Một nhóm các nhà khoa học đến từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL), Mỹ đã chế tạo tạo thành công một phương pháp mới giúp làm sạch các dây nano đồng với hiệu suất làm sạch lên đến gần 100%. Dây nano thường được sử dụng làm linh kiện trong các ứng dụng điện tử nano. Báo cáo kết quả nghiên cứu được đăng tải trong phiên bản trực tuyến của Tạp chí Chemical Communications.

Các nhà khoa học cho biết, các sợi dây nano đồng sau khi được làm sạch bằng phương pháp mới sẽ có độ tinh khiết cao và không bị biến dạng, đáp ứng yêu cầu của các sản phẩm ứng dụng điện tử nano. Bên cạnh đó, công nghệ mới đã mở đường cho phương pháp làm sạch dây nano đồng ở quy mô sản xuất tổng hợp và được coi là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực thương mại hóa và ứng dụng công nghệ.

Dây nano kim loại (NWS) là một trong những vật liệu tiềm năng thường được sử dụng trong các ứng dụng thương mại điện tử như màn hình dẻo, pin Mặt trời, chất xúc tác và vật tiêu nhiệt năng.

Quá trình sản xuất dây nano bằng phương pháp phổ biến thường không chỉ tạo ra sản phẩm trực tiếp là các dây nano mà còn có cả sản phẩm phụ là những loại vật liệu có cấu trúc nano với kích thước thậm chí còn nhỏ hơn như các hạt nano (NP) hay thanh nano. Những sản phẩm phụ này vô tình được tạo ra do trong quá trình sản xuất, việc kiểm soát cấu tạo hạt nhân của các phân tử hạt giống (giai đoạn khởi đầu) cũng như kiểu hạt giống vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn, khiến cho các hạt giống phân tử được tạo ra với nhiều kiểu dáng khác nhau.

“Mục đích của chúng tôi là chỉ tạo ra các dây nano đồng ở dạng tinh khiết nhất mà không hề có các sản phẩm phụ kèm theo, vì thế, hình dạng và độ tinh khiết của các dây nano hoàn toàn được đảm bảo”, Fang Qian thuộc LLNL - tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng, các dây nano đồng khi được tổng hợp ở dạng chất lỏng có thể được làm sạch với mức độ hiệu quả gần như đạt 100% từ sản phẩm phụ là các hạt nano chỉ thông qua một vài bước đơn giản.

Việc sản xuất vật liệu nano hữu dụng với số lượng lớn cũng như được đảm bảo về mức độ kiểm soát chặt chẽ về thành phần, hình dạng và kích cỡ là không hề đơn giản. Đây cũng chính là nguyên nhân làm hạn chế khả năng ứng dụng vào công nghệ sản xuất của vật liệu nano.

“Công nghệ mới có ý nghĩa rất quan trọng vì nó cho phép sản xuất vật liệu nano đồng với số lượng lớn với phương pháp tách dây nano với hạt nano vô cùng đơn giản và nhanh chóng mà hiệu quả đem lại rất cao”, Eric Duoss - nghiên cứu viên chính của dự án cho biết. “Chúng tôi đã hình dung ra cách thức ứng dụng vật liệu nano tinh khiết trong một loạt các phương pháp chế tạo mới, trong đó có cả quá trình sản xuất chất phụ gia”.

Chìa khóa của thành công chính là ở việc sử dụng một bề mặt kỵ nước trong dung dịch nước, cùng với một hệ thống dung môi hữu cơ không trộn lẫn được để tạo ra một bề mặt chung kỵ nước riêng biệt, cho phép các dây nano với cấu trúc tinh thể và tổng diện tích bề mặt tiếp xúc từ những hạt nano khác nhau có thể đan chéo một cách tự nhiên.

“Phương pháp sản xuất dây nano đồng này có thể sẽ được áp dụng cho rất nhiều ứng dụng dây nano”, Qian cho biết. “Công nghệ làm sạch đặc biệt đã mở ra những tia hy vọng mới trong sản xuất vật liệu nano chất lượng cao với chi phí thấp và số lượng lớn”.

Yong Han khẳng định: “Chúng tôi cũng đang phát triển loại bọt xốp có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hay loại mực in như loại mực viết trực tiếp bằng cách sử dụng NWS”.

Tham gia nghiên cứu này còn có các chuyên gia: Pui Ching Lan, Tammy Olson, Cheng Zhu and Christopher Spadaccini.
Nguồn: Tạp chí khoa học và công nghệ Việt Nam