0
0
Các nhà khoa học không ngừng tìm tòi và liên tục thục hiện các nghiên cứu mới để có những ứng dụng quan trọng. Trong rất nhiều năm qua, đã có nhiều phát hiện mới trong quá trình chế tạo thủy tinh có ý nghĩa quan trọng. Việc quan sát và tìm hiểu về thủy tinh siêu mỏng vẫn còn là câu hỏi lớn khi nó được áp dụng thành công chưa lâu. Mới đây, trong quá trình thử nghiệm và ứng dụng kỹ thuật ngưng tụ cho loại vật chất này, các nhà khoa học đã phát hiện ra một trang thái mới của dung dịch. Rất có thể điều này sẽ góp phần không nhỏ trong việc tìm ra các vật liệu mới trong công nghệ tương lai.
Mục Lục
Phát hiện mới trong quá trình chế tạo thuỷ tinh siêu mỏng
Thủy tinh là một chất rắn nhưng thực tế tính chất cơ lý và cấu trúc của nó tựa như chất lỏng. Một câu hỏi quan trọng về cấu trúc của thủy tinh. Mà trong suốt 80 năm qua giới khoa học vẫn chưa tìm được câu trả lời. Do họ không có cách nào trực tiếp nhìn được cấu trúc ở cấp độ nguyên tử của nó. Để có được loại thủy tinh siêu mỏng, các nhà khoa học dùng một lớp than chì. Được tạo thành từ cacbon có cấu trúc tinh thể. Đặt trên một lá đồng và đặt trong lò thạch anh. Nguyên tử đồng phản ứng với thạch anh. Vật liệu được tạo nên bởi hai nguyên tố silic và oxy. Hai nguyên tố này kết hợp với nhau để tạo ra thủy tinh siêu mỏng.
Trong quá trình chế tạo thủy tinh siêu mỏng. Các nhà khoa học phát hiện ra trạng thái lỏng chưa từng thấy. Khi đẩy vật chất tới giới hạn, chúng ta sẽ thường bắt gặp điều kỳ lạ xảy ra. Khoa học mới khám phá được một trạng thái mới của dung dịch trong khi tìm cách chế tạo một loại thủy tinh siêu đặc nhưng lại siêu mỏng. Vật chất này sở hữu nhiều ứng dụng, đơn cử như làm màn hình OLED hay cáp quang. Nhưng chúng mỏng manh lắm. Trong quá trình đi tìm một sợi dây quang cứng cáp hơn, các nhà phát hiện ra một thứ vật chất lạ lùng.
Bước tiến mới cho ứng dụng chế tạo vật liệu
Đáng chú ý hơn, việc phát hiện ra trạng thái mới của nước sẽ giúp thủy tinh siêu mỏng ổn định hơn, đặc hơn trước. Đây sẽ là cánh cửa mở toang cho những cách ứng dụng mới, những loại thiết bị mới chưa từng có. “Có rất nhiều đặc tính thú vị tự nhiên xuất hiện. Và chẳng ai nghĩ rằng lớp phim mỏng này có thể có những trại thái này. Đây là một loại vật liệu mới”, nhà vật lý học Zahra Fakhraai công tác tại Đại học Pennsylvania cho hay.
Thủy tinh là là vật liệu đặc biệt, thường hình thành khi một dung dịch đông đặc lại. Dù sở hữu đặc tính giống vật chất rắn. Cấu trúc bên trong của chúng vẫn tồn tại ở trạng thái lỏng. Cho đến giờ, khoa học vẫn đang tiếp tục khám phá quá trình chuyển giao giữa hai dạng. Trong trường hợp thủy tinh siêu mỏng, quá trình chuyển giao thường gặp những vấn đề khó giải quyết. Như quá trình tinh thể hóa không như mong đợi. Thủy tinh mỏng mang nhiều đặc tính của vật chất dạng lỏng sẽ khiến sản phẩm cuối cùng bất ổn, dễ xuống cấp.
Kết quả nghiên cứu mới là nỗ lực kéo dài nhiều năm trời. Các nhà khoa học thử ứng dụng kỹ thuật ngưng tụ khí để xem có làm giảm đặc tính lỏng của sản phẩm thủy tinh siêu mỏng. Thông qua ngưng tụ khí, các nhà nghiên cứu phát hiện ra trạng thái mới của chất lỏng. Chưa từng xuất hiện trong quá trình chế tác thủy tinh.
Chất lỏng tương tự với graphene và kim cương
“Hai chất lỏng có cấu trúc khác biệt, tương tự với graphene và kim cương, là hai vật liệu cứng. Đều tạo thành từ carbon nhưng lại có dạng rắn khác nhau”, giáo sư Fakhraai cho hay. Những thử nghiệm tiếp theo xác nhận từng phân tử trong cấu trúc không tồn tại ở dạng tinh thể. Dựa trên hình dáng của nó, các nhà nghiên cứu cho rằng ta có thể ứng dụng kỹ thuật này cho những loại vật liệu khác nữa.
Đột phá mới mở ra tiềm năng chế tạo một loại thủy tinh siêu mỏng với độ đặc cao. Thông qua phương pháp ngưng tụ khí và trạng thái mới của dung dịch tồn tại bên trong thủy tinh. Trong tương lai, các nhà khoa học cố gắng xác định rõ cách thức chuyển trạng thái kỳ lạ này. “Mong ước của chúng tôi hiểu biết cơ bản này sẽ sản sinh ra nhiều ứng dụng. Cũng như thêm khả năng thiết kế thủy tinh siêu mỏng với đặc tính cải thiện”, ông Fakhraai nói. “Nếu như hiểu được mối quan hệ giữa các cấu trúc bên trong thủy tinh siêu mỏng. Chúng ta sẽ thiết kế được những sản phẩm tốt hơn”.
