PHƯƠNG ÁN CHỂ TẠO GRAPHENE (VẬT LIỆU NANO 2D) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SCOTCH (VẬT LIỆU NANO 2D) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SCOTCH

PHƯƠNG ÁN CHỂ TẠO GRAPHENE
(VẬT LIỆU NANO 2D) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SCOTCH TẠI
TRƯỜNG THPT TRẦN QUỐC TUẤN – TỈNH PHÚ YÊN
I.Tổng quan:
Graphene ngày nay đã không còn xa lạ với nhiều người. Nó được mệnh danh
là siêu vật liệu của tương lai. Chỉ gồm một lớp nguyên tử, nhẹ và linh hoạt
nhưng graphene cứng hơn thép tới 200 lần, cùng với đó là khả năng dẫn điện và
tải nhiệt tuyệt vời. Ứng dụng của graphene trải dài trên nhiều lĩnh vực, từ công nghệ
điện tử, máy tính cho đến năng lượng tái tạo và xử lí môi trường.
II. Chuẩn bị: Một miếng silic, tinh thể graphite, nhíp và băng dính.
+ Miếng silic được sử dụng ở trên có thể mua với giá rẻ hoặc lấy từ một con
chip bị hỏng. Trên thực tế nó chỉ là nơi để graphene bám vào. Vì graphene rất mỏng
nên không thể tự nhiên cầm nó lên được. Nếu không tìm được một miếng silic, ta
có thể dùng tạm một miếng thủy tinh. Quan trọng là bề mặt của nó phải được xử lí
sạch.
+ Tinh thể graphite thực chất là than chì. Bạn cũng có thể mua với giá cực rẻ
hoặc lấy ngay từ ruột bút chì. Cùng với vài đoạn băng dính và một chiếc nhíp sạch,
bạn có thể chế tạo siêu vật liệu graphene với một khoảng đầu tư chỉ vài chục ngàn.
III. Các bước cụ thể như sau:
Bước 1: Cắt một miếng băng dính, đặt tinh thể graphite lên trên. Sau đó gấp
đôi miếng băng dính lại để nó tiếp xúc với cả hai mặt của miếng graphite. Tách đôi
miếng băng dính ra, ta sẽ thấy một vết lem của than chì. Lặp lại quá trình nhiều lần
để đạt được nhiều vết lem lớn.
Bước 2: Đặt một miếng băng dính khác lên những vết lem và rồi tách nó ra
dần dần. Miếng băng dính mới tiếp tục có một vết lem mờ. Đặt phần này lên trên
miếng silic hoặc thủy tinh. Dùng một vật có bề mặt nhẵn vuốt nhẹ tấm băng dính để
nó dán vào bề mặt miếng silic. Tách băng dính ra và ta sẽ có graphene trên bề mặt
của nó.
III. Lịch sử và cơ sở khoa học của phương pháp Scotch:
Phương pháp này do hai nhà khoa học Andre Geim và Kostya Novoselov
thực năm 2004 để chế tạo graphene. Họ đã cùng nhau giành giải Nobel vật lý năm

2010 với sự đóng góp lớn của những miếng băng dính.


MẠNG TINH THỂ GRAPHITE

MẠNG TINH THỂ GRAPHENE

Cơ sở lý thuyết đến từ cấu trúc của graphite. Nó gồm nhiều dàn tinh thể
carbon hình tổ ong (Graphene) xếp chồng lên nhau bằng liên kết van der waals. Đây
là liên kêt yếu nên ta có thể dùng băng dính để làm mỏng dần graphite. Lặp lại
nhiều lần cho đến khi ta nhận được một lớp nguyên tử duy nhất còn lại là graphene.