[CÔNG NGHỆ] 6 Siêu vật liệu làm thay đổi tương lai thế giới

Perovskites, Stanene, Graphene hay Khói đóng băng-Aerogel là những khám phá quan trọng của nhân loại. Với những những tính chất vượt trội chúng được kì vọng là làm thay đổi tương lai của thế giới.


1. Siêu vật liệu tàng hình

Invisibility-Cloak-Chinese_SS_121013-617x416 (1)
Vật liệu tàng hình này khiến cho con người cảm thấy như một màn ảo thuật

Trong thực tế, những siêu vật liệu với cấu trúc nano được thiết kế để tán xạ ánh sáng theo những cách đặc biệt có thể sẽ được sử dụng để làm cho các đối tượng trở nên vô hình.Điều thú vị hơn về siêu vật liệu này là chúng không chỉ chuyển hướng ánh sáng trong phổ nhìn thấy mà còn tùy thuộc vào cách thức và cấu tạo, chất liệu này cũng có thể chuyển hướng vi sóng, sóng radio, hoặc sóng T (nằm giữa vi sóng và sóng hồng ngoại trong phổ điện từ). Siêu vật liệu “tàng hình” này có thể được áp dụng trong các máy quét T-ray y học, máy quét an ninh hoặc các anten nhỏ gọn.

2. Vật liệu tự phục hồi – nhựa sinh học.

stanford_self_healing_material
Vật liệu này là 1 trong nhiều khám phá thế giới công nghệ được chú ý nhất hiện nay

Đây là một trong những khám phá thế giới công nghệ vật liệu thành công do giáo sư Scott White tại Đại học Illinois tìm ra. Vào năm ngoái, phòng thí nghiệm của White đã phát minh ra một loại polymer mới có thể tự rỉ ra để sửa chữa một lỗ hổng ở kích thước có thể nhìn thấy được.

Các polymer này có một hệ thống mạch chất lỏng mà khi vỡ sẽ tràn ra, sau đó đông thành cục giống như máu. Mặc dù đã tồn tại vật liệu có thể chữa lành các vết nứt nhỏ, vật liệu mới này có thể sửa chữa một lỗ rộng 4mm với các vết nứt tỏa ra xung quanh nó. Da người có thể tự chữa lành vết thủng này, nhưng đây là một sự đột phá với chất dẻo.

3. Vật liệu nhiệt điện – tận dụng nhiệt thải.

6-sieu-vat-lieu-co-the-thay-doi-the-gioi- (1)
Một ước tính cho thấy lượng nhiệt thải ra bằng hai phần ba của toàn năng lượng sử dụng.

Năm ngoái, công ty Alphabet Energy ở California (Mỹ) đã giới thiệu một máy phát nhiệt điện cắm thẳng vào ống xả của máy phát điện thông thường, biến nhiệt thải thành điện năng hữu ích. Máy phát điện của Alphabet Energy sử dụng vật liệu nhiệt điện tương đối rẻ và tự nhiên gọi là tetrahedrite. Alphabet Energy nói tetrahedrite có thể đạt hiệu suất 5-10%.

Các vật liệu nhiệt điện hiện nay vẫn có giá thành cao, do đó thường được sử dụng ở các dự án như tàu vũ trụ. Mới đây các nhà khoa học cũng đã thử nghiệm với một vật liệu nhiệt điện đầy hứa hẹn và hiệu suất cao gọi là skutterudite, đó là một loại khoáng chất có chứa coban. Skutterudite có thể trở nên rẻ và hiệu suất đủ cao để bao bọc xung quanh ống xả của xe hơi, tủ lạnh hoặc bất kỳ thiết bị tiêu tốn năng lượng khác mà bạn có thể nghĩ đến.

4. Perovskites – tế bào năng lượng mặt trời giá rẻ

HROxfordUniversitymainPerovskitetinsolarcell-1403034720624
Tế bào năng lượng này là 1 trong nhiều khám phá thế giới quan trọng với nhân loại

Perovskites được phát hiện từ hơn một thế kỷ trước, là một loại vật liệu được xác định bởi một cấu trúc tinh thể đặc biệt. Chúng có thể chứa số lượng nguyên tố bất kỳ, đối với perovskites sử dụng trong các tế bào năng lượng mặt trời thường là chì và thiếc. Những nguyên liệu này có giá rẻ so với silicon tinh thể, và chúng có thể được phun lên kính dễ dàng. Oxford Photovoltaics là một trong những công ty hàng đầu đang cố gắng để thương mại hóa perovskites, để đưa sự tuyệt vời của chúng trong phòng thí nghiệm vào trong thế giới thực.

5.  Aerogel – siêu nhẹ và cứng

i41edou2biwymdkspu4r
Tính chất cách nhiệt tuyệt vời của aerogel

Aerogel không giống như một vật liệu thực. Mặc dù nhẹ và tinh khiết như không khí, chúng có thể dễ dàng chịu được sức nóng của một đèn hàn và trọng lượng của một chiếc xe hơi. Vật liệu này gần giống như cái tên của nó: là chất gel mà các chất lỏng đã được thay thế hoàn toàn bằng khí. Nhưng bạn có thể thấy lý do tại sao nó cũng được gọi là “khói đóng băng” hay “khói xanh”.

1
Siêu nhẹ nhưng lại rất khỏe

Aerogel – Khói đóng băng  có những tính chất hết sức tuyệt vời như có thể chịu được nhiệt độ tới hơn 1000 độ C trước khi bị tan chảy, rất nhẹ với khối lượng riêng của nó thậm chí còn thấp hơn khí heli. Dù nhẹ như vậy nhưng aerogel lại rất khỏe nhờ cấu trúc đặc biệt của nó. Một khối aerogel nhỏ cũng có thể chịu được trọng lượng của một cục gạch hay thậm chí là cả chiếc xe ô tô. Điểm yếu của vật liệu này là nó rất giòn và đắt đỏ. Hiện các nhà khoa học tại NASA đang thử nghiệm aerogel có tính dẻo cho công nghệ chế tạo tàu vũ trụ, nhằm tận dụng khả năng cách nhiệt của nó cho quá trình di chuyển qua bầu khí quyển.

6. Stanene – chất dẫn hiệu suất 100%

1-will2dtinbet (1)
Hiếm có vật liệu nào có hiệu suất dẫn 100% như Stanene

Cũng giống như graphene, stanene cũng được cấu tạo từ một lớp đơn nguyên tử. Nhưng thay vì carbon, stanene được làm bằng thiếc và điều này làm nên sự khác biệt của stanene mà graphene không thể đạt được: dẫn điện với hiệu suất 100%.

Stanene lần đầu tiên được đưa ra trên lý thuyết vào năm 2013 bởi giáo sư của Stanford, Shoucheng Zhang, người chuyên nghiên cứu về việc dự đoán các tính chất điện tử của vật liệu như stanene. Theo mô hình của ông, stanene là một chất cách điện tô pô, có nghĩa là các cạnh của nó là một chất dẫn điện và bên trong của nó là một chất cách điện. (Hãy nghĩ nó giống như một thanh kem phủ sô cô la. Sô cô la thì dẫn điện, còn kem cách điện).

Theo GENK & VietQ

Có thể bạn quan tâm Cùng tác giả

Bình luận về bài viết

Đang tải...