Relative Content

Tag Archive for kim cương

Hiệu ứng lượng tử ở kim cương

Các nhà nghiên cứu Viện Physikalisches thuộc trường đại học Stuttgart đã tạo ra được entangled quantum states (tạm dịch: trạng thái rối lượng tử) ở kim cương, nghĩa là cuối cùng cũng có viên kim cương mà con người quan tâm – viên kim cương mà một ngày nào đó có thể ở bên trong một máy tính lượng tử làm việc ở nhiệt độ phòng, một kỳ công cho đến giờ được xem là không thể đối với các vật liệu khác. 

Trong khi các nhà vật lý từ lâu miêu tả thế giới nguyên tử bằng cơ học lượng tử thì một trong những tính chất lạ lùng nhất của nó, và tính chất mà không thể miêu tả một cách dễ dàng, cho phép sự nối kết của hai vật thể mà không có bất cứ sự tương tác nào đáng chú ý trong một khoảng cách.

Einstein gọi đây là “tương tác lạ lùng”

Một trong những thí nghiệm ấn tượng nhất dựa trên tính chất rối bất thường này là quantum teleportation (dịch chuyển lượng tử), trong đó các tính chất của một vật thể lượng tử được chuyển sang một vật thể khác ở một vị trí cách xa.

Nhưng hiệu ứng này thì rất nhạy cảm với bất cứ sự nhiễu nào nên các nhà vật lý phải làm việc dưới những điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ gần với không độ tuyệt đối để làm “dính nối” các vật thể lượng tử.

Khoa học tạo ra những viên kim cương lớn hơn và chất lượng hơn

Nếu bạn nghĩ rằng viên đá gắn trên chiếc nhẫn thật lớn và lộng lẫy thì những viên kim cương được xử lý trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp mới sẽ làm bạn choáng ngợp.

Kim cương, dạng cacbon tinh khiết đặc biệt, được sử dụng tất nhiên không phải chỉ để làm đồ trang sức thêm lấp lánh. Nó còn được sử dụng để chế tạo dao mổ, bộ phận điện tử và thậm chí là máy tính lượng tử.

Nhưng các đặc tính hoàn hảo đối với các ứng dụng của kim cương – như độ cứng (kim cương là khoáng chất cứng nhất trong tự nhiên), độ trong quang học cũng như khả năng chịu đựng các hóa chất, phóng xạ và điện trường – khiến nó trở thành vật chất rất khó nghiên cứu cũng như ứng dụng.

Các khiếm khuyết của kim cương có thể bị loại bỏ bằng quá trình làm nóng có tên nhiệt luyện, nhưng quá trình này có thể biến kim cương thành than chì, một dạng khác hay còn gọi là dạng thù hình của cácbon rất mềm, có màu xám được sử dụng làm ruột chì.

Để tránh quá trình than chì hóa, phương pháp xử lý kim cương trước đây đòi hỏi duy trì áp suất cao (khoảng 60.000 lần áp suất trong khí quyển, tương đương với áp suất của nước biển) trong quá trình nhiệt luyện, nhưng quá trình nhiệt luyện áp suất cao như thế cùng với nhiệt độ cao rất tốn kém đồng thời hạn chế kích cỡ cũng như lượng kim cương được xử lý.

Một nhóm các nhà khoa học thuộc Viện Carnegie tại Washington, D.C. mới đây đã tìm ra một phương thức để giải quyết vấn đề này nhằm tạo ra những viên kim cương lớn hơn và tốt hơn. 

Chế kim cương từ rượu

Các nhà khoa học ở Mexico vừa phát hiện ra một phương pháp tạo ra kim cương tổng hợp từ loại rượu tequila “quốc hồn quốc túy” của nước này.

Chạy thận bằng… kim cương

Kim cương có thể trở thành thiết bị lọc máu nhỏ gọn, an toàn cho bệnh nhân suy thận. Ảnh: New Scientist

Những màng kim cương cực mỏng được khoan những lỗ siêu nhỏ bằng tia laze có thể trở thành một thiết bị lọc thẩm tách nhiều ưu điểm để ghép cho bệnh nhân suy thận. 

Gần đây, nhà nghiên cứu Willian Fissel, Bệnh viện Cleveland, bang Ohio cùng các đồng nghiệp tại Trường ĐH Michigan (Hoa Kỳ) đang thử nghiệm một phương pháp cải tiến quan trọng là chế tạo thiết bị lọc bằng những màng kim cương, khoan các lỗ cực nhỏ.

Mỗi lớp màng kim cương chỉ cho các phân tử có kích thước nhất định đi qua. Một điện trường được duy trì để các phân tử protein có lích thước lớn hơn không bịt kín lỗ.

Nhờ vậy, thiết bị lọc này có hiệu quả hơn các màng thông thường trong việc lọc các phân tử có hại. Hơn nữa, Fissel cho biết “thiết bị lọc màng kim cương” có kích thước nhỏ đến mức nó có thể cấy vào cơ thể bệnh nhân và làm việc ở điều kiện huyết áp bình thường.

Bệnh suy thận là một bệnh là một bệnh nguy hiểm và phổ biến trên thế giới. Riêng ở Mỹ, có tới 400.000 người mắc bệnh này. Phương pháp gần như duy nhất hiện nay là “chạy thận nhân tạo”, nhờ một thiết bị hoạt động trên nguyên tắc thẩm tách để loại bỏ các chất có hại trước khi đi vào máu, nhưng hoàn toàn không phải là giải pháp lý tưởng.

“Chạy thận nhân tạo” có thiết bị cồng kềnh, chi phí cao, chỉ loại trừ được các hoá chất mà không “đụng được” đến các phân tử sinh học. Loại hiện đại nhất cũng chỉ loại bỏ được các protein có kích thước trung bình như beta2-microglobulin độc hại do hệ thống miễn dịch sản sinh ra. Những protein lớn hơn sẽ bịt kín màng lọc.

Cuộc cách mạng về kim cương đáng kinh ngạc ở Nga

Các nhà khoa học Nga đã học được cách chế tạo những màng kim cương siêu mỏng. Trên cơ sở của những cấu trúc nano carbon ấy sẽ sản sinh ra một thế hệ điện tử mới đáng tin cậy hơn và bền hơn nhiều.