Một quan niệm về kim cương vừa bị

Một quan niệm về kim cương vừa bị "lật đổ": Hóa ra lâu nay cả thế giới đã bị "đánh lừa"

Thứ 4, 22/07/2026 16:43
Các nhà khoa học đã phát hiện ra sự thật mới.

Lật ngược quan niệm kéo dài hơn một thế kỷ

Từ lâu, kim cương đã nổi tiếng là một trong những vật liệu tự nhiên cứng nhất trên Trái đất. Nhờ cấu trúc tinh thể cacbon cực kỳ chặt chẽ, kim cương sở hữu độ bền cơ học vô song, khả năng dẫn nhiệt vượt trội và tính bền vững hóa học cao. Trong công nghệ hiện đại, đặc biệt là các hệ thống vi cơ điện tử (MEMS), kim cương thường đóng vai trò làm vật liệu nền chịu lực hoặc tản nhiệt.

Tuy nhiên, trong suốt hơn một thế kỷ qua, cộng đồng khoa học luôn thống nhất một quan niệm: kim cương hoàn toàn không có tính chất áp điện. Hiệu ứng áp điện là hiện tượng một vật liệu sinh ra điện tích khi chịu áp lực cơ học, tính chất đang được ứng dụng rộng rãi trong các loại cảm biến, thiết bị kích hoạt và công nghệ thu gom năng lượng. Do cấu trúc đối xứng hoàn hảo của mạng tinh thể, kim cương được tin là không thể tự tạo ra điện tích dưới bất kỳ hình thức co giãn hay nén ép thông thường nào.

Mọi chuyện chỉ thay đổi khi nhóm nghiên cứu tại Đại học Hồng Kông (HKU), do Giáo sư Zhiqin Chu (Khoa Điện & Kỹ thuật Máy tính) và Giáo sư Yuan Lin (Khoa Kỹ thuật Cơ khí) dẫn dắt, thực hiện một thí nghiệm táo bạo ở quy mô siêu nhỏ.

Bằng cách tạo ra các màng kim cương đa tinh thể siêu mỏng và có độ linh hoạt cao, nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy một hiện tượng chưa từng có: màng kim cương phát ra điện áp có thể đo đạc rõ ràng mỗi khi bị uốn cong.

Bí mật nằm ở ranh giới giữa các hạt tinh thể

photo2026 07 2216 15 01
Nhóm nghiên cứu liên ngành do Giáo sư Zhiqin Chu (thứ hai từ trái) và Giáo sư Yuan Lin (thứ ba từ trái) dẫn đầu. Nguồn ảnh: HKU

Để kiểm chứng xem kim cương có biến đổi tính chất ở quy mô cực nhỏ hay không, nhóm nghiên cứu HKU đã áp dụng kỹ thuật bóc tách mép tiên tiến vừa được phát triển gần đây. Kỹ thuật này cho phép họ tạo ra những lớp màng kim cương mỏng đến mức có thể uốn cong một cách linh hoạt mà không bị gãy vỡ.

Khi tiến hành thử nghiệm uốn cong liên tục màng kim cương dưới các điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt, nhóm nghiên cứu thu được tín hiệu điện áp ổn định và có thể tái lập hoàn toàn. Kết quả này ngay lập tức loại bỏ khả năng điện áp sinh ra do ma sát bề mặt hay nhiễu từ môi trường xung quanh.

Để giải mã bản chất của hiện tượng này, các nhà khoa học đã kết hợp mô phỏng máy tính chuyên sâu. Kết quả chỉ ra rằng: nguồn gốc của dòng điện không đến từ bản thân lõi tinh thể, mà xuất phát từ các ranh giới hạt bất đối xứng, nơi các vi tinh thể kim cương gặp nhau bên trong màng.

Khi màng kim cương bị uốn cong, áp lực cơ học không phân bổ đều mà tạo ra sự lệch pha cấu trúc tại các ranh giới này. Chính sự mất đối xứng đó khiến các điện tích bị tích tụ dọc theo ranh giới hạt, tạo ra sự chênh lệch điện áp giữa bề mặt trên và bề mặt dưới của màng kim cương. Nói cách khác, khi thu nhỏ kích thước xuống cấp độ siêu mỏng và biến đổi hình dạng cơ học, kim cương đã kích hoạt được khả năng sinh điện mà trước đây chưa ai từng ghi nhận.

Mở ra triển vọng mới cho y tế và thiết bị tự chủ năng lượng

kc
Nguồn ảnh: SciTechDaily

Phát hiện này không chỉ sửa đổi một định kiến vật lý kéo dài hàng thập kỷ mà còn mở ra những tiềm năng ứng dụng hoàn toàn mới cho kim cương trong các ngành công nghệ cao.

Một trong những hướng đi triển vọng nhất là lĩnh vực y sinh và thiết bị cấy ghép thông minh. Kim cương sở hữu đặc tính tương thích sinh học cao, hoàn toàn không độc hại và bền bỉ trong môi trường hóa chất phức tạp của cơ thể người. Khi có thêm khả năng phát điện từ chuyển động cơ học, màng kim cương siêu mỏng có thể được ứng dụng để sản xuất các cảm biến cấy ghép tự theo dõi biến dạng mô, hoặc tự cung cấp năng lượng cho chính nó thông qua các chuyển động tự nhiên của cơ thể.

