Hiện tượng vật lý mới tạo đột phá lớn Graphen là một dạng đồng hình bất thường của cacbon, gồm một lớp nguyên tử và càng ngày người ta càng phát hiện ra những tính chất mới đầy bất ngờ của vật liệu kỳ diệu đã mang lại cho hai nhà vật lý gốc Nga giải Nobel này. TrênTạp chí Science số mới, một nhóm các nhà khoa học Mỹ từ nhiều Viện nghiêncứu khác nhaudướisự chủ trì của Michael Krommi, Viện Vậtliệu học thuộc Phòng thínghiệm quốcgia Lawrence, đồngthời là giáosư Vật lý trườngĐại học Californiaở Berkeley đã công bố một công trìnhcó tiếng vang lớn tronggiới khoa học. Họ đã tạo ra một trườnggiả từ tính (pseudomagneticfield)có cường độ lớn hơn nhiều so với bất cứ từ trườngnào tạo ra được trongphòng thí nghiệmbằngcách kéo giãn mộtmàng mỏng graphen. Krommiviết: “Chúng tôi đã chứng minhbằng thực nghiệm rằng khikéo căng graphensẽ tạo ra nhữngbọt kíchthướcnano trên nền platin, trongcác bọt đó các electroncó tínhchất giống như chúng bị tác dụng của từ trường cảm ứng trên 300 Tesla trong khikhông hề có từ trườngnào. Đó làhiện tượngvậtlý hoàn toàn mới, chưa từng xảyra trongKhoa học cơ bản”. Kỷ lục hiện nayđể tạora một từ trườngvĩnh cửu trongphòngthí nghiệm bằng phươngpháptruyền thống là 85Tesla,cao hơn nữathì các thanhnamchâm sẽ bị phá huỷ. Còn trongtrườnghợp này, không cómột từ trường nào nhưng các electronvẫn “cư xử” giống như khi đặt chúng vàomột từ trường với mật độ từ thông cực kỳ lớn là hàngtrăm Tesla, nghĩa là lớn hơn từ trường củaTrái đất hàng chụctriệu lần. Chínhý tưởng tạo ramột trườnggiả từ tính bằngcách làm biến dạng graphen đã được các nhà vật lýlý thuyết đề cập đến cách đây khônglâu,ví dụ vào đầu năm 2010, nhà vậtlý Tây Ban NhaFranciscoGuinea,Viện vật liệu học Madridđã tiên đoán là khikéogiãn graphen theo ba hướng của tinhthể thì các electron trong đó sẽ “ứngxử” như khi được đặt trongmộttừ trường cựcmạnh. Nguyên nhân của hiện tượngnày là độ dài liên kết giữa cácnguyêntử bị thay đổi,do vậy giữachúng các electrontự docó thể chuyểnđộng dễ dàng. Guinea cũnglà một trong những tác giả của côngtrìnhnghiêncứu lầnnày. Trongvật lý cổ điển, cácelectronchuyển độngtrong từ trườngtheo nhữngquỹ đạo xiclotron (cyclotron orbit).Còn trong cơ học lượng tử,các quỹ đạo xiclotron được lượngtử hoá phân chia ra theonhững mức nănglượngphân tán (discrete energylevel) gọi là cácmức năng lượngLandau. Số lượng các electron ở các mức phụ thuộc vào cường độ của từ trường - từ trường càng mạnh thì các electron“len lỏi vào” càng nhiềuvà các electron ở mỗi mức cũngcàngnhiều. Chính điều nàycũng hìnhthànhkhi graphen biến dạng mà khôngcó một từ trường nào. Hiện tượng kỳ lạ nàyđược phát hiện gần như tình cờ khinghiên cứu lớp graphen trên đế platin nhờ kính hiểnvi đường hầm quét. Saukhi phát hiện rahiện tượng bất thườngcủa dòng điện trong graphen, Krommi đã chứng minh lý thuyếtcủa họ là một vấnđề khác hoàn toànvới lý thuyết của AntonioCastro-Neto, trườngĐại học Boston. Kính hiển vi cũngcho thấy sự xuất hiệnnhữngbọt nano(nanobubble)trên bề mặt graphen- sự biến dạng hình tamgiác có dạngnhững hìnhchóp kimtự tháp, chiều dài từ 4 đến 10nanomet. Sự phá huỷ mật độ của trạng thái electronliên quan đến những bọt này. Hiệuứng xảy raở nhiệt độ phòng. Công trình sẽ mở ranhiều triển vọng rộnglớn trongkhoa học và côngnghệ, hứa hẹn sẽ manglại nhiềulý thuyết mới cũng như nhiều phát minhtrong khoahọc cơ bản - tất cả đều dựa trên các tính chất rất độcđáocủa graphen. Ngoài Krommi,Guinea và