Vật liệu mỏng nhất thế giới giúp tăng tốc Internet

Graphene, vật liệu mỏng nhất thế giới, đang mở ra hướng mới giúp các “đường ống” Internet xử lý lượng dữ liệu lớn hơn nhiều so với hiện nay. Hai nhà khoa học người Anh, Andre Geim và Kostya Novoselov, đề xuất cách khai thác vật liệu này trong các thiết bị truyền thông quang học. Công trình mới có thể tạo bước tiến đáng chú ý cho việc thu nhận ánh sáng, chuyển đổi ánh sáng thành điện năng và tăng tốc độ truyền thông. Hai giáo sư thuộc Đại học Manchester từng nhận giải Nobel Vật lý năm 2010 nhờ những nghiên cứu quan trọng về graphene. Trong công trình công bố trên tạp chí Nature Communications, họ kết hợp vật liệu nền carbon này với các cấu trúc nano bằng kim loại. Sự kết hợp tạo nên những bộ tách sóng quang có khả năng xử lý lượng ánh sáng lớn hơn đáng kể so với nhiều thiết bị truyền thống. Bộ tách sóng quang giữ vai trò tiếp nhận tín hiệu ánh sáng trong hệ thống truyền thông quang học, sau đó chuyển tín hiệu thành dạng điện để thiết bị tiếp tục xử lý. Khi lượng ánh sáng được thu nhận và chuyển đổi hiệu quả hơn, hệ thống có thể truyền tải nhiều thông tin hơn trong cùng khoảng thời gian. Đây là lý do graphene được xem như vật liệu tiềm năng cho hạ tầng Internet tốc độ cao trong tương lai. Theo các nhà nghiên cứu, tiến bộ trong khả năng thu nhận ánh sáng của graphene và chuyển đổi ánh sáng thành năng lượng điện có thể tạo ra thay đổi rất lớn. Tốc độ truyền thông khi đó có khả năng nhanh hơn hàng chục, thậm chí hàng trăm lần so với tốc độ phổ biến ngày nay. Con số này cho thấy một lớp vật liệu cực kỳ mỏng vẫn có thể tác động mạnh đến những hệ thống truyền dữ liệu quy mô toàn cầu. Graphene được chú ý vì sở hữu nhiều đặc tính vật lý đặc biệt, đồng thời có thể tích hợp vào những cấu trúc nhỏ phục vụ thiết bị điện tử và quang học. Công nghệ sản xuất graphene cũng đang trưởng thành từng ngày, mở rộng cả cách vật liệu được kích thích lẫn khả năng triển khai trong sản phẩm thực tế. Những tiến bộ đó giúp khoảng cách giữa nghiên cứu phòng thí nghiệm và ứng dụng thương mại ngày càng thu hẹp. Kostya Novoselov nhận định nhiều công ty điện tử hàng đầu đã bắt đầu xem xét graphene cho các thiết bị thế hệ tiếp theo. Ông cho rằng công trình mới tiếp tục làm tăng cơ hội ứng dụng của vật liệu này trong nhiều lĩnh vực công nghệ. Nhận định ấy phản ánh kỳ vọng ngày càng lớn dành cho graphene, dù việc đưa vật liệu vào sản phẩm phổ biến vẫn cần thêm thời gian và đầu tư. Nghiên cứu có sự hợp tác giữa các nhà khoa học thuộc Đại học Manchester và Đại học Cambridge, hai trung tâm học thuật hàng đầu của Anh. Sự phối hợp này kết nối chuyên môn về graphene với năng lực nghiên cứu các cấu trúc nano kim loại và truyền thông quang học. Kết quả cho thấy những đột phá vật liệu thường phát huy giá trị rõ nhất khi được phát triển cùng công nghệ thiết bị phù hợp. Nhiều nhà sản xuất công nghệ lớn, trong đó có IBM, đã đầu tư mạnh vào các công nghệ dựa trên graphene. Đầu mùa Hè cùng năm, IBM khẳng định đã xây dựng mạch tích hợp đầu tiên dựa trên graphene, đánh dấu một bước tiến đáng chú ý. Trước đó, đầu năm, hãng trình diễn transistor graphene 155GHz, được giới thiệu là transistor nhanh nhất của IBM, củng cố kỳ vọng về tương lai truyền thông siêu tốc.