Graphene là vật liệu mang tiềm năng mở ra những cuộc cách mạng trong nhiều ngành công nghiệp từ y tế đến điện tử. Vì vậy, một trung tâm nghiên cứu về graphen sẽ được đại học Cambridge thành lập trong vài ngày tới. Cambridge luôn lá cờ đầu trong công tác kỹ thuật hóa graphene và giờ đây, trường đại học danh tiếng nhất nước Anh đang muốn đưa loại "vật liệu thần kỳ" này vào các ứng dụng trên thực tế.
Trung tâm Cambridge Graphene Centre sẽ đi vào hoạt động vào ngày 1 tháng 2 tới và một cơ sở chuyên môn hóa sẽ được mở vào cuối năm nay. Mục tiêu của trung tâm là nhằm đưa graphene lên một tầm cao mới, làm cầu nối giữa các học viện và các ngành công nghiệp. Ngoài ra, trung tâm sẽ là một cơ sở nghiên cứu mang tính chia sẻ với các trang thiết bị hiện đại, qua đó mọi nhà khoa học nghiên cứu về graphene đều có cơ hội sử dụng.
Các hoạt động của trung tâm được gây quỹ bởi một khoảng trợ cấp chính phủ trị giá hơn 12 triệu bảng. Một phần quỹ tài trợ đã được cấp cho đại học Cambridge hồi tháng 12 vừa qua bởi Hội đồng nghiên cứu khoa học vật lý (EPSRC) VQ Anh. Số tiền còn lại sẽ hỗ trợ cho các dự án chú trọng vào việc sản xuất graphene chất lượng cao theo quy mô công nghiệp và phát triển một số ứng dụng tiềm năng của graphene.
Graphene là một lớp carbon có bề dày bằng một nguyên tử với những đặc tính rất đáng chú ý. Nó cứng hơn cả kim cương, trọng lượng nhẹ và dẻo, cho phép electron di chuyển nhanh hơn so với silicon và hoạt động như một chất dẫn trong suốt. Giới nghiên cứu trong các ngành công nghiệp và tại các học viện vẫn miệt mài khai thác tiềm năng của graphene để tạo ra những bước đột phá về công nghệ. Công việc của họ sẽ mở ra hàng loạt các thiết bị và ứng dụng mới với khả năng được thương mại hóa bởi các đối tác công nghiệp và thúc đẩy nền kinh tế đi lên.
Vẫn còn rất nhiều việc phải làm trước khi những điều hứa hẹn trở thành hiện thực. Công việc đầu tiên đối với những ai công tác tại trung tâm Cambridge Graphene Centre sẽ là tìm ra những phương thức sản xuất và tối ưu hóa các tấm phim, chất phân giải và mực in bằng graphene để mang lại hiệu quả tốt nhất.
Giáo sư Leszek Borysiewicz - phó hiệu trưởng đại học Cambridge nói: "Tiềm năng của graphene vượt quá những gì mà chúng ta nghĩ nhưng sẽ cần thêm nhiều nghiên cứu nếu muốn phát triển nó lên một cấp độ, nơi nó chứng minh được những lợi ích cho xã hội. Những bước đi tiên phong của các kỹ sư tại Cambridge và các nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực như công nghệ nano carbon và thiết bị điện tử dẻo, cộng với bề dày cộng tác với các đối tác công nghiệp và những công ty công nghệ được thành lập dựa trên nghiên cứu của chúng tôi, tất cả các yếu tố trên có nghĩa Cambridge đang nắm giữ một vị trí đặc biệt để đưa graphene lên tầm cao mới."
Nói về mục tiêu của trung tâm, giáo sư Bill Milne - một thành viên thuộc ban quản lý Cambridge Graphene Centre cho biết: "Graphene có những đặc tính nguyên gốc rất đáng ngạc nhiên nhưng ở thời điểm hiện tại, chúng tôi không thể sản xuất graphene ở trạng thái hoàn hảo nhất trên diện rộng. Mục tiêu của chúng tôi là sẽ tìm ra những cách thức để chế tạo graphene nhằm đảm bảo rằng vật liệu vẫn hứu ích ở phía cuối quy trình. Chúng tôi phải tìm kiếm những mô hình sản xuất với hiệu quả không đổi và sẽ còn rất nhiều điều phải làm để đạt được điều này."
Một trong những dự án khai thác graphene đang được tiến hành là dự án "nuôi trồng" của tiến sĩ Stephan Hofmann - một độc giả kiêm chuyên gia công nghệ nano. Hofmann sẽ tập trung tìm kiếm những khả năng sản xuất graphene và các vật liệu phân lớp 2 chiều khác. Hiện tại, những tấm graphene có bề dày bằng một nguyên tử rất khó được "nuôi trồng" theo quy trình thông thường. Vì vậy, nhóm nghiên cứu của Hofmann sẽ dựa trên một quy trình có tên lắng đọng hơi hóa học (CVD) hiện đang được sử dụng cho các vật liệu khác như kim cương, ống nano carbon và Gallium nitride, để sản xuất graphene theo quy mô công nghiệp.
"Quy trình công nghệ trên sẽ mở ra những chân trời mới cho các vật liệu nano được chế tạo theo từng lớp, qua đó dẫn đến một loạt các ứng dụng và thiết bị độc đáo trong tương lai," tiến sĩ Hofmann cho biết.
Không chỉ dừng lại ở 12 triệu bảng đến từ quỹ tài trợ chính phủ, hơn 20 đối tác công nghiệp bao gồm Nokia, Dyson, Plastic Logic, Philips và BaE sẽ hỗ trợ cho trung tâm nghiên cứu graphene một quỹ bổ sung lên đến 13 triệu bảng. Ngoài ra, một quỹ khác trị giá 11 triệu bảng đến từ Hội đồng nghiên cứu châu Âu sẽ dành cho các hoạt động với viện nghiên cứu graphene tại Manchester và đại học Landcaster.
Tại đây, các nhà nghiên cứu sẽ chú trọng vào việc đưa graphene từ dạng vật liệu thô tiềm năng trở thành một dạng vật liệu có thể dùng để chế tạo các thiết bị điện tử trong suốt, mềm dẻo và đeo được. Trong khi đó, trung tâm graphene của Cambridge sẽ tập trung sản xuất graphene theo quy mô công nghiệp và ứng dụng trong các lĩnh vực điện tử, quang điện tử, năng lượng và kết nối.
Giáo sư Yang Hao thuộc đại học London sẽ lãnh đạo các hoạt động trong lĩnh vực kết nối của trung tâm. Ông cho biết graphene sẽ được tích hợp vào các thiết bị mạng, qua đó mang lại nhiều cải tiến cho thế giới Internet. Trong khi đó, giáo sư Clare Grey tại khoa hóa, đại học Cambridge sẽ chịu trách nhiệm cho các hoạt động nghiên cứu tiềm năng sử dụng graphene trong các siêu tụ điện và pin để lưu trữ năng lượng. Bộ phận của Grey hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả lưu trữ năng lượng cao hơn cho các thiết bị chạy điện, mạng lưới lưu trữ và tăng cường khả năng lưu trữ năng lượng cho các thiết bị cá nhân như máy nghe nhạc MP3 hay điện thoại di động.
Quảng cáo
