Tinh thể nano ánh sáng xanh mới có thể giúp làm dịu sự ấm lên toàn cầu

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Các nhà nghiên cứu Berkeley Lab đã tạo ra được tinh thể nano magie oxit không độc hại phát ra tia sáng xanh hiệu quả và có thể đóng vai trò trong việc lưu trữ cacbon điôxit lâu dài, một phương pháp tiềm năng giúp làm dịu bớt ảnh hưởng của sự ấm lên toàn cầu.

   Ở dạng khối, magiê oxit là khoáng chất rẻ tiền, màu trắng, sử dụng trong nhiều ứng dụng từ cách ly dây cáp và nồi nấu kim loại cho đến giúp những người leo núi có tay hay ra mồ hôi không bị tuột khi đang leo bám. Sử dụng một quy trình tổng hợp hóa học cơ kim, các nhà khoa học tại Molecular Foundry đã tạo ra được tinh thể nano magie oxit có kích thước có thể điều chỉnh chỉ trong vài nanomet. Và không giống như ở dạng khối, tinh thể nano này phát ánh sáng xanh dương khi tiếp xúc với ánh sáng cực tím.

Quy trình hiện tại để tạo ra những tinh thể nano oxit kim loại kiềm thổ đòi hỏi phải xử lý ở nhiệt độ cao, là nguyên nhân gây ra việc phát triển không thể kiểm soát hoặc việc kết hợp các hạt lại với nhau – một kết quả không mong muốn khi tính chất mà bạn tìm kiếm phụ thuộc vào kích thước. Mặt khác, các kỹ thuật phản ứng pha bay hơi thì tốn nhiều thời gian và chi phí, và làm tinh thể nano liên kết với một chất nền.

 “Chúng tôi đã phát hiện ra một cơ chế mới và không thông thường về mặt cơ bản để điều khiển kích thước của những tinh thể nano này một cách thú vị,” Giám đốc của Inorganic Nanostructures Facility tại Molecular Foundry, Trung Tâm Nghiên Cứu Khoa Học Nano thuộc Berkeley Lab, ông Delia Milliron, cho biết. “Sự phát quang hiệu quả màu xanh nhạt này có thể là sự lựa chọn hấp dẫn, không đắt đỏ trong các ứng dụng như chụp ảnh sinh học hoặc chiếu sáng bằng chất rắn.”

Không giống như đèn dây tóc hoặc huỳnh quang, kỹ thuật chiếu sáng bằng chất rắn tận dụng các vật liệu bán dẫn phát sáng, nói chung, các vật liệu phát ánh sáng đỏ, xanh lá cây và xanh dương được kết hợp lại để tạo ra ánh sáng trắng. Tuy nhiên, khó để tạo ra các vật liệu phát ra ánh sáng xanh dương hiệu quả, cho thấy những tinh thể nano magie oxit này có thể là ứng cử viên sáng giá cho việc thắp sáng tiêu tốn ít năng lượng hơn và có tuổi thọ lâu hơn.

Tuy nhiên, những vật liệu nhỏ này còn làm được nhiều thứ hơn nữa ngoài việc thắp sáng. Cùng với tính chất quang học hứa hẹn của mình, tinh thể nano magie oxit sẽ là đối tượng nghiên cứu trong một lĩnh vực nghiên cứu hoàn toàn khác lạ: Trung Tâm Nghiên Cứu Giới Hạn Năng Lượng (EFRC) về Kiểm soát CO2 Địa chất ở cấp độ Nano, thuộc Berkeley Labs, được thành lập để “tạo ra nền tảng khoa học cho việc lưu trữ địa chất khí CO2”

Các chuyên gia cho biết việc thu và lưu giữ cacbon đioxit cực kỳ quan trọng để có thể cắt giảm đáng kể lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, nhưng thành công của công nghệ này hoàn toàn tùy thuộc vào việc làm kín các vỉa địa hóa sâu dưới bề mặt trái đất mà không cho khí hoặc chất lỏng thoát ra được. Nếu có thể lưu giữ hợp lý, nơi được bơm dioxit cacbon thu giữ sẽ hình thành khoáng chất cacbonat với đá bao quanh bằng cách phản ứng với các hạt nano magie oxit và các oxit khoáng chất khác.

Hoi Ri Moon, một nhà nghiên cứu tại Foundry đang làm việc  cùng nhà khoa học Milliron và Urban, nhận thấy, phương pháp tổng hợp trực tiếp của nhóm mình còn có thể hữu ích cho các mục đích đã có khác. “Là một cơ sở hỗ trợ các nhà nghiên cứu khoa học nano khắp thế giới, chúng tôi mong muốn theo đuổi nghiên cứu với các nhà khoa học khác có thể sử dụng tinh thể nano của chúng tôi làm “nguyên liệu” cho việc xúc tác, một ứng dụng khác mà các tấm mỏng magie oxit thường được dùng phổ biến,” Bà Moon cho biết.

Nghiên cứu này xuất hiện trong tạp chí chuyên ngành Angewandte Chemie International và hiện đã được đang trong ấn bản online của tạp chí này

Công trình nghiên cứu tại Molecular Foundry do Phòng Khoa Học Năng Lượng Cơ Bản thuộc Phòng Khoa Học - Bộ Năng Lượng Mỹ tài trợ.

(Theo P.P (Theo ScienceDaily) // Sở KHCN Đồng Nai )