Các nhà khoa học tại Đại học Chicago (Mỹ) vừa làm nên chuyện không tưởng: tạo ra một loại vật liệu trông như nhựa bình thường, nhưng dẫn điện xịn sò như kim loại luôn đó!
Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature ngày 26/10 đã chỉ ra cách tạo một loại vật liệu có cấu trúc phân tử lộn xộn, nhưng vẫn dẫn điện cực đỉnh. Nghe crazy nhỉ?
Điều này phá tan mọi quy tắc về độ dẫn điện mà chúng ta từng biết! "Về nguyên tắc, điều này mở ra thiết kế của một loại vật liệu hoàn toàn mới dẫn điện, dễ tạo hình và bền trong các điều kiện hằng ngày", Phó Giáo sư hóa học John Anderson từ Đại học Chicago chia sẻ.
Trước giờ, nhóm chất dẫn điện lâu đời nhất mà ai cũng biết là các kim loại: đồng, vàng, nhôm. Những vật liệu dẫn điện hữu cơ tuy linh hoạt và dễ gia công hơn kim loại truyền thống, nhưng điểm yếu là không ổn định, dễ mất độ dẫn điện khi gặp độ ẩm hoặc nhiệt độ quá cao.
Điểm chung của các chất dẫn điện này là gì? Chúng đều được tạo thành từ các hàng nguyên tử hoặc phân tử xếp thẳng hàng, khít nhau.
Nhờ đó, các electron có thể dễ dàng di chuyển qua vật liệu, giống như ô tô chạy trên đường cao tốc vậy. Từ trước đến nay, giới khoa học vẫn cho rằng vật liệu phải có cấu trúc ngay ngắn thì mới dẫn điện hiệu quả.
Nhưng team nghiên cứu đã thử nghiệm với một số vật liệu được phát hiện từ nhiều năm trước và làm nên điều kỳ diệu! Họ sắp xếp các nguyên tử niken giống như chuỗi ngọc trai thành hạt phân tử làm từ carbon và lưu huỳnh. Kết quả? Vật liệu này dẫn điện dễ dàng, mạnh mẽ và cực kỳ ổn định!
Điều đáng chú ý nhất là cấu trúc phân tử của vật liệu này bị rối loạn hoàn toàn. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm hiểu làm sao nó có thể dẫn điện. Sau nhiều thử nghiệm, mô phỏng và nghiên cứu lý thuyết, họ phát hiện ra rằng vật liệu này tạo thành các lớp. Ngay cả khi các lớp lộn xộn, electron vẫn có thể di chuyển theo chiều ngang hoặc dọc, miễn là chúng chạm vào nhau.
Khám phá này mở ra một nguyên tắc thiết kế hoàn toàn mới cho công nghệ điện tử đấy! Vật liệu mới có thể được tạo ra ở nhiệt độ phòng, và còn được sử dụng khi thiết bị cần chịu nhiệt, axit, kiềm, hoặc độ ẩm cao nữa.
Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục khám phá các dạng và chức năng khác nhau của vật liệu này. "Chúng tôi nghĩ rằng có thể mô phỏng vật liệu dưới dạng 2D hoặc 3D. Hoặc thậm chí giới thiệu các chức năng khác, bằng cách thêm những trình liên kết hoặc nút khác nhau", team nghiên cứu hào hứng chia sẻ.
Nguồn: soha.vn