Buzz
Một nhóm nhà khoa học tại Trường Đại học Chicago (Mỹ) đã khám phá ra cách tạo ra một loại vật liệu có thể giống như nhựa, song lại có khả năng dẫn điện như kim loại.
Nghiên cứu được công bố vào ngày 26/10 trên tạp chí Nature. Các nhà khoa học đã chỉ ra cách tạo ra một loại vật liệu có những phân tử lộn xộn, nhưng vẫn dẫn điện rất tốt.
Điều này hoàn toàn trái ngược với tất cả các quy tắc hiện nay về dẫn điện. “Nhìn chung, điều này mở ra khả năng thiết kế một loại vật liệu dẫn điện hoàn toàn mới, dễ tạo hình và bền bỉ trong các điều kiện hàng ngày,” tác giả nghiên cứu John Anderson - Phó Giáo sư hóa học tại Trường Đại học Chicago cho biết.
Hiện tại, nhóm chất dẫn điện lâu đời nhất được biết đến là các kim loại: Đồng, vàng, nhôm. Những vật liệu này linh hoạt hơn và dễ gia công hơn so với kim loại truyền thống. Tuy nhiên, vấn đề là chúng không ổn định và có thể mất tính dẫn điện nếu tiếp xúc với độ ẩm hoặc nhiệt độ quá cao.
Tính cơ bản, cả hai loại chất dẫn điện hữu cơ và truyền thống này đều có một đặc điểm chung. Chúng được hình thành từ các hàng nguyên tử hoặc phân tử thẳng hàng, xếp chặt chẽ.
Điều này có nghĩa là electron có thể dễ dàng di chuyển qua vật liệu, giống như các phương tiện trên đường cao tốc. Thực tế, các nhà khoa học tin rằng, vật liệu phải có cấu trúc thẳng hàng. Trật tự này giúp dẫn điện một cách hiệu quả.
Đội ngũ nghiên cứu đã thử nghiệm với một số vật liệu đã được phát hiện từ trước đó. Họ sắp xếp các nguyên tử niken giống như việc làm ngọc trai thành một chuỗi hạt phân tử được tạo ra từ cacbon và lưu huỳnh. Kết quả cho thấy, vật liệu này dẫn điện mạnh mẽ và dễ dàng. Điều đặc biệt, nó có độ ổn định cao.
Một điểm đáng chú ý là cấu trúc phân tử của vật liệu đã bị rối loạn. Các nhà nghiên cứu đã nỗ lực tìm hiểu cách vật liệu có thể dẫn điện. Sau các thử nghiệm, mô phỏng và nghiên cứu lý thuyết, họ kết luận rằng, vật liệu này tạo thành các lớp. Ngay cả khi lớp bị lộn xộn, electron vẫn có thể di chuyển theo chiều ngang hoặc dọc, miễn là chúng tiếp xúc với nhau.
Các nhà khoa học cho biết, khám phá này đề xuất một nguyên tắc thiết kế mới cơ bản cho công nghệ điện tử. Vật liệu mới có thể được sản xuất ở nhiệt độ phòng và có thể chịu nhiệt, axit, kiềm hoặc độ ẩm cao khi cần thiết cho các thiết bị hoặc mảnh vật của thiết bị.
Nhóm nghiên cứu cũng đang nghiên cứu các hình dạng và chức năng khác nhau mà vật liệu có thể mang lại. “Chúng tôi nghĩ rằng có thể mô phỏng vật liệu dưới dạng 2D hoặc 3D. Hoặc thậm chí, chúng tôi có thể giới thiệu các chức năng mới bằng cách thêm các liên kết hoặc nút khác nhau,” đội ngũ nghiên cứu chia sẻ.
