Aerogel graphene – Chất liệu nhẹ nhất thế giới

Chưa đầy một năm sau khi khẳng định vị thế chất liệu nhẹ nhất thế giới, aerographite đã bị tuột mất vương miện bởi một chất aerogel mới làm từ graphene. Do một đội nghiên cứu của giáo sư Gao Chao tại trường Đại học Zhejiang ở Trung Quốc tạo ra, chất aerogel cực nhẹ mới có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của helium và chỉ bằng hai lần tỉ trọng của hydrogen.

Mặc dù đã được tao ra lần đầu tiên vào năm 1931 bởi nhà khoa học và kĩ sư hóa chất người Mĩ, Samuel Stephens Kistler, nhưng các chất aerogel mới trở thành điểm nóng nghiên cứu trong thời gian gần đây. Một chất “aerogel ống nano carbon đa thành” đặt tên là “băng sương” với tỉ trọng 4 mg/cm³ đã đánh mất danh hiệu chất liệu nhẹ nhất hành tinh vào năm 2011 cho một chất liệu vi mạng tinh thể với tỉ trọng 0,9 mg/cm³. Chưa tới một năm sau, aerographite giành lấy vương miện với tỉ trọng 0,18 mg/cm³.

Aerogel graphene - chất liệu nhẹ nhất hành tinh hiện nay

Nay kỉ lục thuộc về chất liệu aerogel graphene của đội Gao với tỉ trọng chỉ có 0,16 mg/cm³. Để tạo ra chất liệu phá kỉ lục này, Gao và đội của ông đã chuyển sang chất liệu mệnh danh thần kì – graphene. Dựa trên kinh nghiệm phát triển các chất liệu graphene vĩ mô, như sợi graphene một chiều và các màng mỏng graphene hai chiều, đội khoa học đã quyết định bổ sung thêm một chiều nữa và chế tạo ra một chất liệu xốp ba chiều làm từ graphene với nỗ lực giành kỉ lục thế giới.

Thay cho những phương pháp thông thường dùng để chế tạo aerogel, Gao và đội của ông sử dụng một phương pháp đông-khô mới cho đông-khô các dung dịch chứa ống nano carbon và graphene để tạo ra một bọt xốp carbron có thể điều chỉnh tùy ý để có hình dạng bất kì.

Kết quả là một chất liệu mà đội khoa học khẳng định là rất bền và cực kì đàn hồi. Nó còn có thể hấp thụ lượng dầu bằng 900 lần trọng lượng của nó và hấp thụ nhanh, với một gram aerogel có thể hấp thụ tới 68,8 gram chất hữu cơ mỗi giây – khiến nó cực kì hấp dẫn cho các ứng dụng thu dọn dầu tràn trên biển.

Các nhà nghiên cứu hiện đang khảo sát những ứng dụng khả dĩ khác, ví dụ như làm chất cách điện dự trữ năng lượng, chất xúc tác hoặc composite.

Aerogel graphene được mô tả chi tiết trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature.

Nguồn: Graphene-Info.com