Nghiên cứu được công bố ngày 26/10
trên tạp chí Nature. Các nhà khoa học đã chỉ ra cách tạo ra một loại vật liệu,
sở hữu những mảnh phân tử lộn xộn, nhưng vẫn dẫn điện cực tốt.
Điều này đi ngược lại với tất cả
các quy tắc mà chúng ta biết về độ dẫn điện. “Về nguyên tắc, điều này mở ra thiết
kế của một loại vật liệu hoàn toàn mới dẫn điện, dễ tạo hình và bền trong các
điều kiện hằng ngày”, tác giả nghiên cứu John Anderson - Phó Giáo sư hóa học tại
Trường Đại học Chicago cho biết.
Đến nay, nhóm chất dẫn điện lâu đời
nhất được biết đến là các kim loại: Đồng, vàng, nhôm. Những vật liệu này linh
hoạt hơn và dễ gia công so với kim loại truyền thống. Tuy nhiên, vấn đề là
chúng không ổn định và có thể mất độ dẫn điện nếu tiếp xúc với độ ẩm hoặc nhiệt
độ quá cao.
Về cơ bản, cả hai chất dẫn kim loại
hữu cơ và truyền thống này đều có chung một đặc điểm. Chúng được tạo thành từ
các hàng nguyên tử hoặc phân tử thẳng hàng, xếp khít nhau.
Điều này có nghĩa là các electron có thể dễ dàng di chuyển qua vật liệu, giống như những chiếc ô tô trên đường cao tốc. Thực tế, các nhà khoa học cho rằng, vật liệu phải có những hàng thẳng. Trật tự này giúp dẫn điện một cách hiệu quả.
Nhóm nghiên cứu thử nghiệm với một
số vật liệu được phát hiện từ nhiều năm trước. Họ sắp xếp các nguyên tử niken
giống như ngọc trai thành một chuỗi hạt phân tử làm từ cacbon và lưu huỳnh. Kết
quả cho thấy, vật liệu này dẫn điện dễ dàng và mạnh mẽ. Hơn nữa, nó có tính ổn
định cao.
Điều đáng chú ý nhất là cấu trúc
phân tử của vật liệu đã bị rối loạn. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm hiểu
cách vật liệu có thể dẫn điện. Sau các thử nghiệm, mô phỏng và nghiên cứu lý
thuyết, họ cho rằng, vật liệu này tạo thành các lớp. Ngay cả khi các lớp lộn xộn,
electron vẫn có thể di chuyển theo chiều ngang hoặc dọc, miễn là chạm vào nhau.
Các nhà khoa học cho biết, khám
phá này gợi ý một nguyên tắc thiết kế mới về cơ bản cho công nghệ điện tử. Vật
liệu mới có thể được tạo ra ở nhiệt độ phòng. Nó cũng có thể được sử dụng khi
nhu cầu về một thiết bị hoặc các mảnh của thiết bị cần phải chịu nhiệt, axit hoặc
kiềm, hay độ ẩm cao.
Nhóm nghiên cứu cũng đang khám phá
các dạng và chức năng khác nhau mà vật liệu có thể tạo ra. “Chúng tôi nghĩ rằng
có thể mô phỏng vật liệu dưới dạng 2D hoặc 3D. Hoặc thậm chí giới thiệu các chức
năng khác, bằng cách thêm những trình liên kết hoặc nút khác nhau”, nhóm nghiên
cứu cho biết.
Theo
KHTV