Vật liệu nano không chỉ mở ra kỷ nguyên mới trong công nghệ mà còn đem lại hiệu suất vượt trội về dẫn điện. Một số vật liệu nano như graphene đã chứng minh khả năng truyền dẫn điện gần như hoàn hảo.

Graphene là gì?

Graphene là một dạng vật liệu cấu tạo từ các nguyên tử carbon sắp xếp thành một lớp duy nhất có độ dày chỉ bằng một nguyên tử, tạo thành mạng lưới hình tổ ong (lục giác đều).

Nói đơn giản: Graphene là một lớp siêu mỏng của than chì, mỏng hơn cả sợi tóc hàng triệu lần, nhưng lại có tính chất vượt trội về độ bền, độ dẫn điện và dẫn nhiệt.

>>> Xem thêm tại: Khám phá các ứng dụng nổi bật của công nghệ nano

Ứng dụng của graphene 

Khi nói về dẫn điện nano, graphene chính là cái tên nổi bật nhất.

Tại sao graphene dẫn điện tốt nhất?

+ Cấu trúc độc đáo: Cấu trúc hai chiều của graphene cho phép các electron di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, không bị cản trở bởi các tạp chất hay các sai lệch cấu trúc.

+ Tốc độ electron cao: Các electron trong graphene di chuyển nhanh hơn các electron trong silicon hàng trăm lần, giúp nó có khả năng dẫn điện vượt trội.

+ Dẫn điện siêu mỏng: Do chỉ dày một nguyên tử, graphene gần như trong suốt và cực kỳ linh hoạt, rất phù hợp cho các thiết bị điện tử dẻo và trong suốt.

Ứng dụng của graphene:

+ Điện tử: Graphene có thể được dùng để sản xuất các chip máy tính, màn hình cảm ứng và pin lưu trữ siêu mỏng, siêu nhẹ.

+ Y học: Graphene được ứng dụng trong các cảm biến sinh học để phát hiện bệnh sớm.

+ Môi trường: Graphene có thể được dùng để lọc nước hoặc lưu trữ năng lượng.

Nhờ những đặc tính độc đáo này, graphene được mệnh danh là "vua" của các vật liệu nano dẫn điện.

Vật liệu nano khác có khả năng dẫn điện cao

Bên cạnh graphene, cũng có những vật liệu nano khác với khả năng dẫn điện đáng nể.

Ống nano carbon (Carbon Nanotubes):

Cấu trúc: Là những ống rỗng được tạo thành từ các tấm graphene cuộn lại.

Đặc tính: Có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt hơn nhiều so với đồng, đồng thời có độ bền cơ học cao.

Dây nano kim loại (Metal Nanowires):

Cấu trúc: Là các sợi kim loại có đường kính cực nhỏ, chỉ vài nanomet.

Đặc tính: Các dây nano từ vàng, bạc hay đồng có khả năng dẫn điện tốt và có thể được sử dụng trong các mạch điện tử siêu nhỏ.

>>> Xem thêm tại: Kính hiển vi lực nguyên tử là gì và hoạt động ra sao?

Tìm ra vật liệu nano dẫn điện tốt nhất giúp tối ưu hóa nhiều công nghệ từ điện tử đến y sinh. Graphene và các vật liệu nano khác sẽ còn đóng vai trò quan trọng trong tương lai phát triển công nghệ cao.