Các nhà khoa học tạo ra cảm biến điện tử từ Graphene

Graphene là một lớp mỏng của các nguyên tử Carbon – là nguyên tố cấu tạo thành Kim Cương và Than – là thứ mang tính chất 2 chiều đầu tiên được tạo ra, có nghĩa là nó có thể dày hơn một nguyên tử, hoặc mỏng hơn một sợi tóc người khoảng một triệu lần.

Mặc dù có kích thước siêu nhỏ, Graphene là một danh mục đầu tư lớn vì các thuộc tính kỳ diệu của nó. Ví dụ, nó cứng hơn 1000 lần so với thép, nhưng nhẹ hơn giấy 1000 lần và có tính chất bán dẫn hơn cả silicon, chất mà chúng ta thường dùng trong các mạch máy tính.

Kể từ khi graphene đã được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2004, hàng trăm nhà nghiên cứu trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu những tính chất của nó, và hứa hẹn nó có khả năng tạo thành một cuộc cách mạng công nghệ mới trên toàn thế giới.

Mới đây, các nhà nghiên cứu ở Tổ chức nghiên cứu Công nghệ sinh học và Vật liệu tiên tiến (AMBER) tại Trường Trinity, Dublin (TCD), Ailen, đã sử dụng graphene để sản xuất chất dẫn điện cho đồ chơi silic đa tinh thể (silly putty®) dành cho trẻ em mới.

Nghiên cứu được phụ trách bởi Giáo sư Jonathan Coleman từ TCD, phối hợp với Giáo sư Robert Young từ Đại học Manchester, Vương quốc Anh.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng điện trở của putty truyền với graphene (G-putty) rất nhạy cảm với sự biến dạng hoặc tác động nhỏ. Họ gắn G-putty lên ngực và cổ của người và sử dụng để đo nhịp thở, nhịp tim và huyết áp. Nó cho tỏ ra nhạy cảm chưa từng thấy với sự căng thẳng và áp lực. G-putty cũng hoạt động như một bộ cảm biến tác động có độ nhạy cao, có khả năng phát hiện các bước chân của con nhện nhỏ.

Coleman cho biết: "Điều làm chúng tôi vui mừng là hành vi bất ngờ, chúng tôi phát hiện ra khi thêm graphene vào polyme, một polysilicone liên kết ngang. Vật liệu này cũng được biết đến là đồ chơi silly putty của trẻ em. Nó khác với các vật liệu quen thuộc ở chỗ nó chảy như một chất lỏng nhớt khi bị biến dạng từ từ, nhưng phục hồi như một rắn đàn hồi bị ném vào một mặt phẳng. Khi chúng tôi thêm graphene vào silly putty, nó thành chất dẫn điện, nhưng theo cách rất đặc biệt. Điện trở của G-putty rất nhạy cảm với sự biến dạng có điện trở gia tăng mạnh ngay cả với sức căng hoặc tác động nhỏ. Bất thường là, điện trở dần trở về gần với giá trị ban đầu của nó là putty tự phục hồi theo thời gian”.

Giáo sư Mick Morris, Giám đốc AMBER, nói thêm: "Phát hiện thú vị này cho thấy nghiên cứu của Ailen này dẫn đầu về khoa học vật liệu trên toàn thế giới. Jonathan Coleman và nhóm của ông ở AMBER tiếp tục tiến hành nghiên cứu đẳng cấp thế giới và bước đột phá khoa học này có tiềm năng cách mạng hóa một số khía cạnh của chăm sóc sức khỏe”.