Khả năng in 3D thành công bằng vật liệu graphene aerogel – vật liệu nhẹ nhất thế giới được kỳ vọng sẽ mở ra một chương mới cho ngành vật liệu. Vậy vật liệu graphene aerogel là gì? Nó có thật sự được in bởi công nghệ in 3D hay không?
Vật liệu graphene aerogel
Graphene aerogel là vật liệu nhẹ nhất trên thế giới; trọng lượng của không khí gấp 7,5 lần trọng lượng của nó; và 1 mét khối graphene aerogel nặng chưa đến 160 gram. Thậm chí; trọng lượng của graphene aerogel còn nhẹ hơn 12% so với vật liệu nhẹ thứ hai thế giới – graphite.
Vì sao nó được coi là nhẹ nhất thế giới? Đó là bởi vì có một không gian lớn giữa các phân tử của vật liệu này; cho phép không khí đi vào và giúp nó có thể bay lên được.
Với biệt danh hài hước là “khói đóng băng”,graphene aerogel là một dạng rắn có thể mềm dẻo; dẫn điện; chịu nén và có khả năng hấp thụ tốt. Do tính chất đặc biệt của vật liệu này; các nhà khoa học đã phát hiện ra nhiều ứng dụng tiềm năng từ áo choàng vô hình cho môi trường sạch.
Hiện nay, trong nhiều nghiên cứu và thử nghiệm, silica aerogel là hình thức phổ biến nhất được sử dụng cho aerogel nghiên cứu. Khó khăn của vật liệu này là không dễ chế tạo. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu và tìm ra cách in 3D thành công vật liệu nhẹ nhất thế giới.
>>> Xem thêm các bài viết về vật liệu
In 3D vật liệu aerogel
Gần đây, các nhà khoa học của trường đại học bang New York và Bang Kansas của Hoa Kỳ cho biết; lần đầu tiên họ có thể in 3D vật liệu aerogel.
Bản thân aerogel là một lớp nguyên tử cacbon hai chiều dày và tinh khiết. Chúng được gấp lại thành một mạng lưới tổ ong hình lục giác. Để tạo ra graphene aerogel; các nhà nghiên cứu phải đóng băng lớp graphene; và xếp nó thành một cấu trúc ba chiều.
Theo ScienceAlert, việc chế tạo thành công graphene aerogel bằng công nghệ in 3D lần đầu tiên cho thấy nỗ lực to lớn của các nhà nghiên cứu. Người ta nhận thấy rằng cấu trúc phân tử của graphene aerogel rất khó in 3D.
Quá trình in 3D vật liệu mới
Giải pháp được nhóm nghiên cứu đưa ra; chính là graphene oxit – một dạng graphene kết hợp cùng phân tử oxy. Nhóm đã tiến hành pha trộn hợp chất này; với nước và đặt trên một bề mặt được làm lạnh tới -25 độ C. Ở nhiệt độ này; các nhà nghiên cứu đã có thể ngay lập tức đóng băng từng lớp graphene riêng biệt; và tạo nên cấu trúc graphene ba chiều.
Rathi cũng cho biết thêm; sau khi quá trình tạo cấu trúc 3D hoàn tất; họ sẽ tiến hành tách bỏ các khối băng bủa vây xung quanh bằng cách sử dụng nitơ lỏng để đông khô nước và tách ra khỏi bề mặt vật thể mà không gây ảnh hưởng tới cấu trúc.
Lớp vật liệu aerogel với cấu trúc 3D sẽ tiếp tục được tác dụng với nhiệt nhằm tách nguyên tử oxy. Kết quả thu lại sẽ chỉ còn graphene aerogel.
Như vậy với tiến bộ mới nhất trong kỹ thuật sản xuất vật liệu này, chúng ta sẽ sớm thấy được sự xuất hiện của những sản phẩm siêu nhẹ như trong mọi mặt trong cuộc sống. Đây là những chia sẻ của Joon về vật liệu nhẹ nhất thế giới được in bởi công nghệ 3D.
Nguồn: khoahoc.tv
