Ống nghiệm nano lập kỷ lục Guinness mới

Ống nano buộc các phân tử liên kết thành một chuỗi thẳng.

Một nhóm các nhà khoa học người Anh đã lập được một kỷ lục Guinness mới khi họ chế tạo được một chiếc “ống nghiệm” nhỏ nhất từ trước tới nay.

Hai ông David Britz (đại học Oxford) và Andrei Khlobytov (đại học Nottingham) đã thực hiện thành công các phản ứng hóa học bên trong các ống hình trụ bao gồm các nguyên tử carbon, còn được gọi là ống nano.

Về cơ bản, các ống này là những tấm graphít có độ dày chỉ bằng một nguyên tử được cuộn lại thành các hình trụ. Những ống nghiệm nano này có đường kính bên trong khoảng 1,2nm (một nm bằng một phần tỷ mét) và chúng có chiều dài khoảng hai micrô-mét. Thể tích của chúng khoảng hai "zeptolitres", đủ để chứa khoảng 2.000 phân tử cho phản ứng. Zeptolitre hiện là đơn vị đo thể tích nhỏ nhất được xác định. Những chiếc ống nghiệm nano này nhỏ tới mức 300 tỷ ống này có thể xếp vừa trong một dấu chấm và đã được ghi nhận vào cuốn sách Kỷ lục thế giới Guinness.

Các nhà khoa học đã sử dụng các ống nano này để buộc các phân tử tạo thành các chuỗi thẳng, dài. Họ có thể quan sát toàn bộ quá trình phản ứng xảy ra qua một chiếc kính hiển vi điện tử.

Trong phản ứng này, các nhà khoa học đã kết hợp các phân tử oxide fulleren (Fullerens là dạng tinh thể carbon trong đó các nguyên tử carbon liên kết với nhau tạo thành một hình cầu).

Ở điều kiện thông thường, phản ứng kết hợp này liên kết các oxide fulleren thành một hợp chất cao phân tử xoắn có nhiều nhánh, giống hình cây. Nhưng khi phản ứng này xảy ra trong các ống nano, các oxide bị ép thành một đường thẳng không có nhánh do bị giới hạn bởi các ống nano. Nói theo cách khác, các phân tử hình thành một loại hợp chất cao phân tử có chất lượng cao hơn nhiều khi phản ứng diễn ra bên trong các ống nano.

Ông Britz cho biết: “Mục tiêu thí nghiệm của chúng tôi là có thể tạo ra cùng một loại vật liệu đã từng được chế tạo trước đây nhưng với một phương thức dễ dàng, rẻ hơn nhiều mà lại không ảnh hưởng đến môi trường”.

Cho tới nay, các nhà khoa học mới chỉ thử nghiệm phản ứng của oxide fulleren bên trong các ống nano. Nhưng họ dự tính tìm cách tổng hợp các dạng hợp chất cao phân tử quan trọng như polyethylene.

Các chất xúc tác hiện được dùng để tạo ra các loại polyethylene chất lượng cao thường rất nhạy cảm với nước và không khí. Điều này có nghĩa là vật liệu này cần phải được tổng hợp trong những thùng lớn với một môi trường được kiểm soát chặt chẽ. Các ống nano rất có thể sẽ được sử dụng để tạo nên một quy trình tổng hợp polyethylene mới dễ dàng hơn, rẻ hơn và ít phải kiểm soát môi trường phản ứng hơn.

Nhưng giáo sư Andrei Khlobystov cho biết: “Chúng tôi cần phải thực hiện thêm một số nghiên cứu nữa để tìm cách đưa phương pháp này vào ứng dụng trong thực tế”. Các nhà khoa học hy vọng rằng kỹ thuật này có thể được áp dụng với những loại phân tử khác để tổng hợp ra những loại vật liệu cải tiến hoặc mới hoàn toàn .

- Theo ND - 05