Graphene đa lớp hỗ trợ cho các nhóm nghiên cứu khởi nghiệp Việt Nam

Graphene được công đồng khoa học quan tâm nhiều, đặc biệt khi sáng chế vật liệu này của A. Geim và K.Novoselov  được trao giải thưởng Nobel năm 2010. Trong khi việc chế tạo và ứng dụng graphene đơn lớp (dày khoảng 1nm) còn đang ở thì tương lai thì vật liệu graphene đa lớp (~ 100 lớp Graphene) đã và đang được các doanh nghiệp trên thế giới ứng dụng để làm nhiều vật dụng quen thuộc trong đời sống. Ví dụ: Doanh nghiệp Spin-off của Đại học Manchester, GrapheneLightning (Anh) đã sử dụng lớp phủ graphene cho bóng đèn LED, tăng hiệu suất đèn lên 10% và tăng tuổi thọ của đèn; Head (Mỹ), công ty sản xuất dụng cụ thể thao đã tạo ra cán vợt tennis bằng vật liệu polymer kết hợp với graphene khiến cây vợt nhẹ hơn 20% nhưng vẫn giữ nguyên lực vung so với vợt thông thường. Ngoài ra, còn rất nhiều ứng dụng để tạo ra các vật liệu đặc chủng cho ngành công nghiệp năng lượng mới cũng như an ninh quốc phòng . Hiện nay.  nhiều  công ty  đang có một cuộc “chạy đua” sản xuất vật liệu graphene và triển khai  ứng dụng  vật liệu này để tạo ra các sản phẩm mới trên thế giới¹.

Tuy nhiên, những ứng dụng của vật liệu Graphene đa lớp này ở Việt Nam còn chưa nhiều, TS. Nguyễn Trọng Tĩnh Viện trưởng Viện VLUD& TBKH cho biết, nguyên nhân có thể là thông tin về ứng dụng của vật liệu đặc biệt này cho giới công nghệ Việt Nam chưa phổ biến rộng rãi và nhiều nơi cũng chưa có vật liệu này trong tay để thử nghiệm ứng dụng. Ông cho rằng, việc có sẵn vật liệu graphene đa lớp ở Việt Nam như vậy sẽ thúc đẩy các nhóm nghiên cứu, doanh nghiệp khởi nghiệp quan tâm và tìm cách ứng dụng vật liệu này để tạo ra sản phẩm mới  trong tương lai gần. “Mà các ứng dụng này phong phú lắm, một mình Viện  không thể làm hết được, mình mong muốn có nhiều nơi cùng làm. […] Hơn nữa, cũng cần phản hồi của mọi người vì không biết họ cần tập trung những tính chất nào để điều chỉnh phương pháp chế tạo” – TS. Nguyễn Thanh Bình, trưởng nhóm nghiên cứu chia sẻ thêm.

Graphene đa lớp được nhóm nghiên cứu của viện tạo ra bằng việc bóc tách lớp của Graphit (than chì) lấy từ mỏ khoáng Việt Nam. Vật liệu Graphene này dày khoảng 20nm, độ dẫn điện 104S/cm (gần bằng nhôm, đồng), chịu được nhiệt độ khoảng 800oC, bền với môi trường axit, bazơ và rất nhẹ (0.002g/cm3). Khi ép các lá này lại, chúng có thể tự móc vào nhau mà không cần kết dính. 

Họ áp dụng phương pháp hóa – lý: sử dụng các chất xen chèn vào giữa các lớp của Graphit  rồi gia nhiệt nhanh (sốc nhiệt) để chúng dãn nở đột ngột, đẩy các lớp của Graphit tách khỏi nhau, tạo ra Graphene đa lớp. Với phương pháp này, chi phí thực hiện tương đối thấp và Viện có thể tạo ra số lượng đủ lớn để phục vụ mục đích nghiên cứu cho các viện, trường trên cả nước . Trong tương lai ,nhóm nghiên cứu sẽ tập trung vào việc kiểm soát được kích thước, số lớp của sản phẩm, để cho các ứng dụng phong phú, dễ dàng hơn.

1 http://www.scientificamerican.com/article/graphene-looking-beyond-the-hype/