.

TOP vật liệu cứng nhất trên thế giới 2023

07/04/2023 16:07 UTC - Lượt xem: 14074

Kim cương được biết đến là loại vật liệu tự nhiên; cứng nhất thế giới không có đối thủ. Với khả năng chống trầy xước tuyệt vời; và khúc xạ ánh sáng...

Kim cương được biết đến là loại vật liệu tự nhiên; cứng nhất thế giới không có đối thủ. Với khả năng chống trầy xước tuyệt vời; và khúc xạ ánh sáng cực tốt ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên ở nhiệt độ cao trên 800 độ C; kim cương rất dễ bị tổn thương; thay đổi tính chất vật lý và độ bền bị giảm. Vậy vật liệu cứng nhất trên thế giới hiện nay là vật liệu nào?

Vật liệu cứng nhất trên thế giới?

Vật liệu cứng nhất trên thế giới?-1

Carbyne – Vật liệu cứng nhất trên thế giới.

Vật liệu cứng nhất trên thế giới hiện nay được gọi là carbyne. (hay còn gọi là carbon linear chain). Đây là một dạng của carbon; được hình thành bởi chuỗi carbon đơn. Được liên kết với nhau bởi các liên kết đôi; và liên kết ba xen giữa các nguyên tử carbon. Carbyne có độ cứng gấp đôi so với kim cương. Và độ cứng cũng cao hơn hẳn so với các vật liệu cứng khác như graphene và boron nitride. 

Tuy nhiên, do tính chất rất khó điều khiển của nó. Carbyne chưa được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp. Nhiều nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu; vật liệu này để tìm cách ứng dụng hiệu quả hơn trong các lĩnh vực. Như khoa học vật liệu, điện tử, vật liệu năng lượng và y học.

Dẫn chứng

Các nghiên cứu về tính chất của carbyne đã được tiến hành trong nhiều năm qua. Đã được công bố trong các tạp chí khoa học hàng đầu. Dưới đây là một số nghiên cứu liên quan đến tính chất và ứng dụng của carbyne: 

Nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học từ Đại học Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Và Đại học Bremen, Đức đã chỉ ra rằng. “Carbyne có độ cứng gấp đôi so với kim cương”. Kết quả được công bố trên tạp chí Nature Materials vào năm 2016. 

Một nghiên cứu của các nhà khoa học từ Đại học California; Berkeley, Đại học Stanford và Đại học Pennsylvania; Mỹ đã chỉ ra rằng carbyne có khả năng dẫn điện tốt hơn cả đồng và bạc. Kết quả của nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature Materials vào năm 2015. 

Các nhà khoa học từ Đại học Rice và Đại học Tel Aviv; Israel đã phát triển một phương pháp sản xuất carbyne mới; cho phép sản xuất vật liệu này trên quy mô lớn hơn; và với chi phí thấp hơn. Kết quả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances vào năm 2018. 

Ứng dụng carbyne trong đời sống

Ứng dụng carbyne trong đời sống

Vật liệu carbyne có tính chất đặc biệt; với độ cứng và độ bền cao hơn hẳn so với các vật liệu cứng khác. Tạo ra tiềm năng cho nó trong nhiều lĩnh vực ứng dụng. Tuy nhiên, do tính chất rất khó điều khiển của nó; carbyne vẫn chưa được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thực tế. Dưới đây là một số lĩnh vực ứng dụng tiềm năng của carbyne: 

Khoa học vật liệu: Carbyne có tính chất cơ học đặc biệt. Được coi là một trong những vật liệu cứng nhất trên thế giới. Do đó, carbyne có tiềm năng trong các ứng dụng liên quan đến khoa học vật liệu. Như sản xuất các vật liệu siêu cứng, chịu mài mòn, chịu nhiệt, cơ khí chính xác và các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ. 

Điện tử: Carbyne có khả năng dẫn điện tốt hơn cả đồng và bạc. Do đó, vật liệu này có tiềm năng trong các ứng dụng điện tử. Như làm chất đóng vai trò trong các transistor, mạch điện tử và các thiết bị điện tử khác. 

Vật liệu năng lượng: Carbyne có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn các vật liệu khác. Điều này tạo ra tiềm năng cho nó trong các ứng dụng liên quan đến vật liệu năng lượng. Ví dụ, carbyne có thể được sử dụng để sản xuất các thiết bị năng lượng mặt trời; pin năng lượng quang học; hoặc để tăng cường hiệu suất của các thiết bị năng lượng khác. 

Y học: Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng carbyne có tính chất kháng khuẩn. Điều này tạo ra tiềm năng cho nó trong các ứng dụng liên quan đến y học. Như làm chất kháng khuẩn trong các bộ phận nhân tạo; các thiết bị y tế; các dụng cụ phẫu thuật; và các vật liệu tương tự. Tuy nhiên, để sử dụng carbyne trong các ứng dụng thực tế. Các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu để tìm cách sản xuất; kiểm soát và đưa ra ứng dụng vật liệu

Carbyne có đắt không?

Hiện tại, vật liệu cứng nhất thế giới là carbyne được sản xuất thông qua các phương pháp tổng hợp nhân tạo khác nhau. Tuy nhiên, do tính chất hiếm và khó điều khiển của nó; việc sản xuất và sử dụng carbyne vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển. Chưa được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thực tế. 

Vì vậy, hiện tại chưa có thông tin chính thức về giá thành của carbyne. Tuy nhiên, có thể dự đoán rằng giá thành của nó sẽ rất đắt đỏ. Vì tính hiếm và khó điều khiển của vật liệu này; cũng như các yêu cầu kỹ thuật phức tạp trong quá trình sản xuất và sử dụng.

 




Bài xem nhiều