Nhóm các nhà khoa học quốc tế tại Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) vừa công bố đã xử lý chuyển đổi vỏ me thành các tấm nano carbon. Sản phẩm nghiên cứu này là thành phần chính của siêu tụ điện - thiết bị lưu trữ năng lượng được sử dụng trong ô tô, xe buýt, xe điện, tàu hỏa và thang máy.

Theo Sience Daily, nhóm phát triển dự án gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học Ứng dụng Tây Na Uy và Đại học Alagappa ở Ấn Độ và đứng đầu là các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Công nghệ Nanyang. 

Họ tin rằng khi được mở rộng sản xuất trên quy mô lớn, tấm bảng nano này có thể là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho các đối tác sản xuất công nghiệp, và đồng thời giúp cắt giảm chất thải ra môi trường.

Để sản xuất các tấm nano carbon, đầu tiên các nhà nghiên cứu rửa sạch vỏ me và sấy khô ở 100 độ C trong khoảng sáu giờ trước khi nghiền thành bột. Sau đó, lượng bột này sẽ được nung trong lò với thời gian 150 phút ở nhiệt độ 700-900 độ C trong điều kiện không có oxy để chuyển chúng thành các tấm carbon siêu mỏng hay còn gọi là tấm nano.

Vỏ me rất giàu carbon và có bản chất xốp, đây chính là do khiến các nhà khoa học chọn thứ vỏ này trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất các tấm nano carbon.

Nano Carbon sẽ được sử dụng để chế tạo các thiết bị lưu trữ năng lượng cho ô tô, tàu hỏa...

Đáng chú ý, người đứng đầu cuộc nghiên cứu này là một nhà khoa học người Việt -  Trợ lý Giáo sư (Steve) Cường Đặng, hiện đang nghiên cứu và làm việc tại Trường Kỹ thuật Điện và Điện tử của NTU. 

Với dự án này, ông cho biết: "Qua một loạt phân tích, chúng tôi thấy rằng hiệu suất của các tấm nano làm từ vỏ me có thể so sánh với các thiết bị công nghiệp về cấu trúc xốp và tính chất điện hóa. Quá trình tạo ra các tấm nano cũng là phương pháp tiêu chuẩn để sản xuất các tấm nano carbon hoạt tính."

Được biết, năm 2010, Tiến sĩ Cường Đặng đã nhận bằng Tiến sĩ ngành Vật lý và Thạc sỹ khoa học tự nhiên về Kỹ thuật Điện và Máy tính tại Đại học Brown, Hoa Kỳ. Trước đó, ông đã hoàn thành chương trình Thạc sĩ Kỹ thuật Điện tử ngành Vật lý của Đại học Brown vào năm 2006. Khi học tập tại Việt Nam, ông tốt nghiệp Cử nhân ngành Vật lý tại Đại học Quốc gia Hà Nội.

Ông đã từng là cộng sự nghiên cứu cấp cao và là quản lý phòng thí nghiệm Nano-Photonics tại Đại học Brown trước khi gia nhập Trung tâm nghiên cứu vượt trội về Màn hình và Chiếu sáng Bán dẫn, Trường Kỹ thuật điện và điện tử thuộc Đại học Công nghệ Nanyang. Sau đó vào tháng 9 năm 2014, ông được bổ nhiệm làm Trợ lý Giáo sư tại trường.

Trợ lý Giáo sư (Steve) Cường Đặng và các mảnh vỏ me Ảnh: NTU Singapore.

Một trong những nghiên cứu nổi bật của ông phải kể đến là dự án hợp tác với Tập đoàn QD Vision, Hoa Kỳ. Kết quả nghiên cứu đã được công nhận với sản phẩm chấm lượng tử đầu tiên cho chiếu sáng trạng thái rắn - Quantum LightTM Optic. Sau đó, sản phẩm này được phát triển thêm và được biết đến với tên gọi "Color-IQ", là sản phẩm chấm lượng tử khối lượng lớn đầu tiên trên thế giới dành cho ti vi LCD. Color IQ được ứng dụng sản xuất thực tế trên sản phẩm TV BRAVIA 4K 65 inch của Sony và đã được vinh danh là Sản phẩm xuất sắc nhất tại Triển lãm Điện tử Tiêu dùng 2013 nhờ khả năng cải tiến màu sắc.

Một trong các thành viên của nhóm nghiên cứu, Giáo sư Dhayalan Velauthapillai, Trưởng nhóm nghiên cứu Vật liệu nano tiên tiến cho các ứng dụng sức khỏe và năng lượng sạch tại Đại học Khoa học Ứng dụng Tây Na Uy, cho biết, bảng nano carbon bao gồm các lớp nguyên tử carbon được sắp xếp thành các hình lục giác liên kết với nhau, giống như một tổ ong. 

Bí mật đằng sau khả năng lưu trữ năng lượng của chúng nằm ở cấu trúc xốp dẫn đến diện tích bề mặt lớn giúp vật liệu lưu trữ lượng lớn điện tích.

Các tấm nano có nguồn gốc từ vỏ me cũng cho thấy độ ổn định nhiệt và dẫn điện tốt. So với quy trình sản xuất tấm nano bằng sợi gai dầu, phương pháp dùng vỏ me tiết kiệm năng lượng hơn khiến chúng trở thành những lựa chọn thay thế đầy hứa hẹn trong tương lai.