Graphene – mạng nguyên tử hoàn hảo

Graphene là một dạng carbon. Là một chất liệu hoàn toàn mới – nó không những mỏng nhất mà còn bền nhất nữa. Là một chất dẫn điện, nó dẫn điện tốt như đồng. Là một chất dẫn nhiệt, nó dẫn nhiệt tốt hơn mọi chất liệu đã biết khác. Nó hầu như hoàn toàn trong suốt, nhưng lại đậm đặc tới mức ngay cả helium, nguyên tử nhỏ nhất, cũng không thể qua mặt.+ Phóng to hình Hình 1. Graphene. Mạng tinh thể gần như hoàn hảo chỉ dày một nguyên tử. Nó gồm các nguyên tử carbon liên...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Graphene – mạng nguyên tử hoàn hảo Graphene – mạng nguyên tử hoàn hảoGraphene là một dạng carbon. Là một chất liệu hoàn toàn mới –nó không những mỏng nhất mà còn bền nhất nữa. Là một chấtdẫn điện, nó dẫn điện tốt như đồng. Là một chất dẫn nhiệt, nódẫn nhiệt tốt hơn mọi chất liệu đã biết khác. Nó hầu như hoàntoàn trong suốt, nhưng lại đậm đặc tới mức ngay cả helium,nguyên tử nhỏ nhất, cũng không thể qua mặt. + Phóng to hìnhHình 1. Graphene. Mạng tinh thể gần như hoàn hảo chỉ dày một nguyên tử. Nó gồm các nguyên tử carbon liên kết với nhau thành hình lục giác đan lại như tấm lưới.Bởi vậy, bài báo về graphene công bố trên tạp chí Science, sốtháng 10/2004, đã khuấy động rất nhiều xúc cảm trên khắp thếgiới. Một mặt, các tính chất kì lạ của graphene cho phép các nhàkhoa học kiểm tra các nền tảng lí thuyết của vật lí học. Mặtkhác, rất nhiều ứng dụng thực tế giờ đã có thể hiện thực hóa, baogồm việc chế tạo các chất liệu mới và sản xuất các dụng cụ điệntử tân tiến.Carbon, cơ sở của mọi dạng sống đã biết trên trái đất, một lầnnữa khiến chúng ta thật bất ngờ.Bút chì, giấy và băng dínhKhông thể nào dễ thu được graphene hơn nữa, chất liệu thần kìcó nguồn gốc từ graphite thông thường, như graphite tìm thấy ởcác thỏi bút chì. Tuy nhiên, những điều đơn giản nhất và hiểnnhiên nhất thường lẩn tránh cái nhìn của chúng ta.Graphene gồm các nguyên tử carbon liên kết với nhau thành mộtmạng phẳng – tương tự như cấu trúc tổ ong, nhưng khác là chỉdày một nguyên tử thôi. Một mili mét graphite thật ra gồm batriệu lớp graphene bám chồng lên nhau. Các lớp được giữ mộtcách yếu ớt và vì thế khá dễ bóc tách chúng ra. Ai đã từng viếtbằng bút chì đều có kinh nghiệm này, và có khả năng, khi họviết, chỉ một lớp carbon, tức graphene, đã bám lên trên tranggiấy.Đây là cái xảy ra khi Andre Geim và Konstantin Novoselov sửdụng băng dính để bóc những lớp bong mỏng ra khỏi một miếnggraphite lớn bằng một phương pháp không có gì mới. Lúc đầu,họ thu được những lớp bong ra gồm nhiều lớp graphene, nhưngkhi họ lặp lại 10 đến 12 lần bóc băng dính thì lớp bong mỗi lúcmột mỏng hơn. Bước tiếp theo là tìm những mảnh graphene nhỏxíu trong số những lớp graphite dày hơn và những mảng bongcarbon khác. Đây là lúc ý tưởng sáng tạo thứ hai của họ xuấthiện: để có thể nhìn thấy kết quả của công trình tỉ mỉ của họ, cácnhà khoa học ở Manchester quyết định gắn mấy miếng bongmỏng đó lên một đĩa silicon đã oxy hóa, chất liệu chuẩn trongngành công nghiệp bán dẫn