Graphene mạnh hơn thép 200 lần và nhẹ hơn giấy, nó thường được gọi là một chất liệu kỳ diệu. Nhưng thực chất chất này có thể làm được gì?
Graphene đã có cơ hội tỏa sáng tại triển lãm thương mại Mobile World Congress tháng trước tại Barcelona.
Trong những năm tới, một số ứng dụng dựa trên graphene này sẽ được sử dụng rộng rãi và chúng ta sẽ bắt đầu thấy graphene trong điện thoại, các thiết bị đeo và nhiều công nghệ khác.
Graphene là một lớp mỏng các nguyên tử carbon thuần khiết liên kết trong một cấu trúc tổ ong. Nó không phải là sản phẩm được sản xuất, mà thay vào đó được chiết xuất từ graphite – một quy trình mà các nhà khoa học chỉ thành công trong việc phát triển vào năm 2004. Kết quả tạo ra một chất 2D có nhiều đặc tính khác thường và đáng mong đợi như vô cùng mỏng, chắc chắn và linh hoạt.
Châu Âu là nơi phát hiện ra graphene lần đầu tiên và chắc chắn rằng với khả năng của mình, EU sẽ là cơ sở cho sáng kiến nghiên cứu lớn nhất của khối này. Chương trình Graphene Flagship trị giá hàng tỉ đô la, tổ chức Graphene Pavilion, được dành để tìm ra cách thức đưa vật liệu này vào thị trường.
Đây là cách mà con người có thể sử dụng graphene trong tương lai.
1. Smartphone
Graphene có thể không nổi bật tại MWC lần này nhưng trong những năm tới nó có thể chịu trách nhiệm về một số nâng cấp đáng kể cho công nghệ trên điện thoại. Tính năng linh hoạt của Graphene sẽ được tích hợp vào màn hình điện thoại để tạo ra màn hình uốn dẻo hay cảm ứng vô cùng nhạy bén. Đồng thời, nó cũng có tiềm năng rất lớn để cải thiện tuổi thọ pin trên smartphone.
Graphene có thể được tích hợp vào pin để cải thiện việc tích trữ năng lượng và hiệu năng lâu dài, nhưng nó cũng có thể tăng tốc độ truyền năng lượng giữa nguồn điện và pin theo cấp số nhân. Nó hoạt động như một loại siêu sạc, cho phép năng lượng truyền qua nhanh đến nỗi các nhà nghiên cứu tin rằng nó có thể sạc điện thoại chỉ trong vòng 7 giây.
Vậy công nghệ có vẻ kỳ diệu khi nào sẽ xuất hiện? Một thập kỷ chăng? Kari Hjelt, người đứng đầu bộ phận đổi mới cho Graphene Flagship, cho biết sẽ mất ít nhất là hai năm để đưa công nghệ này ra thị trường.
Ông cho biết: "Đây vẫn là một chất liệu mới, vì vậy chúng tôi thực sự ngạc nhiên về sự phát triển của nó chỉ trong 14 năm. Những thứ được tích hợp với graphene hoạt động trong rất nhiều lĩnh vực và theo những cách tuyệt vời".
Công nghệ điện thoại là một trong những hình thức sử dụng rõ ràng, thêm vào đó là công nghệ mạng 5G - Ericsson đã sử dụng graphene trong bản demo 5G của hãng tại buổi trình diễn. Nhưng nó không phải là lĩnh vực duy nhất mà vật liệu này có thể tạo sự khác biệt.
2. Robot
Một khả năng sinh học của graphene là trong việc cải thiện chân tay nhân tạo.
Bằng cách gắn các cảm biến thần kinh dựa trên graphene vào trong phần trên của chân tay giả, một người có thể cảm nhận và đáp lại những cử động trong cơ. Điều đó giúp họ kiểm soát chuyển động và năng lượng của chi giả.
Graphene phản ứng nhanh chóng với áp lực, đảm bảo sự chuyển động tự nhiên và kẹp chắc cho người mặc. Nó có thể làm cho các thế hệ tương lai của chân tay giả thoải mái hơn và đáp ứng mọi thứ như một con người thật.
3. Xác định thực phẩm
Do khả năng hấp thụ ánh sáng của graphene ở hầu hết mọi bước sóng, nó có thể phát hiện tia cực tím, ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại với cùng một cảm biến hình ảnh.
Một máy ảnh ánh sáng graphene rộng có thể nhìn thấy chi tiết không nhìn thấy được bằng mắt thường của con người, và trong bản demo chúng ta thấy nó có thể phân biệt giữa ba loại sữa - sữa gạo, sữa bơ và sữa quả hạnh - tất cả đều trông rất giống nhau.
Trong tương lai, những người dị ứng với một số thực phẩm có thể sử dụng điện thoại camera này để kiểm tra xem thực phẩm có phù hợp và an toàn với mình hay không.
4. Thiết bị điện tử có thể đeo được
Graphene cũng rất linh hoạt, nó còn được sử dụng trong công nghệ cho các thiết bị đeo. Các nhà nghiên cứu từ Học viện Khoa học ở Tây Ban Nha đã tích hợp graphene vào các mảng UV gắn liền với da như bất kỳ dải băng cứu trợ (Band-Aid) nào khác. Lớp graphene ẩn bên trong rất nhạy cảm và có thể đo được nhịp tim và lượng oxy trong máu thông qua da cũng như chỉ số UV, cung cấp một hệ thống thu nhỏ có thể giám sát sức khỏe của bạn.
Graphene cũng có thể được tích hợp vào giày thông minh với những lợi ích như cảm biến, làm mát và cung cấp sức mạnh. Một graphene trong chiếc đế giày thử nghiệm của trường Đại học Cambridge có thể theo dõi sự phân bố áp lực ở chân cho các hoạt thể thao.
5. Giao diện cảm ứng mới
Các lớp graphene rất mỏng, hầu như không nhìn thấy được mắt người. Tại Triển lãm Graphene Pavilion, Graphene được gắn vào một màn hình trong suốt và được sử dụng để điều khiển một chiếc xe hơi đồ chơi bằng cách chạm vào. Đây chỉ là một ví dụ về cách các giao tiếp cảm ứng trong tương lai có thể được xây dựng bởi các vật liệu khác nhau như thủy tinh hoặc vải.