Một nhóm các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusett (MIT) đã khám phá ra một hiện tượng chưa từng được biết có thể gây ra những sóng năng lượng mạnh bắn qua các dây nhỏ bé là các ống nano cácbon. Các nhà nghiên cứu nói rằng khám phá này có thể dẫn tới một cách thức mới để sản xuất điện.
Hiện tượng này, được mô tả là các
sóng nhiệt năng, “mở ra một phạm vi mới trong nghiên cứu năng lượng”, Michael
Strano, Giáo sư Kỹ thuật Hóa học của MIT phát biểu. Ông cũng là tác giả của bài
báo giới thiệu những phát hiện mới này đăng trên Tạp chí Nature Materials.
Giống như những đám rác bị
xô đẩy theo mặt nước bởi những con sóng trên biển, loại sóng nhiệt – xung nhiệt
chuyển động - chạy theo dây dẫn cực nhỏ có thể đẩy các điện tử đi theo, tạo ra
dòng điện.
Thành phần then chốt trong khám
phá này là các ống nano cacbon. Trong những thí nghiệm này, mỗi ống nano dẫn
nhiệt và điện được phủ một lớp nhiên liệu phản ứng cao có thể sinh nhiệt qua
quá trình phân hủy. Nhiên liệu này sau đó được kích hoạt ở một đầu ống nano
bằng tia lade hoặc tia lửa điện cao áp, và kết quả là sinh ra một sóng nhiệt di
chuyển nhanh chạy dọc theo chiều dài của ống nano cácbon. Nhiệt từ nhiên liệu
đi vào ống nano có thể truyền nhanh hơn hàng nghìn lần so với bản thân nhiên
liệu. Khi nhiệt nạp trở lại lớp nhiên liệu phủ ống, sóng nhiệt được tạo ra chạy
dọc theo ống nano. Với nhiệt độ khoảng 3000K, vòng nhiệt này tỏa ra dọc theo
ống nano nhanh gấp 10.000 lần so với tốc độ tỏa bình thường của phản ứng hóa
học này. Nhiệt được sinh ra nhờ sự cháy đồng thời đẩy các điện tử dọc
theo ống nano, tạo ra dòng điện đáng kể.
Sau khi được tiếp triển khai hệ
thống của nhóm nghiên cứu đã tạo ra lượng điện, theo tỷ lệ với trọng lượng, cao
hơn khoảng 100 lần so với một trọng lượng tương đương của pin ion lithium.
Do đây là khám phá mới, Michael
Strano nói rằng vẫn chưa thể dự báo chính xác những ứng dụng thực tế của nó.
Nhưng ông cho rằng một trong những khả năng ứng dụng là nó sẽ cho phép chế tạo
những loại thiết bị điện tử siêu nhỏ mới – thí dụ như những thiết bị cảm biến
chỉ nhỏ bằng hạt gạo hay thiết bị điều trị có thể đưa vào trong cơ thể người,
hoặc có thể cảm biến môi trường lan tỏa như bụi trong không khí.