Các nhà nghiên cứu tại Nhật Bản vừa chế tạo ra một hợp kim có các tính chất tương tự như palladium, một kim loại quý được sử dụng trong rất nhiều sản phẩm công nghệ cao. Đây được xem như là một cú đột phá trong lĩnh vực “ giả kim hiện đại ”, theo báo Yomiuri Shimbun. Giáo sư Hiroshi Kitagawa và nhóm...
Các nhà nghiên cứu tại Nhật Bản vừa chế tạo ra một hợp kim có các tính chất tương tự như palladium, một kim loại quý được sử dụng trong rất nhiều sản phẩm công nghệ cao.
Đây được xem như là một cú đột phá trong lĩnh vực “giả kim hiện đại”, theo báo Yomiuri Shimbun.
Giáo sư Hiroshi Kitagawa và nhóm nghiên cứu của trường Đại học Kyoto cho biết, họ đã sử dụng công nghệ nano để kết hợp rhodium và bạc, 2 nguyên tố thường không trộn lẫn với nhau, để tạo ra một hợp chất mới.
Hợp kim này có các tính chất tương tự với palladium, vốn được sử dụng ở các bộ chuyển hóa xúc tác làm giảm phát thải ở xe hơi cũng như máy tính, điện thoại di động, tivi màn hình phẳng và dụng cụ nha khoa.
Giống như các kim loại trắng khác, chẳng hạn như bạc và platinum, palladium rất đắt, với sự phân bố giới hạn ở Nam Phi và Nga.
Paladium cũng có các ứng dụng trong sản xuất pin nhiên liệu để tạo ra nguồn năng lượng sạch và có thể tái tạo.
Để chế tạo hợp kim mới này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ nano để phun rhodium và bạc rồi dần dần trộn chúng với rượu nóng. Hai kim loại này được pha trộn một cách ổn định ở mức độ nguyên tử.
Giáo sư Kitagawa hy vọng có thể tạo ra thêm nhiều hợp kim khác bằng công nghệ nano.
Các nhà nghiên cứu Nhật Bản vừa chế tạo một hợp kim mới sở hữu nhiều tính chất tương tự palladium, kim loại quý hiện diện trong hàng loạt sản phẩm công nghệ cao. Thành tựu này được xem là bước tiến đáng chú ý trong lĩnh vực “giả kim hiện đại”, theo thông tin được báo Yomiuri Shimbun đăng tải. Công trình do Giáo sư Hiroshi Kitagawa cùng nhóm nghiên cứu tại Đại học Kyoto thực hiện, tập trung vào khả năng kết hợp những nguyên tố vốn rất khó hòa trộn.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ nano để kết hợp rhodium và bạc, hai kim loại thường không trộn lẫn ổn định trong điều kiện thông thường. Nhờ kiểm soát vật chất ở quy mô cực nhỏ, các nhà khoa học tạo được một hợp chất mới với cấu trúc ổn định đến từng nguyên tử. Kết quả này mở ra hướng tiếp cận khác cho việc tạo vật liệu thay thế những kim loại quý đang có nguồn cung hạn chế.
Palladium vốn được sử dụng trong các bộ chuyển hóa xúc tác, thiết bị giúp giảm lượng khí thải gây ô nhiễm phát ra từ xe hơi. Kim loại này cũng xuất hiện trong nhiều sản phẩm quen thuộc hơn, gồm máy tính, điện thoại di động, tivi màn hình phẳng và các dụng cụ nha khoa. Vì có đặc tính phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật, palladium giữ vai trò quan trọng trong chuỗi sản xuất công nghệ hiện đại.
Giống bạc và platinum, palladium thuộc nhóm kim loại trắng có giá trị cao, trong khi trữ lượng và khu vực phân bố tự nhiên của nó tương đối giới hạn. Nguồn palladium chủ yếu tập trung tại Nam Phi và Nga, khiến giá thành dễ chịu tác động khi hoạt động khai thác hoặc cung ứng thay đổi. Một vật liệu mới có tính chất tương tự vì thế có thể giúp các ngành công nghiệp giảm sự phụ thuộc vào nguồn palladium tự nhiên.
Palladium còn được sử dụng trong quá trình sản xuất pin nhiên liệu, công nghệ hướng tới việc tạo ra nguồn năng lượng sạch và có thể tái tạo. Nhu cầu đối với những hệ thống năng lượng như vậy có thể khiến vai trò của palladium tiếp tục được quan tâm trong tương lai. Hợp kim do nhóm Đại học Kyoto chế tạo chưa được mô tả như sản phẩm thay thế hoàn chỉnh, nhưng cho thấy tiềm năng đáng kể về mặt vật liệu.
Để tạo hợp kim mới, các nhà nghiên cứu trước hết dùng công nghệ nano phun rhodium và bạc vào một quy trình xử lý được kiểm soát chặt chẽ. Hai kim loại sau đó được trộn dần với rượu nóng, môi trường hỗ trợ quá trình kết hợp mà phương pháp thông thường khó thực hiện. Cách làm này giúp rhodium và bạc phân bố ổn định ở cấp độ nguyên tử, thay vì tách thành những vùng riêng biệt.
Điểm đặc biệt của công trình nằm ở việc biến hai kim loại vốn không dễ hòa quyện thành vật liệu có đặc điểm gần palladium. Công nghệ nano cho phép các nhà khoa học thao tác với những thành phần nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước vật liệu trong các quy trình thông thường. Khi kiểm soát được cấu trúc nguyên tử, nhóm nghiên cứu có thể tạo ra những tính chất mới từ các nguyên tố quen thuộc.
Giáo sư Hiroshi Kitagawa hy vọng phương pháp này sẽ giúp nhóm tiếp tục chế tạo thêm nhiều hợp kim khác trong thời gian tới. Mục tiêu rộng hơn là khai thác công nghệ nano để tạo vật liệu hữu ích, đặc biệt trong những lĩnh vực cần kim loại quý hoặc nguồn nguyên liệu khan hiếm. Thành công với rhodium và bạc vì vậy được xem như nền tảng cho những thử nghiệm tiếp theo trong ngành khoa học vật liệu.
