Vật lý

3 Sử dụng trong tương lai của ống nano carbon

3 Sử dụng trong tương lai của ống nano carbon

Ống nano carbon hiện đang cách mạng hóa nhiều lĩnh vực bao gồm công nghệ nano, thiết bị đeo điện tử được cá nhân hóa, quang học, điện tử và các lĩnh vực khoa học và công nghệ vật liệu khác vì khuôn khổ và đặc tính độc đáo của chúng. Các ống nano carbon có cấu trúc dài và hẹp với các bức tường được tạo thành bởi các tấm carbon dày một nguyên tử, được gọi là graphene. Chúng gần như là những ống mỏng nhất có thể được tạo ra từ tự nhiên. Chúng có các đặc tính nhiệt, cơ và điện khác thường khiến chúng trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Điện tử linh hoạt

Một cuộc chạy đua đang được tiến hành để tạo ra các thiết bị điện tử linh hoạt, có thể uốn cong bằng các ống nano carbon, cuối cùng có thể thay thế các thiết bị điện tử hiện tại được làm bằng vật liệu giòn hơn. Nhiều nhà nghiên cứu trên khắp thế giới đang thử nghiệm nhiều phương pháp khác nhau để phát triển ống nano carbon để sản xuất hàng loạt. Có một số vấn đề ngăn cản việc sử dụng rộng rãi các ống nano carbon: không hiệu quả về chi phí để sản xuất các ống có độ tinh khiết cao và chúng không được đóng gói đủ dày trên chất nền.

Hai nhà nghiên cứu từ Đại học Wisconsin, Gopalan và Arnold, đã đi tiên phong trong kỹ thuật phát triển ống nano carbon mới được cải tiến được gọi là tự lắp ráp bay hơi nổi, hay FESA. Kỹ thuật này giải quyết vấn đề mật độ đóng gói đã ngăn cản việc áp dụng rộng rãi ống nano carbon trong thiết bị điện tử linh hoạt. Nhóm hiện đang làm việc với các công ty để đẩy nhanh việc áp dụng công nghệ này. Nhiều nhà nghiên cứu khác cũng đã có những bước đột phá khác.

[Nguồn ảnh: Wikimedia]

XEM CŨNG: Làm sạch vật liệu nano: Chỉ cần thêm dầu

Mũi điện sinh học

Trong tương lai, những con chó đánh hơi ma túy có thể được thay thế bằng những con lai của protein thụ thể khứu giác và bóng bán dẫn ống nano carbon, được gọi là mũi điện tử sinh học. Bạn có tin không, một nhóm các nhà nghiên cứu do Charlie Johnson đứng đầu đang nghiên cứu tạo ra một bóng bán dẫn ống nano carbon có khả năng “ngửi”. Nhóm này đang chuyển các đặc tính cảm nhận của protein sinh học từ chuột sang các thiết bị điện tử. Đây được gọi là công nghệ sinh học, một dạng sinh học và giao diện điện tử, kiểu mà bạn từng đọc trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng khi còn nhỏ.

Johnson, giáo sư Vật lý và Thiên văn học tại Đại học Pennsylvania cho biết:

"Chúng tôi được thúc đẩy để tạo ra các giống lai điện tử sinh học trong đó có một liên kết hóa học được thiết kế cẩn thận giữa OR [protein thụ thể khứu giác] và thiết bị ống nano, cũng như một môi trường giống như màng được thiết kế cho OR." ~ Michael Berger từ Nanowerk

Mũi điện sinh học mà họ nghĩ ra có thời hạn sử dụng trong vài tháng, lâu hơn đáng kể so với những gì họ nghĩ trước đây. Johnson thừa nhận rằng vẫn còn những thách thức lớn để biến mũi điện tử sinh học thành hiện thực. Việc thanh lọc các protein thụ thể khứu giác từ hệ thống biểu hiện tế bào là rất khó khăn.

[Nguồn ảnh: Wikimedia]

Loa nano

Chúng ta sẽ sớm có một bộ quần áo hoặc bất kỳ đồ vật bình thường nào có khả năng phát ra âm thanh. Một nhóm các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã chế tạo thành công loa nano từ các tấm ống nano siêu mỏng, linh hoạt.

Để hiểu cách thức hoạt động của những chiếc loa nano này, trước tiên bạn cần hiểu cách tạo ra sấm sét vì những chiếc loa nano được hướng dẫn bởi những nguyên tắc giống nhau. Bạn nghe thấy tiếng sấm sau một tia chớp là có lý do. Đây là lý do tại sao: khi một tia sét đi từ đám mây và chạm đất, một lỗ trong không khí sẽ được mở ra, được gọi là kênh. Khi ánh sáng biến mất, không khí sẽ thu hẹp trở lại và tạo ra một làn sóng âm thanh mà chúng ta nghe như tiếng sấm.

Trong các loa nano, khi một dòng điện được đặt vào các ống, không khí được đốt nóng và giãn nở, sau đó tạo ra sóng âm thanh. Đây được gọi là hiệu ứng âm thanh nhiệt và nó khác với vật lý đằng sau loa tiêu chuẩn. Loa thông thường tạo ra âm thanh từ dao động trong các phân tử không khí nhưng loa nano hoàn toàn không phát ra rung động. Đọc mô tả chi tiết về các loa nano này tại đây.

Bạn muốn nhìn thấy loại vật thể nào trong tương lai có khả năng tạo âm thanh? Liệu iPod có bị thay thế bằng áo khoác truyền qua loa nano? Sau một ngày dài làm việc, bạn sẽ ngả mình xuống chiếc ghế tựa êm ái và lắng nghe chiếc ghế của mình khi nó phát bài hát yêu thích? Tương lai sẽ trở nên kỳ lạ, đó là điều chắc chắn.

XEM CŨNG: Vật liệu mới nên không thể đo được màu đen

Do Leah Stephens viết kịch bản


Xem video: VinTech Fund TOP 12 - DA Phát triển công nghệ ứng dụng cảm biến điện cơ từ vật liệu nano graphene (Tháng Sáu 2021).