Lớp phủ màn hình tự phát điện cho điện thoại di động

Các nhà khoa học Trung Quốc đang phát triển một loại vật liệu trong suốt, có thể dùng để phủ lên trên bề mặt các màn hình cảm ứng. Loại vật liệu này sẽ phát ra điện mỗi khi có người chạm vào màn hình.

Chạm vào màn hình cảm ứng để sạc điện. Ảnh: TZIDO SUN

Theo Live Science, các nhà khoa học tại Đại học Lan Châu, Trung Quốc cho rằng năng lượng cơ học từ những thao tác trên màn hình cảm ứng của các thiết bị điện tử có thể được chuyển đổi thành điện để sạc pin cho điện thoại, giúp kéo dài đáng kể thời gian làm việc của các thiết bị cầm tay.

Họ đã phát triển một loại vật liệu mới, dựa trên một loại cao su silicone trong suốt được gọi là PDMS. Các sợi dây dẫn làm từ vật liệu chì zirconate titanate có bề rộng chỉ khoảng 700 nanomet, mỏng hơn bề rộng sợi tóc người khoảng 140 lần, được nhúng vào trong cao su.

Khi cao su rắn lại, các nhà nghiên cứu sử dụng điện trường để sắp xếp các dây dẫn nano trong cao su thẳng hàng theo các cột. Quá trình sắp xếp này sẽ thiết lập các tính chất điện và thị giác cho lớp phủ. Mỗi khi có tác động cơ học vào cao su, như thao tác chạm vào màn hình, làm các dây dẫn này bị cong, dòng điện sẽ được phát ra do hiện tượng áp điện. Do các dây dẫn nano được sắp xếp thẳng hàng, chúng sẽ phản ứng với nhiều thao tác chạm cùng một lúc, tạo ra nhiều năng lượng nhất có thể.

Do các sợi dây có kích thước rất nhỏ, toàn bộ tấm phủ sẽ gần như trong suốt. Như vậy, các dây nano "có thể khai thác năng lượng trên một màn hình mà không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của nó," tác giả nghiên cứu Yong Qin cho biết.

Ngoài ra, khi màn hình đã được phủ, nếu nhìn từ một góc khác với góc nhìn người chủ thiết bị (nhìn thẳng màn hình), các dây nano sẽ làm nhiễu xạ ánh sáng, không thể thấy rõ, bảo vệ sự riêng tư của chủ thiết bị.

Trong các thí nghiệm hiện tại, chạm vào lớp phủ sẽ sinh ra một dòng điện 0,8 nanoampe, khoảng một phần triệu của dòng điện được sử dụng trong máy trợ thính. Các nhà khoa học cũng cho biết, các nghiên cứu tiếp theo sẽ giúp phát ra dòng điện lớn hơn, tăng hiệu quả sạc pin cho các thiết bị di động. Tín hiệu điện từ các dây dẫn nano cũng giúp phát triển các màn hình cảm ứng với độ nhạy cao hơn, theo Qin.

Nghiên cứu đã được đăng tải chi tiết trực tuyến trên tạp chí Small hôm 13/1.

Tìm manh mối về nước trên hành tinh khác nhờ phân tử băng

Nhóm nghiên cứu một trường đại học Mỹ cho biết dạng phân tử băng mới có khối lượng riêng thấp nhất từ trước tới nay có thể hé lộ nhiều manh mối về nước trên hành tinh khác.

Cấu trúc của loại băng thứ 18. Ảnh: Yingying Huang/Chongqin Zhu

Theo Science Alert, loại băng mới nếu được chế tạo thành công sẽ là dạng kết tinh thứ 18 của nước. Tuy nhiên, do tình cờ hai loại đầu tiên cùng được đặt tên là Băng I, nó sẽ mang tên gọi "Băng XVII" (17). Đây cũng là loại băng đầu tiên được tạo ra tại Mỹ từ trước Thế Chiến II.

"Chúng tôi đã tính toán rất nhiều, loại băng này có lẽ sẽ là loại nhẹ nhất tới nay", nhà hóa học Xiao Cheng Zeng, Đại học Nebraska-Lincoln nói. "Rất nhiều người quan tâm đến việc dự đoán một cấu trúc băng mới vượt xa các giới hạn".

Để làm được điều đó, các nhà nghiên cứu sử dụng một thuật toán tính toán và mô phỏng phân tử để dự đoán dạng phân tử mới của nước đóng băng. Nếu được tạo ra thành công, nó sẽ có khối lượng riêng nhẹ hơn loại băng đang giữ kỷ lục nhẹ nhất, được các nhà khoa học châu Âu phát triển vào năm 2014.

Các mô phỏng giúp các nhà khoa học xác định phạm vi giới hạn của áp suất và nhiệt độ yêu cầu cho loại băng dự đoán. Cấu hình này sẽ có dạng mắt lưới, với một loạt các phân tử nước tạo ra một cấu trúc lồng vào nhau giống như một cái lồng.

Trước đây, người ta cho rằng chỉ có thể duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc này nếu có một phân tử khác loại nằm bên trong. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tính toán rằng cấu trúc mới có thể ổn định mà không cần yếu tố này.

Quy trình tạo ra loại băng mới cũng không hề đơn giản. Các phân tử nước cần phải được đặt trong một không gian kín ở một áp suất rất cao, tùy thuộc vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ -23,3 độ C cần phải có áp suất lớn hơn cả áp suất tại đáy sâu nhất của Thái Bình Dương.

Tại sát điểm 0 tuyệt đối, -273 độ C, áp suất sẽ giống như bị đè dưới 300 máy bay phản lực cỡ lớn tại mực nước biển. Ở tại các mức áp suất này, tinh thể băng sẽ được hình thành bằng cách hút các phân tử không phải nước ra. Đây không phải là các điều kiện hình thành băng tự nhiên trên Trái Đất, nhưng có thể là ở các hành tinh xa xôi khác.

"Nghiên cứu nước và băng luôn rất thú vị, do nó có liên hệ tới con người và sự sống", Zeng nói. "Băng trong tự nhiên có khối lượng riêng thấp, nằm bên trên bảo vệ nước lỏng bên dưới. Nếu nó nặng hơn, băng sẽ hình thành từ dưới lên và không loài nào sống nổi. Sự kết hợp của tự nhiên quả thật quá hoàn hảo".

Phát hiện này đã được đăng tải trên tạp chí Science Advances hôm 12/2.