Castro-Neto, các tácgiả của công trìnhlà Niv Levi, Sara Berk,Casey Miker, MelissaPanlasigvi vàAlex Zettle. Những điều cần biết về đèn cực tím UV ĐÈN CỰC TÍM (UV) Có cấu tạo gần giống như bóng đèn huỳnh quang thông dụng. Tuy nhiên, thay vì cho ánh sáng đi qua là tia cực tím (tia UV) Có mấy loại Tia cực tím (UV)? Có 3loại:UVA,UVB vàUVC. Tia cực tímlànhữngdao động trong phạm vi từ 10 nghìn đến 100 nghìn triệu triệu lần mỗi giây (tần số giữa 1015 và 1016 Hertz), nhanh hơn ánh sáng từ 1 nghìn đến 10 nghìn lần. Nhưng mọi tia đều bị yếu đi với khoảng cách giống như những vòng tròn mà một hòn đá gây ra trên bề mặt nước khi ta ném nóxuống nước. UVA với bước sóng từ 400 đến 315 nanomet là gần nhất với phạm vi con mắt ta trông thấy được (1 nanomet (nm) bằng 1 phần tỷ mét). Đó cũng là vùng có năng lượng yếu nhất. Ngược lại nó thâm nhập sâu nhất vào da và tham gia một phần làm cho da rám lại. UVB (315 đến 280 nm) còn dữ dội hơn UVA. Thâm nhập qua khí quyển, nó là tác nhân chính gây rám da, nhưng cũng là tác nhân gây ung thư da và bệnh đục thủy tinh thể. UVC (280 đến 100 nm) là mạnh nhất và do đó nguy hiểm nhất. Tất cả đều thâm nhập qua tầng ôzôn, nó không tới đượcTrái đất. Tại sao Tia cực tím lại cần thiết? UVB do da hấp thụ đã kéo theo việc tổng hợp vitamin D là chất cần thiết cho xương. Qua 1 giờ trên bãi biển cơ thể tổng hợp được lượng vitamin D cần thiết trong 1 tháng. UVA có tác dụng chữa trị bệnh vẩy nến, cũng giống như khi ta dùng đèn chiếu tia UVA. UVB và UVC khử khuẩn cho nước và các dụng cụ phẫu thuật. Đèn UV có thể được dùng để lọc sạch không khíở các hệ thống sưởiấm, thông gió và ở hệ thống điều hòanhiệt độ của cácphònglàm việc. Tại sao dùng ở liều lượng cao Tia cực tím lại độc hại? Các Tia cực tím đã làm trầm trọng thêm sự ônhiễm quang hóa tấn công vào các mô sống. Ai cũng biết thành phần của nó mà ai cũng biết là ôzôn (ở tầng khí quyển thấp) gây nghẹt thở và khôngcó mùi vị gì. Các tiaUVA và UVB gây cảm nắng. Về lâu dài những tácđộng của các tia này là làm suy yếu hệ miễn dịch do đó cơ thể chống đỡ kém với một số chủng virus. Virus bệnh herpes chẳng hạn đã hoạt động trở lại dưới ánh Mặt trời. Một nguy cơ khác nữa: gây những đột biến của các tế bào da hoặc các dạng ungthư. ỨNG DỤNG ĐÈN CỰC TÍM TRONG XỬ LÝ NƯỚC Nhờ khả năng tiêudiệtvikhuẩnmạnh mẽ,đènUVđượcứng dụngtrongviệc sử lýnướcuốngngaymàkhôngcầnđunsôi. Cácthiết bị lọc nướcthế hệ cũ thường được trang bị đèn cực tím. Hệ thống này có ba lõi lọc làm sạch nước sau đó bố trí đèn cựctím phía sau cùng để xử lý khuẩn. Tuy nhiên, hệ thống này có khá nhiều nhược điểm - Tốc độ dòng chảy quá nhanhcó thể chưa hoàn toàn tiêu diệthết vikhuẩn. - Diệt khuẩn, nhưng không loại trừ xác vi khuẩn được (Nước để sau nhiều ngày vẫn bị thiu do vi khuẩn mới xâmnhập ăn xác vikhuẩncũ) - Đèn cực tímkhá đắt và hay vỡ . Hiện tượng vật lý mới tạo đột phá lớn Graphen là một dạng đồng hình bất thường của cacbon, gồm một lớp nguyên tử và càng ngày người ta càng phát hiện ra những tính chất mới đầy bất ngờ của vật. có từ trườngnào. Đó l hiện tượngvậtlý hoàn toàn mới, chưa từng xảyra trongKhoa học cơ bản”. Kỷ lục hiện nayđể tạora một từ trườngvĩnh cửu trongphòngthí nghiệm bằng phươngpháptruyền thống là 85Tesla,cao. mà khôngcó một từ trường nào. Hiện tượng kỳ lạ nàyđược phát hiện gần như tình cờ khinghiên cứu lớp graphen trên đế platin nhờ kính hiểnvi đường hầm quét. Saukhi phát hiện rahiện tượng bất thườngcủa dòng