Theo nghiên cứu được công bố vào ngày 26/10/2022 trên Tạp chí Nature, các nhà khoa học tại Trường Đại học Chicago (Mỹ) đã phát hiện cách tạo ra một vật liệu có thể giống như nhựa, nhưng lại có khả năng dẫn điện tương tự kim loại  do sở hữu những mảnh phân tử lộn xộn.

Nhóm các nhà khoa học cho biết, các kim loại có tính dẫn điện tốt như: Đồng, vàng, nhôm đầu có tính linh hoạt và dễ gia công, tuy nhiên, chúng đều không ổn định và dễ mất độ dẫn điện nếu tiếp xúc với độ ẩm hoặc nhiệt độ quá cao.

Điểm mấu chốt được nhận định giúp tạo nên tính dẫn điện tốt của các kim loại này là chúng đều được tạo thành từ các hàng nguyên từ hoặc phân tử thẳng hàng, xếp khít nhau, cho phép electron có thể dễ dàng di chuyển qua vật liệu.

Tuy nhiên, ở loại vật liệu mới, nhóm khoa học đã tạo nên điều đi ngược lại hoàn toàn các định luật Vật lý, nhóm các nhà khoa học trong quá trình nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm một số vật liệu được phát hiện từ nhiều năm trước.

Cụ thể, họ đã sắp xếp các nguyên tử Niken giống như ngọc trai thành một chuỗi hạt phân tử làm từ cacbon và lưu huỳnh. Nhờ vào đó, họ đã thành công tạo nên một loại vật liệu có tính dẫn điện cao, đồng thời có tính ổn định cao.

Điều đáng chú ý nhất là cấu trúc phân tử của vật liệu đã bị rối loạn. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm hiểu cách vật liệu có thể dẫn điện. Sau các thử nghiệm, mô phỏng và nghiên cứu lý thuyết, họ cho rằng, vật liệu này tạo thành các lớp. Ngay cả khi các lớp lộn xộn, electron vẫn có thể di chuyển theo chiều ngang hoặc dọc, miễn là chạm vào nhau.

Các nhà khoa học cho biết, khám phá này gợi ý một nguyên tắc thiết kế mới về cơ bản cho công nghệ điện tử. Vật liệu mới có thể được tạo ra ở nhiệt độ phòng. Nó cũng có thể được sử dụng khi nhu cầu về một thiết bị hoặc các mảnh của thiết bị cần phải chịu nhiệt, axit hoặc kiềm, hay độ ẩm cao.

Nhóm cũng đang khám phá các dạng và chức năng khác nhau mà vật liệu có thể tạo ra. “Chúng tôi nghĩ rằng có thể mô phỏng vật liệu dưới dạng 2D hoặc 3D. Hoặc thậm chí giới thiệu các chức năng khác, bằng cách thêm những trình liên kết hoặc nút khác nhau”, nhóm nghiên cứu cho biết.

Hải An