Nhóm nghiên cứu tại Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thành công trong việc chế tạo graphen đa lớp từ hợp chất graphit bằng phương pháp gia nhiệt nhanh gây sốc nhiệt, sử dụng lò cao tần. Graphen là một loại vật liệu mới được phát hiện vào năm 2010, và đang thu hút sự quan tâm lớn với nhiều tiềm năng ứng dụng, kèm theo giải thưởng Nobel Vật lý.

Cơ cấu nạp nguyên liệu

Hiện tại, graphen đơn lớp vẫn đắt và được sử dụng chủ yếu trong các lĩnh vực vật liệu tiên tiến và phức tạp. Để giảm giá thành và mở rộng ứng dụng, nhóm nghiên cứu tại Việt Nam đã thành công trong việc chế tạo graphen đa lớp từ vật liệu graphit, mang lại tiềm năng lớn cho ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, tại thời điểm hiện tại, Việt Nam vẫn chưa có cơ sở nào đưa ra quy trình và thiết bị chế tạo graphen trương nở đa lớp từ hợp chất graphit ở quy mô pilot.

Trong quá trình nghiên cứu, nguyên lý chế tạo graphen đa lớp đã sử dụng phương pháp gia nhiệt nhanh gây sốc nhiệt, thay vì lò vi sóng thường được sử dụng trong các thí nghiệm nhỏ. Theo TS. Âu Duy Tuấn, việc chào bán thương mại thiết bị chế tạo graphen với quy mô lớn vẫn còn hiếm và đắt đỏ. Do đó, nhóm nghiên cứu đã tìm ra phương pháp và thiết bị chế tạo lá nano graphen đa lớp từ hợp chất graphit bằng cách sử dụng lò cao tần.

Thành công của nghiên cứu đã được chứng nhận thông qua việc cấp bằng độc quyền sáng chế số 34682 từ Cục Sở hữu trí tuệ. Công nghệ chế tạo graphen đa lớp này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, như vật liệu làm sạch môi trường, vật liệu tổ hợp nano polymer đẫn điện, tản điện tích tĩnh, và gia cường biến tính cao su.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế và lắp đặt hệ nạp nguyên liệu và hệ lò cao tần trong quá trình chế tạo vật liệu. Hệ nạp nguyên liệu có thể điều chỉnh tốc độ nạp nguyên liệu để đảm bảo quá trình chế tạo diễn ra hiệu quả. Hệ lò cao tần sử dụng nguồn điện áp một chiều để tạo ra từ trường cảm ứng, có tần số dao động khoảng 100 kHz, không gây tác động xấu đến tế bào sinh học và không yêu cầu vỏ bọc che chắn sóng điện từ. Điều này làm tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng và giảm điện trở hiệu dụng của kim loại trong quá trình chế tạo.

Thành công của nghiên cứu này không chỉ mang lại tri thức mới mà còn mở ra những triển vọng sáng tạo trong lĩnh vực vật liệu tiên tiến tại Việt Nam, đặt nước ta vào vị trí tiên tiến trong lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng graphen đa lớp.

P.A.T (Tổng hợp)