Buzz
Graphene, vật liệu siêu dẫn được gọi là 'vàng đen' của thế kỷ 21, đã được phát hiện trong mẫu đất và đá được tàu vũ trụ Hằng Nga 5 của Trung Quốc mang về từ Mặt Trăng.
Các nhà khoa học trên khắp thế giới đang xôn xao vì nhóm nghiên cứu tại Đại học Cát Lâm (Trung Quốc) đã phát hiện Graphene tự nhiên trong mẫu đất và đá từ Mặt Trăng. Khám phá này có ý nghĩa to lớn, hứa hẹn mở ra những tiềm năng vĩ đại trong công nghệ vật liệu siêu dẫn và thúc đẩy các ngành công nghiệp toàn cầu.
Trước đây, chiết xuất Graphene từ than chì gặp nhiều khó khăn và tốn kém. Tuy nhiên, phát hiện Graphene tự nhiên trên Mặt Trăng mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp này.
Sự hiện diện của Graphene tự nhiên trên Mặt Trăng cũng cung cấp thông tin quý giá về sự hình thành và phát triển của lớp vỏ Mặt Trăng, từ đó giúp hiểu rõ hơn lịch sử hình thành của Hệ Mặt Trời và các hành tinh khác.
Vậy Graphene là gì mà giới khoa học và công nghệ săn đón đến vậy? Đơn giản là một dạng thù hình của carbon, được cấu tạo từ một lớp nguyên tử carbon liên kết theo cấu trúc tổ ong lục giác phẳng.
Mỗi 1mm than chì thông thường chứa đến 3 triệu lớp Graphene xếp chồng lên nhau. Với cấu trúc độc đáo này, Graphene có những đặc tính vượt trội, thu hút sự chú ý của giới khoa học, đặc biệt là khả năng dẫn điện cực kỳ ấn tượng, thậm chí vượt trội hơn cả đồng.
Các nhà khoa học đã chứng minh rằng ở nhiệt độ cực thấp -271 độ C, điện trở của Graphene gần như bằng không, biến nó trở thành ứng viên tiềm năng cho vật liệu siêu dẫn. Không chỉ vậy, Graphene còn được biết đến với độ cứng vượt trội, còn cứng hơn cả kim cương.
Một tấm Graphene có độ dày chỉ 100 nanomet có thể chịu được áp lực lên đến 2.9 micron, tương đương với trọng lượng gần 2 tấn. Độ bền ấn tượng này cùng với khả năng uốn dẻo và trọng lượng siêu nhẹ làm cho Graphene trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp.
Hiện nay, Graphene được áp dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Khoảng 71.4% thị trường pin lithium-ion sử dụng vật liệu dẫn điện được sản xuất từ Graphene. Nhiều nhà sản xuất xe hơi cũng đã áp dụng Graphene vào việc sản xuất vỏ xe, giúp giảm trọng lượng và tăng độ bền cho xe.
Từ năm 2010, các tập đoàn công nghệ hàng đầu như Samsung, Apple, Foxconn và Huawei đã đầu tư mạnh vào nghiên cứu và ứng dụng Graphene. Cuộc đua để chiếm lĩnh nguồn tài nguyên quý này đã chính thức bắt đầu.
Giới chuyên gia dự đoán rằng Graphene sẽ là ngôi sao sáng trong tương lai của nhiều ngành công nghiệp như hóa học, vật liệu, năng lượng, y sinh... Người nắm giữ công nghệ sản xuất và ứng dụng Graphene sẽ là người dẫn đầu trong cách mạng công nghiệp sắp tới. Tuy nhiên, việc tách chiết Graphene một cách hiệu quả, nhanh chóng và ít tốn kém vẫn là một thách thức lớn.
Trong một thời gian dài, Graphene được cho là không thể tồn tại một mình mà phải kết hợp với than chì. Cho đến khi hai nhà khoa học Andre Geim và Konstantin Novoselov (Đại học Manchester, Anh) thành công trong việc tách lớp Graphene đơn từ than chì bằng phương pháp bóc lớp bằng băng dính vào năm 2004, thì lớp Graphene đơn này mới được phát hiện. Phát hiện này đã mang về cho họ giải Nobel Vật lý vào năm 2010.
Tuy nhiên, phương pháp này chỉ sản xuất ra lượng Graphene rất nhỏ, chưa đáp ứng được nhu cầu nghiên cứu và ứng dụng. Việc phát hiện Graphene tự nhiên trên Mặt trăng của Trung Quốc được xem như một bước tiến lớn trong việc nghiên cứu Graphene, mở ra tiềm năng khai thác nguồn tài nguyên quý này trên không gian.
Trong tương lai, nhiều người hy vọng rằng con người có thể xây dựng nhà máy khai thác Graphene tự nhiên trên Mặt trăng. Thậm chí, có những ý tưởng táo bạo hướng đến việc xây dựng trạm năng lượng Mặt Trời sử dụng Graphene làm vật liệu hấp thụ năng lượng.
