Công nghệ vật liệu

CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Sưu tầm từ trang: http://www.hoahocvietnam.com http://vatlyvietnam.org Mục lục: Tương lai tươi sáng cho hình OLED Vật liệu ZIFs triển vọng ứng dụng tương lai Tảo cát chuyển thành phần tử Silic cảm biến Từ túi nhựa tới tà vẹt đường sắt Một hợp kim làm tăng nhiệt độ động Kính mát thông minh Những kiện đáng nhớ lịch sử ngành vật liệu học Vật liệu hợp kim cho ngành công nghiệp hóa chất Vật liệu nano với độ cứng kỷ lục Plastic trở thành nhiên liệu tương lai Tương lai tươi sáng cho hình OLED Màn hình OLED có nhiều ưu điểm so với hình tinh thể lỏng (LCD) thông dụng Trong quan trọng ánh sáng từ hình OLED chiếu trực tiếp từ polymer hữu làm cho hình ảnh hiển thị sáng so với phận lọc màu hình LCD Điều có nghĩa hình OLED không cần ánh sáng nền, chúng tiêu thụ điện chế tạo hình mỏng nhiều Thậm chí, nhà khoa học vật liệu hy vọng in OLED trực tiếp lên bề mặt, hay dùng để chế tạo bóng đèn huỳnh quang rẻ tiền Tuy nhiên, để khai thác có hiệu ánh sáng phát từ polymer cần có thêm lớp phát xạ làm từ vật liệu có lân quang Mặt khác chuyển đổi phóng xạ giúp giảm lãng phí, thay chuyển thành ánh sáng bình thường làm tăng độ sáng suốt hình ảnh OLED tạo hàng loạt tia sáng với màu sắc ấn tượng Vật lớn, liệu phù hợp cho mục đích phức chất Iridi (III) với phối tử mạch vòng có cấu trúc giúp đảm bảo độ bền, thời gian đáp ứng nhanh truy xuất màu sắc vùng quang phổ nhìn thấy Tuy nhiên sản xuất loại phức chất đòi hỏi nhiệt độ cao hay cần có chất xúc tác đắt tiền, việc tráng chất lên polymer hữu trình phức tạp Điều hạn chế việc dùng OLED ứng dụng nhỏ điện thoại di động Giờ đây, đội nghiên cứu Biao Wang dẫn đầu trường đại học Sun Yat-Sen, thuộc Quảng Châu (Trung Quốc) giải vấn đề, cách phát triển loại phức chất Iridi vừa dễ chế tao lại vừa dễ tan, tạo khả phun lên bề mặt Bí tính tan nằm việc chọn phối tử phenol tạo cản trở mặt không gian Các nhà nghiên cứu cho biết phức chất họ gồm có nguyên tử Iridi kết hợp với ba phối tử dẫn xuất phthalazine, chất tổng hợp cách tình cờ từ Iridi clorua điều kiện êm dịu xúc tác Phát làm đơn giản hoá trình sản xuất, giảm giá thành OLEDs, từ có ứng dụng rộng rãi tương lai “Đây hợp chất thú vị kết thu tốt.” Nhà nghiên cứu OLED đại học Nam California, Mark Thompson nhận xét “Chúng tiếp tục nghiên cứu tràn đầy hy vọng chế tạo hình OLED có kích thước lớn hơn.” Thu Hà (theo RSC) hoahocvietnam.com chống mài mòn xác định cao cách bất thường (là 15 MPa.m1/2 11) Đặc tính tốt nhiều so với kim cương đa tinh thể (có giới hạn đứt gãy 5,3-7,0 MPa.m1/2 độ chống mài mòn 3-4) Sự phụ thuộc độ cứng Vickers vào kích thước hạt Cũng theo kết mà nhóm công bố, đặc tính có tính ổn định nhiệt độ cao tới 1600 K không khí, có nghĩa vật liệu siêu mài mòn có Vật liệu sử dụng ứng dụng khoan thăm dò, khai khoáng, hay gia công thép, gốm siêu cứng Hơn nữa, hướng mở việc tìm nhiều vật liệu có tính cứng, tính dẻo dai tính ổn định nhiệt khác – mục tiêu lớn cho khoa học vật liệu Các nhà nghiên cứu nói độ cứng tăng lên yếu tố: thứ hiệu ứng kích thước nano, có tính chất hạn chế lan truyền sai lệch mạng vật liệu (làm cho vật liệu bị yếu đi); hiệu ứng cầm tù lượng tử làm tăng độ cứng riêng hạt tinh thể Các kết vừa công bố tạp chí Applied Physics Letters (Appl Phys Lett 90 (2007) 101912) Plastic trở thành nhiên liệu tương lai Các nhà khoa học khắp giới cố gắng biến rác thải thành nhiên liệu cho xe máy, nhà khoa học Richard Gross thực nghiên cứu khác: biến plastic thành nhiên liệu cho tương lai Nghiên cứu sử dụng loại plastic thông thường dùng bao gói hàng hóa lĩnh vực khác, loại plastic trở thành phế liệu, chúng dễ dàng biến thành nhiên liệu thay dầu diesel Quy trình chưa ứng dụng vào thực tiễn, gây ấn tượng