A-Train The Seven
...'cause for once, I didn't hate myself.
Global Times đưa tin một nhóm nghiên cứu tại Viện Vật lý (IOP), Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), đã tạo ra bước ngoặt lịch sử: sản xuất thành công vật liệu kim loại hai chiều (2D) dày chỉ một nguyên tử trên quy mô lớn — lần đầu tiên trên thế giới. Với độ dày chỉ bằng 1/200.000 đường kính sợi tóc người. Vật liệu này không chỉ là kỳ tích khoa học mà còn hứa hẹn cách mạng hóa các công nghệ như transistor siêu nhỏ tiết kiệm điện, màn hình trong suốt và cảm biến siêu nhạy.
Dẫn đầu bởi nhà nghiên cứu Zhang Guangyu, đội ngũ IOP đã phát triển kỹ thuật sản xuất cấp nguyên tử mang tên “van der Waals (vdW) squeezing” (ép van der Waals). Họ sử dụng một “cái đe” đặc biệt làm từ molybdenum disulfide (MoS₂) đơn lớp — một vật liệu phẳng hoàn hảo ở cấp nguyên tử, không có liên kết treo lơ lửng trên bề mặt. Kim loại như bismuth, thiếc và chì được nung chảy. Sau đó ép giữa các đe MoS₂ này, tạo ra lớp kim loại 2D mỏng đến giới hạn nguyên tử — chỉ 1/1.000.000 độ dày tờ giấy A4.
Trước đây, việc tạo ra kim loại mỏng như vậy chỉ dừng ở quy mô nhỏ và cực kỳ bất ổn, dễ phân hủy trong môi trường. Nhưng lần này, đội nghiên cứu tuyên bố: “Chúng tôi đã chế tạo được vật liệu 2D ổn định với môi trường, không suy giảm hiệu suất sau một năm.” Thành tựu này không chỉ đánh dấu lần đầu tiên sản xuất kim loại 2D diện rộng mà còn mở ra cánh cửa cho ứng dụng thực tiễn.
Phương pháp vdW squeezing là chìa khóa. Bằng cách tận dụng lực van der Waals (lực tương tác yếu giữa các lớp vật liệu), đội nghiên cứu ép kim loại nóng chảy thành lớp dày một nguyên tử mà vẫn giữ được cấu trúc và tính chất. Zhang Guangyu nhấn mạnh: “Đây là bước đột phá đưa nghiên cứu kim loại 2D vào kỷ nguyên mới, từ transistor siêu nhỏ tiết kiệm năng lượng, thiết bị tần số cao, đến màn hình trong suốt, cảm biến nhạy vượt trội và xúc tác hiệu quả cao.”
Không dừng lại ở bismuth, thiếc hay chì, kỹ thuật này còn mở đường cho việc chế tạo hợp kim kim loại 2D, vật liệu vô định hình, và các vật liệu 2D không phân lớp khác. “Nó tạo ra một lộ trình sản xuất cấp nguyên tử hiệu quả, hứa hẹn ứng dụng trong các thiết bị lượng tử, điện tử và quang tử mới,” Zhang nói thêm.
Trong khoa học, vật liệu 2D thực thụ được định nghĩa là chỉ dày một hoặc vài nguyên tử như là graphene hay MoS₂. Nhưng với kim loại, thách thức nằm ở việc duy trì độ mỏng đó mà không làm mất tính ổn định. Du Luojun, một nhà nghiên cứu khác tại IOP, nhận định: “Việc chế tạo kim loại 2D ở giới hạn nguyên tử vượt xa hệ thống vật liệu phân lớp vdW hiện tại, lấp đầy khoảng trống quan trọng trong gia đình vật liệu 2D.”
Trước đây, kim loại mỏng thường không bền do thiếu “khoảng trống van der Waals” như graphene, khiến việc tách lớp bằng cơ học gần như bất khả thi. Kỹ thuật vdW squeezing đã giải quyết vấn đề này, biến kim loạ từ lâu bị xem là “khó nhằn” trong lĩnh vực 2D thành ngôi sao mới của công nghệ nano.
Dẫn đầu bởi nhà nghiên cứu Zhang Guangyu, đội ngũ IOP đã phát triển kỹ thuật sản xuất cấp nguyên tử mang tên “van der Waals (vdW) squeezing” (ép van der Waals). Họ sử dụng một “cái đe” đặc biệt làm từ molybdenum disulfide (MoS₂) đơn lớp — một vật liệu phẳng hoàn hảo ở cấp nguyên tử, không có liên kết treo lơ lửng trên bề mặt. Kim loại như bismuth, thiếc và chì được nung chảy. Sau đó ép giữa các đe MoS₂ này, tạo ra lớp kim loại 2D mỏng đến giới hạn nguyên tử — chỉ 1/1.000.000 độ dày tờ giấy A4.
Trước đây, việc tạo ra kim loại mỏng như vậy chỉ dừng ở quy mô nhỏ và cực kỳ bất ổn, dễ phân hủy trong môi trường. Nhưng lần này, đội nghiên cứu tuyên bố: “Chúng tôi đã chế tạo được vật liệu 2D ổn định với môi trường, không suy giảm hiệu suất sau một năm.” Thành tựu này không chỉ đánh dấu lần đầu tiên sản xuất kim loại 2D diện rộng mà còn mở ra cánh cửa cho ứng dụng thực tiễn.
Phương pháp vdW squeezing là chìa khóa. Bằng cách tận dụng lực van der Waals (lực tương tác yếu giữa các lớp vật liệu), đội nghiên cứu ép kim loại nóng chảy thành lớp dày một nguyên tử mà vẫn giữ được cấu trúc và tính chất. Zhang Guangyu nhấn mạnh: “Đây là bước đột phá đưa nghiên cứu kim loại 2D vào kỷ nguyên mới, từ transistor siêu nhỏ tiết kiệm năng lượng, thiết bị tần số cao, đến màn hình trong suốt, cảm biến nhạy vượt trội và xúc tác hiệu quả cao.”
Không dừng lại ở bismuth, thiếc hay chì, kỹ thuật này còn mở đường cho việc chế tạo hợp kim kim loại 2D, vật liệu vô định hình, và các vật liệu 2D không phân lớp khác. “Nó tạo ra một lộ trình sản xuất cấp nguyên tử hiệu quả, hứa hẹn ứng dụng trong các thiết bị lượng tử, điện tử và quang tử mới,” Zhang nói thêm.
Trong khoa học, vật liệu 2D thực thụ được định nghĩa là chỉ dày một hoặc vài nguyên tử như là graphene hay MoS₂. Nhưng với kim loại, thách thức nằm ở việc duy trì độ mỏng đó mà không làm mất tính ổn định. Du Luojun, một nhà nghiên cứu khác tại IOP, nhận định: “Việc chế tạo kim loại 2D ở giới hạn nguyên tử vượt xa hệ thống vật liệu phân lớp vdW hiện tại, lấp đầy khoảng trống quan trọng trong gia đình vật liệu 2D.”
Trước đây, kim loại mỏng thường không bền do thiếu “khoảng trống van der Waals” như graphene, khiến việc tách lớp bằng cơ học gần như bất khả thi. Kỹ thuật vdW squeezing đã giải quyết vấn đề này, biến kim loạ từ lâu bị xem là “khó nhằn” trong lĩnh vực 2D thành ngôi sao mới của công nghệ nano.
