủ tướng Phạm Minh Chính: Có dữ liệu mới có Chính phủ số, kinh tế số, xã hội số
(Ngày Nay) - Chiều 12/1, kết luận Phiên họp thứ Nhất của Ban Chỉ đạo quốc gia về dữ liệu trực tuyến với 34 tỉnh, thành phố trong cả nước, Thủ tướng Phạm Minh Chính, Trưởng ban Chỉ đạo yêu cầu thời gian tới phải thực hiện 5 đột phá chiến lược về dữ liệu số, với phương châm: Quyết liệt trong hành động, kết quả là thước đo, đồng bộ trong triển khai, dữ liệu là tài sản, hạ tầng dữ liệu là nền tảng, kinh tế dữ liệu là mũi nhọn, an ninh dữ liệu là trọng yếu và người dân, doanh nghiệp là trung tâm.
Triển lãm “Sắc màu hữu nghị” kết nối Việt Nam - Hàn Quốc
Triển lãm “Sắc màu hữu nghị” kết nối Việt Nam - Hàn Quốc
(Ngày Nay) - Chiều 12/1, tại Nhà triển lãm Mỹ thuật (16 Ngô Quyền, Hà Nội), triển lãm “Sắc màu hữu nghị” chính thức khai mạc, giới thiệu tới công chúng 69 tác phẩm của các họa sĩ Việt Nam và Hàn Quốc. Sự kiện do Trung tâm UNESCO Mỹ thuật Hà Nội phối hợp với Hiệp hội trao đổi nghệ thuật quốc tế Hàn Quốc tổ chức.
Các bác sĩ Bệnh viện Đại học Y dược Thành phố Hồ Chí Minh thực hiện phẫu thuật nội soi 3D thay van động mạch chủ kết hợp bắc cầu mạch vành. Ảnh: TTXVN phát
Lần đầu tiên phẫu thuật nội soi 3D thay van động mạch chủ kết hợp bắc cầu mạch vành​
(Ngày Nay) - Ngày 12/1, thông tin từ Bệnh viện Đại học Y dược Thành phố Hồ Chí Minh cho biết, các bác sĩ của đơn vị đã thực hiện thành công ca phẫu thuật nội soi 3D thay van động mạch chủ kết hợp bắc cầu mạch vành. Đây là bệnh nhân đầu tiên được thực hiện 2 kỹ thuật phẫu thuật tim cùng lúc bằng hệ thống nội soi 3D.
WHO tự hào là đối tác của Chính phủ Việt Nam
WHO tự hào là đối tác của Chính phủ Việt Nam
(Ngày Nay) - Trong báo cáo đăng tải trên trang chủ, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) mới đây nhận định rằng, trong khuôn khổ chương trình cải cách rộng lớn trong năm 2025, Chính phủ Việt Nam đã đưa ra cam kết mạnh mẽ cho những thay đổi trong lĩnh vực y tế và đề ra những tham vọng táo bạo cho ngành y tế.
Thủ tướng Phạm Minh Chính với học sinh Trường phổ thông vùng cao Việt Bắc, Thái Nguyên. Ảnh: Dương Giang/TTXVN.
Thủ tướng: Xây dựng trường học khu vực miền núi, đồng bào dân tộc để gieo chữ, giữ nước
(Ngày Nay) - Ngày 11/1, tại tỉnh Thái Nguyên, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính dự Lễ khởi công dự án đầu tư cơ sở vật chất cho Trường phổ thông vùng cao Việt Bắc và các trường dự bị đại học thuộc Bộ Dân tộc và Tôn giáo – những công trình chào mừng Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XIV.
Liên kết giáo dục tại TP.HCM - Bài 7: Trường ĐH KHXH&NV “treo chứng chỉ, cấp cái gì?”
Liên kết giáo dục tại TP.HCM - Bài 7: Trường ĐH KHXH&NV “treo chứng chỉ, cấp cái gì?”
(Ngày Nay) - Trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn TP.HCM thời gian qua mở nhiều khoá học bồi dưỡng Phương pháp giảng dạy STEAM, Giá trị sống - Kỹ năng sống cho giáo viên các trường phổ thông, kèm lời giới thiệu sẽ cấp Chứng chỉ cho người học nếu hoàn thành tối thiểu 80% - 90% thời lượng.