Tiềm năng của graphene đã thực sự được khai phá hay chỉ là kỳ vọng 20 năm?

Tiềm năng của graphene từng được giới khoa học mô tả như “vật liệu sẽ thay đổi thế giới”. Từ khi được phát hiện năm 2004, graphene đã gây bùng nổ kỳ vọng vì có độ bền cao hơn thép, dẫn điện tốt hơn đồng, nhẹ, mỏng và linh hoạt. Tuy nhiên, trong gần hai thập kỷ đầu tiên, graphene vẫn chủ yếu tồn tại trong phòng thí nghiệm. Ngày nay, tiềm năng của graphene cuối cùng đang bắt đầu bước ra ngoài đời thực.

Graphene và bước ngoặt thương mại hóa

Sau giai đoạn dài phát triển chậm, nhiều doanh nghiệp công nghệ đã bắt đầu ứng dụng graphene vào sản xuất. Skeleton Technologies là một trong những công ty tiên phong khi tận dụng tiềm năng của graphene để phát triển siêu tụ điện và pin lai – nằm giữa pin truyền thống và siêu tụ điện. Những thiết bị này có tốc độ sạc nhanh, tuổi thọ cao và mật độ năng lượng vượt trội.

Đặc biệt, họ phát triển một dạng graphene cong (curved graphene) với cấu trúc gấp nếp như khoai tây lát gợn sóng. Hình học đặc biệt này làm tăng đáng kể diện tích bề mặt hữu dụng, từ đó giúp thiết bị lưu trữ năng lượng đạt công suất cao hơn và bền hơn nhiều so với vật liệu carbon hoạt tính truyền thống.

Tiềm năng của graphene trong ngành cảm biến điện tử

Một trong những lĩnh vực đang khai thác mạnh tiềm năng của graphene là cảm biến điện tử. Công ty Paragraph tại Anh đã phát triển thành công cảm biến điện tử dựa trên graphene bằng quy trình bán dẫn tiêu chuẩn. Điều này cho phép sản xuất hàng loạt, giảm giá thành và đưa graphene vào các thiết bị thương mại.

Graphene có độ dẫn điện cao, bền, mỏng và có thể điều chỉnh tính chất quang học theo mục đích sử dụng. Nhờ đó, tiềm năng của graphene trong cảm biến y tế, môi trường, an ninh và công nghiệp là cực kỳ lớn.

Graphene và cuộc cách mạng bê tông xanh

Một ứng dụng gây bất ngờ lớn của tiềm năng của graphene là trong xây dựng. Trung tâm Đổi mới Kỹ thuật Graphene tại Đại học Manchester đã phát triển loại bê tông tăng cường graphene, gọi là “concretene”. Việc bổ sung graphene giúp loại bỏ clinker – thành phần gây phát thải tới 7% lượng CO₂ toàn cầu trong ngành xi măng.

Concretene đã được ứng dụng thực tế trong các vỉa hè và nhà máy xử lý nước thải tại Anh. Điều này chứng minh rằng tiềm năng của graphene không chỉ nằm ở công nghệ cao mà còn có thể góp phần giải quyết vấn đề môi trường toàn cầu.

Graphene có thực sự đang thay đổi thế giới?

Sau 20 năm, tiềm năng của graphene đang dần được hiện thực hóa. Tuy chưa tạo ra một “cuộc cách mạng tức thì”, nhưng graphene đang âm thầm trở thành nền tảng cho pin thế hệ mới, cảm biến thông minh và vật liệu xây dựng bền vững.

Trong bối cảnh thế giới chuyển hướng sang công nghệ xanh, giảm phát thải và tối ưu hiệu suất năng lượng, graphene có thể chính là vật liệu chiến lược của tương lai.

Kết luận

Tiềm năng của graphene không còn chỉ là lời hứa trên giấy. Nó đang từng bước đi vào đời sống, trở thành nền móng cho các ngành công nghiệp xanh và công nghệ cao trong thập kỷ tới.

Bạn có thể đọc thêm các bài phân tích công nghệ tại tretoday.com và tìm cộng đồng trao đổi mua bán thiết bị công nghệ tại raovathouston.com.