Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 16/04/2014 19:24 (GMT+7)

Phương pháp tổng hợp graphen mới sử dụng chất thải nông nghiệp

Sử dụng các phương pháp này có thể sản xuất khối lượng lớn graphen với kích cỡ lớn và chất lượng cao. Tuy nhiên, tất cả các phương pháp này đều có những nhược nhiểm như: quy trình CVD rất phức tạp, yêu cầu nhiệt độ cao và chất nền đắt tiền làm cho nó không phù hợp với sản xuất khối lượng lớn; phương pháp mọc epitaxy tạo graphen với kích cỡ của miếng đế cacbua silic có giá thành cao và quy trình yêu cầu nhiệt độ cao hơn 1500 oC; tách lớp hay khử hóa học oxide graphite có thể sản xuất ra graphen với quy mô mở rộng, mặc dù việc sử dụng các hóa chất độc hại cũng như những yêu cầu phức tạp làm cho quy trình trở nên khó thực hiện nếu muốn mở rộng quy mô.

 Trong một công trình nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu giờ đây đã đưa ra một phương pháp thay thế chế tạo graphen từ vỏ trấu. Công trình nghiên cứu sử dụng một thiết bị tổng hợp thông thường và nguồn chất thải nông nghiệp phong phú, cho thấy vật liệu graphen chi phí thấp giờ đây đã có thể tổng hợp dễ dàng và rẻ với quy mô công nghiệp.

 Sản lượng lúa gạo toàn cầu hàng năm đạt gần 700 trăm triệu tấn, và phần phế liệu từ trấu - lớp vỏ bọc bảo vệ bên ngoài hạt gạo chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt, tức là bằng khoảng 120 triệu tấn một năm - đây có thể là một nguồn nguyên liệu lớn để sản xuất graphen.

 Do rất dư thừa nên vỏ trấu đã được chú ý đến như một loại nguyên liệu ban đầu trong sản xuất các vật liệu giá trị gia tăng cao như dioxide silic và cacbon xốp. Vỏ trấu còn được sử dụng để sản xuất silic với cấu trúc nano xốp lý tưởng dùng cho anôt pin ion liti hiệu suất cao.

 “Trong công trình nghiên cứu, chúng tôi thực hiện khả năng tổng hợp graphen kết tinh với phạm vi kích cỡ nano theo một phương pháp nhanh, ổn định, hiệu quả chi phí và có thể mở rộng quy mô, bằng cách dùng kali hydroxit để kích hoạt chất thải nông nghiệp như tro trấu” - Hiroyuki Muramatsu, PGS khoa Kỹ thuật đại học Shinshu Nhật Bản và cũng là người phụ trách công trình nghiên cứu cho biết. Cùng tham gia nhóm nghiên cứu còn có Yoong Ahm Kim, Phó Giáo sư khoa học và vật liệu polime Đại học quốc gia Chonnam.

 Mặc dù sản xuất than hoạt tính từ vỏ trấu đã có một truyền thống khá lâu, nhưng đây là lần đầu tiên cấu trúc graphen được quan sát thấy trong than hoạt tính chế tạo từ vỏ trấu. Các nhà nghiên cứu đã nhận ra sự xuất hiện những cấu trúc gờ có độ kết tinh cao và thuần nhất nguyên tử trong vật liệu tổng hợp, mặc dù mẫu graphen được lấy ở môi trường nhiệt độ thấp (850 oC). Graphen tinh thể kích cỡ nano thể hiện cấu trúc đơn hoặc đa lớp với các cạnh thuần nhất, trong khi graphen gấp nếp (corrugated graphen) bao gồm các miền kích cỡ vài nanomet (200-300 nguyên tử cacbon) cho thấy các ranh giới thớ rõ ràng.

 Theo các nhà nghiên cứu cho biết, sự hiện diện của các gờ cạnh ổn định và thuần nhất có thể chứa đựng những đặc tính lý hóa khác thường, điều này làm cho nó trở thành loại vật liệu đáng chú ý trong chế tạo các thiết bị tích trữ và chuyển hóa năng lượng hiệu suất cao, như các siêu tụ điện và lưu trữ hydro, màng lọc nước thế hệ tiếp theo và các vật liệu nano composit khác.

 Theo các nhà nghiên cứu cho biết, vẫn còn một số vấn đề cần giải quyết. Thứ nhất, các quy trình sử dụng (canxi hóa và xử lý KOH) gây khó khăn trong việc đánh giá chi tiết cơ chế hình thành graphen với cấu trúc độc đáo của nó. Thứ hai, quy trình sản xuất cần đến xử lý kali hydrovit để tổng hợp graphen, nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm giải pháp kích hoạt thay thế không cần sử dụng các hợp chất có tính kiềm mạnh.

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Liên hiệp Hội Thành phố Hồ Chí Minh và 7 giải pháp phát huy vai trò trí thức
Tư vấn, phản biện và giám định xã hội của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh là một hoạt động quan trọng nhằm phát huy trí tuệ, kinh nghiệm và trách nhiệm xã hội của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong quá trình hoạch định chính sách, quy hoạch và triển khai các chương trình, dự án phát triển.
Đề xuất giải pháp tăng cường vai trò kết nối của VUSTA với các Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện
Ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức hội thảo đề xuất các giải pháp đổi mới cơ chế phối hợp, phát huy tối đa tiềm năng của mạng lưới 92 Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện; khẳng định quyết tâm nâng tầm vai trò cầu nối của VUSTA, biến trí tuệ đội ngũ trí thức KH&CN thành những luận cứ khoa học tin cậy phục vụ các quyết sách của Đảng, Nhà nước và MTTQ.
Đưa tri thức số về bản, giúp người dân làm chủ công nghệ
Phổ biến kiến thức khoa học, kỹ thuật chỉ thực sự phát huy giá trị khi người dân có thể vận dụng vào đời sống. Từ hoạt động giảng dạy của chuyên gia Hội Mã số Mã vạch Việt Nam trong chương trình tập huấn “Người bản số” tại Lào Cai, có thể thấy rõ cách tiếp cận lấy kỹ năng thực hành, khả năng tự chủ và an toàn trên môi trường số làm trọng tâm.
VUSTA tập huấn nâng cao kiến thức, kỹ năng phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ tại cơ sở
Nhằm nâng cao nhận thức, trách nhiệm và kỹ năng xử lý tình huống cháy, nổ cho cán bộ, nhân viên làm việc tại tòa nhà, ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức tập huấn công tác phòng cháy, chữa cháy và cứu hộ, cứu nạn. Chương trình kết hợp phổ biến quy định pháp luật với hướng dẫn kỹ năng thực hành, góp phần chủ động phòng ngừa và hạn chế thiệt hại khi có sự cố xảy ra.
Phát huy vai trò cầu nối của Liên hiệp Hội Việt Nam trong hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội
Tăng cường kết nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ với các cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam là yêu cầu quan trọng nhằm nâng cao chất lượng hoạt động tư vấn, phản biện, góp phần hoàn thiện chính sách và thúc đẩy phát triển đất nước.
Đắk Lắk: Từ chính sách đãi ngộ đến yêu cầu sử dụng hiệu quả nguồn nhân lực chất lượng cao
Việc HĐND tỉnh Đắk Lắk thông qua Nghị quyết quy định chính sách thu hút, hỗ trợ đào tạo phát triển nguồn nhân lực giai đoạn 2026- 2031 thể hiện sự đồng thuận cao đối với yêu cầu nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, tạo nền tảng cho phát triển trong giai đoạn mới. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để chính sách đi vào cuộc sống, thu hút được người có năng lực và tạo môi trường để trí thức cống hiến.