Siêu chất dẻo dẫn điện

Những khối chất dẻo cỡ nanomét tạo thành cấu trúc phân tử bền vững.

Những khối lập phương bằng chất dẻo kích cỡ nanomét (một phần triệu milimét) được xếp lại với nhau như những viên gạch. Chúng tạo thành một cấu trúc phân tử bền vững với những tính chất vật lý hấp dẫn như phản quang và dẫn điện.

Các loại chất dẻo phổ biến - từ polyethylene mềm tới polystyrene cứng - đều có cấu trúc phân tử dạng chuỗi. Vì thế, chúng rất dễ biến dạng trước nhiệt độ cao hoặc lực nén. Mặt khác, do các chuỗi xoắn xít lại, không để điện tử đi qua, nên chất dẻo nói chung không có khả năng dẫn điện.

Nay, Richard Laine và cộng sự thuộc ĐH Michigan ở Ann Arbor (Mỹ) đã thay thế cấu trúc phân tử dạng chuỗi bằng dạng khối. Ban đầu, chất dẻo có thành phần chủ yếu là silicon và ôxy nguyên tử. Các khối lập phương được nối với nhau bằng những phân tử silicon hình chuỗi bám vào 8 góc, tạo thành chất dẻo dạng tinh thể, tương tự như thủy tinh.

Tuy nhiên khi thử nghiệm ở nhiệt độ cao, những chuỗi này bị kéo dãn, khiến cấu trúc bị xô lệch. Laine đã giải quyết vấn đề này bằng cách thay các phân tử silicon hình chuỗi bằng các phân tử benzene cứng. Kết quả, vật liệu có cấu trúc ổn định hơn nhiều.

Một khối chất dẻo loại này có thể chịu được nhiệt độ trên 500 độ C. Với việc cho các phân tử benzene vào trong cấu trúc, các nhà nghiên cứu đã tạo ra khả năng dẫn điện cho vật liệu. Tương lai, chất dẻo nano sẽ được ứng dụng để chế tạo các điốt phát sáng, dùng cho màn hình hoặc các bộ cảm biến.  

Minh Hy (theo Nature)