với hãng Pentagon nên hãng chi 2,34 triệu USD để tiến hành nghiên cứu thêm Kỹ thuật giảm lượng vật liệu mà quân đội phải chuyên chở cho quân nhân nơi xa xôi, công dụng hữu ích plastic vừa bao gói hàng hóa sau biến thành nhiên liệu Theo Cơ quan đề án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến – Darpa, kỹ thuật góp phần làm giảm lượng rác thải Tiến sĩ Gross, giáo sư ngành Hóa học thuộc Đại Học Bách Khoa Brooklyn tiến hành chuyển dầu thực vật thành “plastic sinh học”, dầu thực vật loại nhiên liệu để sản xuất dầu diesel sinh học Plastic dùng ở dạng màng phim mềm cứng thường dùng bao gói thực phẩm Sau ông dùng loại enzyme thiên nhiên để phân hủy plastic thành nhiên liệu Ông nói: “Phản ứng diễn với điều kiện ôn hòa không mãnh liệt, nước âm ấm” Enzyme cutinase thường có thiên nhiên, ký sinh trùng tiết để tiêu hóa bề mặt sáng bóng hút chất dinh dưỡng Một công ty ghép gene tên DNA 2.0 trích lấy DNA từ ký sinh trùng ghép vào vi khuẩn E Coli nhằm sản xuất nhiều enzyme cutinase Người ta chọn vi khuẩn E Coli khả sinh sôi phát triển dễ dàng so với ký sinh trùng khác Trước tiên cắt plastic thành mảnh nhỏ Để làm điều này, tiến sĩ Gross nói dùng máy cắt giấy văn phòng Sau ngâm mảnh plastic vào nước với lượng nhỏ enzyme Trong khoảng từ đến ngày kết thúc phản ứng với dầu diesel sinh học lên bề mặt nước Để đáp ứng tiêu chuẩn Cơ quan bảo vệ môi trường loại nhiên liệu sử dụng cho xe chạy đường phố Mỹ, nhiên liệu sinh học cần phải qua nhiều quy trình chế biến hóa học nữa, Cơ quan Darpa tin nhiên liệu tạo thành trực tiếp dùng cho động diesel để tạo điện Theo Cơ quan Darpa, quân nhân trung bình có khoảng pound phế liệu bao gói ngày, việc giải lượng phế liệu đơn giản đòi hỏi “nhiều nhân công, nhiên liệu phương tiện chuyên chở cần thiết” Kể việc tiêu tốn lượng lượng để tái sản xuất plastic phế liệu rác thải cho nhiều nhiên liệu để sản xuất điện cung cấp cho quân Hãng Pentagon gọi kỹ thuật chương trình phục hồi lượng dễ dàng chuyển biến, hay cô Miser Jan Walker, người phát ngôn Cơ quan Darpa, nói phạm vi kế hoạch mà Cơ quan tài trợ “không phải kỹ thuật công nghệ thực tế” giai đoạn khởi đầu Theo Tiến sĩ Gross, gallon dầu đậu nành sản xuất cho lượng dầu diesel tương tự cho dù dầu chuyển đổi trực tiếp có qua giai đoạn chế biến trung gian plastic Ông nói rằng, vấn đề việc tách chất hóa học dầu gọi acid béo từ dầu đậu nành từ nguồn trồng khác, chế biến dầu để có cấu trúc hóa học đầu cuối phân tử giống “cái móc” Để sau phân tử dầu liên kết với tạo thành chuỗi dài, xây dựng thành khối plastic Thêm vào liên kết chéo chuỗi phân tử, plastic chuyển từ film mềm thành vật liệu rắn Chuyển dầu đậu nành thành thành acid béo thực enzyme Men chuyển đổi gene thực trình Jeremy Minshull, chủ tịch công ty DNA 2.0, nói men chọn trình chuyển đổi cần lượng, men cung cấp lượng tiêu hóa chất dinh dưỡng Sau vi khuẩn E Coli với DNA nấm Candida Antarctica chuyển acid béo hydroxy thành polymer, loại vật liệu gia nhiệt tạo hình để sử dụng Và sau plastic sử dụng để bao gói chứa đựng hàng hóa cắt thành mảnh nhỏ phân hủy hóa học thành nhiên liệu diesel Ông Minshull nói thách thức liên quan đến enzyme chuyển plastic thành nhiên liệu lỏng, để cần dùng lượng nhỏ enzyme mà Điều khiến chi phí sản xuất giảm giảm lượng enzyme sót sau trình chế biến rơi vào động diesel Trong dầu diesel sản xuất thương mại Mỹ, khả cạnh tranh với nhiên liệu diesel không phủ trợ cấp Nhưng giá dầu đà tăng cao, hay phủ đánh thuế vào lượng khí thải carbon, việc sản xuất diesel sinh học từ plastic sinh học phủ tài trợ Sử dụng thực vật sản xuất plastic hay nhiên liệu loại trừ nhiều khí thải carbon vụ mùa trồng trọt thực vật cho năm hấp thu bớt carbon từ không khí Quỳnh Thi (theo The New York Times) hoahocvietnam.com