VINACHEM

Vật liệu cacbon có tính đàn hồi đang rất cần để chế tạo các thiết bị điện tử mềm dẻo và các thiết bị lưu trữ năng lượng. Tuy nhiên, hầu hết các lựa chọn sẵn có đều có những hạn chế: vật liệu từ nguồn không tái tạo, tính chất điện kém hoặc khó sản xuất quy mô lớn. Nay các nhà nghiên cứu tại Đại học Maryland (Mỹ) đã chế tạo thành công một loại vật liệu chịu nén mới từ một nguồn vật liệu bền vững với các tính chất điện đầy hứa hẹn, đó là gỗ.

Theo nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học tại Đại học Maryland, than gỗ - vật liệu bị hóa đen được tạo ra bằng cách nung gỗ ở nhiệt độ cao - có thể được sử dụng làm catôt của pin. Tuy nhiên, than gỗ thường rất giòn nên chỉ lực từ ngón tay cái của chúng ta cũng đủ để nghiền vụn nó.

Để tạo ra vật liệu xốp phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, nhóm nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ hình tổ ong, đó là một mạng lưới uốn lượn có thể chịu được sự nén ép. Nhóm nghiên cứu cho rằng họ có thể sử dụng phản ứng hóa học để thay đổi cấu trúc của gỗ và đạt được hiệu quả tương tự. Thực vậy, qua quan sát bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét, các nhà khoa học thấy rằng sau khi sử dụng dung dịch NaOH sôi và H2O2 để loại bỏ lignin và hemixenluloza từ khối gỗ balsa nhẹ, các thành tế bào cứng hình hộp đã biến đổi thành một mạng lưới gồm các lớp xenluloza hình vòng cung.

Vật liệu gỗ xốp thu được theo cách trên duy trì tính đàn hồi trong khoảng 10.000 chu trình nén ép, nó đã hoạt động hiệu quả trong một nguyên mẫu cảm biến ứng lực, được sử dụng để theo dõi hoạt động thể chất của người mang. Các nhà khoa học giải thích, khi họ nén vật liệu xốp nói trên thì vùng tiếp xúc giữa các lớp cong tăng lên, do đó làm tăng độ dẫn điện.

Hiện nhóm nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế, họ dự định sẽ hợp tác với Công ty Invenwood để thương mại hóa công nghệ này. Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục thử nghiệm các phương pháp “xanh hơn”.

Phạm Huệ

Theo Chemical & Engineering News, 3/2018