Gần đây, một công trình nghiên cứu về khoa học vật liệu của Hàn Quốc vừa được đăng trên tạp chí Scientific Reports. Điều đặc biệt là trong nghiên cứu này có sự tham gia của 1 nghiên cứu sinh Việt Nam, và nhóm nghiên cứu có sử dụng thiết bị đo khuếch tán nhiệt bằng phương pháp laser chớp (Laser Flash Diffusivity Analyzer) của TA instruments.
Công trình nghiên cứu về sử dụng Graphen oxit dạng khử (Reduced Graphene Oxide, RGO) để cải tiến đặc tính nhiệt điện của vật liệu Stronti Titan oxit (Strontium titanium oxide, SrTiO3 hay STO). Trong những năm gần đây, STO đang hấp dẫn rất nhiều nhà nghiên cứu về vật liệu bởi chúng có đặc tính giá trị hệ số Seebeck lớn. Tuy nhiên, nhược điểm của STO là chúng có hệ số dẫn nhiệt cấu trúc mạng (lattice thermal conductivity) cao. Do đó, các nhà khoa học đang tìm cách để vừa tăng hệ số dẫn điện nhưng lại giảm hệ số dẫn nhiệt của vật liệu này. Và các nhà nghiên cứu ở Viện vật liệu Hàn Quốc đã tìm ra phương pháp sử dụng Graphen oxit dạng khử để giải quyết bài toán này (Hình 1). Hơn nữa, phương pháp này còn có thể được ứng dụng để cải thiện đặc tính nhiệt điện của rất nhiều vật liệu khác nữa.
Hình 1. Sơ đồ minh họa phương pháp bọc hạt STO với RGO, ngăn cản sự thăng hoa của Stronti và đẩy oxy ra.
Hình 2. Độ dẫn nhiệt toàn phần (a) và độ dẫn nhiệt do cấu trúc mạng (b) của vật liệu STO-RGO cùng với hình minh họa thành phần RGO trong ma trận STO (c-e).
Thiết bị đo khuếch tán nhiệt bằng phương pháp laser chớp (Laser Flash Diffusivity Analyzer) của TA instruments đã góp một phần không nhỏ trong nghiên cứu trên. Cụ thể là, mọi phép đo về độ truyền dẫn nhiệt đều được thực hiện bởi model DLF-1300 (Hình 2), qua đó tối ưu hóa thành phần RGO được sử dụng để cải thiện đặc tính nhiệt điện của vật liệu STO.
Thiết bị đo khuếch tán nhiệt bằng phương pháp laser chớp (Laser Flash Diffusivity Analyzer) của TA instruments mang ưu điểm về độ nhay, độc chính xác và độ chụm mà các thiết bị khác không thể sánh kịp. Cùng với khả năng phân tích nhiều mẫu cùng lúc cũng như phổ nhiệt độ hoạt động lên đến hàng nghìn độ oC, thiết bị của TA instruments được các nhà khoa học hàng đầu thế giới luôn tin dùng.
Link bài báo gốc:
Rahman, J.U., Du, N.V., Nam, W.H. et al. Grain Boundary Interfaces Controlled by Reduced Graphene Oxide in Nonstoichiometric SrTiO3-δ Thermoelectrics. Sci Rep 9, 8624 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-45162-7
Vũ Sỹ
Đội ngũ chuyên gia của Thăng Long sẵn sàn hỗ trợ bạn lựa chọn giải pháp phù hợp
Sự ngưng tụ hơi nước trong các cấu trúc hình học bị giới hạn, hay còn gọi là sự ngưng tụ mao dẫn, là một hiện tượng cơ bản với những hệ quả sâu rộng. Mặc dù các lỗ ưa nước cho phép hình thành chất lỏng từ hơi chưa bão hòa mà không cần cung cấp năng lượng, chất ngưng tụ thường bị kẹt lại trong các cấu trúc này, làm hạn chế tính ứng dụng thực tiễn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát việc sử dụng các màng hạt nano thâm nhập polyme có cấu trúc lỗ nano lưỡng tính (nanoporous polymer- infiltrated nanoparticle films), có khả năng ngưng tụ và giải phóng nước lỏng trong điều kiện đẳng nhiệt và chưa bão hòa. Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ polyme và kích thước hạt nano, chúng tôi tối ưu hóa quá trình ngưng tụ và hình thành giọt nước. Khi áp suất hơi tăng, các khoảng trống được lấp đầy bởi chất ngưng tụ, sau đó chúng tiết ra bề mặt dưới dạng các giọt nước vi kích thước micro. Hiện tượng này hình thành từ sự cân bằng giữa tính kỵ nước của polyme và tính mao dẫn, cho thấy cách thức các cấu trúc nano lưỡng tính có thể thúc đẩy quá trình thu hồi nước khả thi. Những phát hiện của chúng tôi cung cấp các định hướng thiết kế cho những loại vật liệu hỗ trợ thu nước tiết kiệm năng lượng và quản lý nhiệt mà không cần nguồn năng lượng từ bên ngoài.