Bên cạnh đó, phát hiện này cũng đặt nền móng cho việc phát triển các thiết bị cảm biến siêu nhỏ và hệ thống thu gom năng lượng tự thân. Trong tương lai, các vi cảm biến làm từ kim cương có thể hoạt động bền bỉ trong hàng chục năm ở những môi trường khắc nghiệt mà không cần đến pin phụ thuộc bên ngoài.

Từ một vật liệu vốn chỉ được biết đến với độ cứng và tính trơ, kim cương nay đã chứng minh được tính linh hoạt và khả năng tương tác điện - cơ đầy kinh ngạc ở quy mô nano. Việc phát hiện hiệu ứng sinh điện khi uốn cong màng kim cương siêu mỏng không chỉ lật ngược một tri thức khoa học kinh điển, mà còn hứa hẹn tạo nên bước ngoặt cho các công nghệ cảm biến y sinh và thiết bị tự chủ năng lượng trong tương lai.

Theo Wonderful Engineering

Thùy Anh

Cùng chuyên mục

Đàn em của Messi ở tuyển Argentina gây tranh cãi với phát ngôn: "Sự gục ngã của người vĩ đại là niềm vui của kẻ tầm thường"

Thứ 4, 22/07/2026 18:02
Ít ngày sau khi Argentina lỡ hẹn với chức vô địch World Cup 2026, Lisandro Martinez đã đăng tải tâm thư đầy cảm xúc gửi người hâm mộ. Tuy nhiên, chính câu nói ở cuối bài viết mới là điều khiến mạng xã hội dậy sóng.

Xem phim "Sex Education", tôi thôi trách bản thân vì điều này: Ai cũng có giai đoạn lạc hướng

Thứ 4, 22/07/2026 18:00
Có thời điểm tôi luôn tự trách mình vì chưa thành công, chưa tìm được hướng đi rõ ràng trong cuộc sống. Nhưng xem Sex Education giúp tôi nhận ra một điều quan trọng: lạc hướng không phải là thất bại, mà là trải nghiệm hầu như ai cũng phải đi qua.

Người sử dụng lao động trên cả nước chú ý quy định phạt đến 100 triệu đồng từ 10/9

Thứ 4, 22/07/2026 17:52
Đây là nội dung từ Nghị định số 283/2026/NĐ-CP của Chính phủ.

Lê Khanh chỉ nói đúng 1 từ với Quân A.P, dân mạng đồng loạt đòi "ăn cưới online"

Thứ 4, 22/07/2026 17:20
“Không thể tin vào mắt mình, nay chị nhà bạo cỡ này”, một netizen bình luận. 

Công an bắt giữ người phụ nữ 43 tuổi chỉ sau 6 giờ nhận trình báo

Thứ 4, 22/07/2026 17:17
Ngay sau khi tiếp nhận tin báo, Công an xã Tân Minh đã khẩn trương triển khai lực lượng xác minh, truy xét.
     
Nổi bật trong ngày

Cách Rodri và thần đồng 19 tuổi khiến Messi "tắt điện", giúp Tây Ban Nha đánh bại Argentina để vô địch World Cup

Thứ 3, 21/07/2026 06:00
Messi gần như "mất tích" trong trận chung kết World Cup 2026 khi Argentina gục ngã trước Tây Ban Nha.

Soi Audi A2 e-tron chạy thử trên phố: Xe điện rẻ nhất của hãng, thiết kế gây tranh cãi, ra mắt cuối năm nay

Thứ 3, 21/07/2026 06:30
Thuộc phân khúc dễ tiếp cận nên khả năng cao Audi A2 e-tron sẽ không có hệ truyền động 4 bánh quattro trứ danh.

Messi lên tiếng sau thất bại ở World Cup: "Nỗi đau này quá lớn và sẽ mất rất nhiều thời gian để lành lại"

Thứ 3, 21/07/2026 06:40
Messi có chia sẻ đầu tiên sau trận thua của Argentina trước Tây Ban Nha tại chung kết World Cup 2026.

Từ nay, khách bay Vietnam Airlines tại Tân Sơn Nhất được tự check-in, ký gửi hành lý

Thứ 3, 21/07/2026 06:56
Thay vì phải chờ đợi tại quầy làm thủ tục, hành khách của Vietnam Airlines giờ đây có thể tự check-in và ký gửi hành lý ngay tại Nhà ga T3, sân bay Tân Sơn Nhất. Quy trình được thực hiện hoàn toàn tự động, giúp tiết kiệm đáng kể thời gian trước mỗi chuyến bay.

SUV mới của Hyundai lộ kiểu dáng đậm chất off-road: Cửa mở ngược như Rolls-Royce, lắp lốp đa địa hình, có sẵn giá nóc tiện dụng

Thứ 3, 21/07/2026 07:30
Khách hàng cần chờ ít nhất đến năm 2030 để có thể tận mắt nhìn ngắm và sở hữu mẫu SUV này.
xe.nguoiduatin.vn