Các nhà khoa học đến từ Đại học Stanford Mỹ và phòng thí nghiệm tăng tốc hạt(SLAC) đã nghiên cứu và chế tạo loại dây điện siêu nhỏ, có chiều rộng chỉ bằng 3 nguyên tử.

Đó là kết quả của ứng dụng tự kết hợp tinh thể kim cương, nguyên tử đồng và lưu huỳnh. Quá trình này chính xác đến kinh ngạc và không đòi hỏi sự can thiệp của con người.

Hao Yan từ ĐH Stanford phát biểu:" Chúng tôi có thể tạo ra sợi dây điện với kích cỡ siêu nhỏ và tự lắp ráp. Chỉ cần đổ các hồn hợp với nhau, chúng sẽ tự hình thành dây sau nữa giờ đồng hồ, giống như tinh thể kim cương tự biết phải đi về đâu".

Tinh thể kim cương có vai trò gì trong sợi dây siêu nhỏ? Thật ra chúng có nhiệm vụ lắp ráp và là vật liệu cách điện. Chúng bao quanh lõi bán dẫn từ đồng và lưu huỳnh, gọi hỗn hợp này là chalcogenide. Tinh thể kim cương được chiết xuất từ dung dịch dầu thô và sắp xếp theo kích cỡ.

Cách chế tạo sợi dây siêu nhỏ.

Đầu tiên chọn ra 10 nguyên tử carbon có gắn nguyên tử lưu huỳnh trên đó. Chúng sau đó sẽ đưa vào dung dịch có chứa nguyên tử đồng, lưu huỳnh sẽ gắn chặt với nguyên tử đồng. Khi chúng kết hợp với nhau , các tinh thể kim cương tự động hút lẫn nhau nhờ lực hấp dẫn Van Der  Waals. Kết quả là ta được sợi dây siêu nhỏ từ các vật liệu tinh thể kim cương, đồng và lưu huỳnh.

Ứng dụng của công nghệ này thì sao nhỉ?

Có thể nói ứng dụng sự tự sắp xếp trình tự tạo ra dây dẫn điện siêu nhỏ có thể cải thiện chất lượng điện quang, diot phát quang, pin mặt trời và nhiều công nghệ khác như đan vào sợi vải để tạo ra năng lượng.

Cơ chế tự sắp xếp của dây điện nhỏ nhất thế giới

Nguồn: https://www6.slac.stanford.edu/news/2016-12-26-researchers-use-worlds-smallest-diamonds-make-wires-three-atoms-wide.aspx

Các nhà khoa học đã phát triển một loại vật liệu linh hoạt, giống như tấm film có thể  tạo ra năng lượng điện khi chạm vào, có nghĩa là các thiết bị như điện thoại thông minh và máy tính bảng một ngày nào đó có thể được sạc đơn giản là bởi người sử dụng chúng.
Và xa hơn chỉ cần các tiện ích màn hình cảm ứng, các nhà nghiên cứu nói rằng, thiết bị mỏng, linh hoạt cũng có thể được sử dụng trong quần áo hoặc giày của chúng ta, giúp chúng ta thu được năng lượng từ chuyển động cơ thể trong một ngày dài.

"Chúng tôi đang trên đường hướng tới các thiết bị đeo được sạc bởi chuyển động của con người," kỹ sư điện Nelson Sepulveda từ Đại học bang Michigan nói.

"Những gì tôi thấy trước, tương đối sớm, là khả năng không phải sạc điện thoại di động của bạn trong suốt một tuần, ví dụ, bởi vì năng lượng sẽ được tạo ra bởi chuyển động của bạn.
"Màng film các nhà nghiên cứu đã tạo ra được gọi là máy phát điện nano, trong đó năng lượng được tạo ra bởi sự thay đổi về vật lý trong phạm vi nhỏ, chẳng hạn như một cái chạm hoặc trượt của ngón tay.
Trong trường hợp này,  thiết bị hoạt động trên nguyên tắc áp điện, điện tích được tích tụ khi phản ứng với áp lực cơ học.

Điều này xảy ra bởi vì sự tương tác giữa những vật chất làm nên màng film

Lõi cấu trúc là một tấm vi mạch silicon, chúng được xếp lớp với các tấm vật liệu khác, bao gồm bạc, polyimide, và polypropylene ferroelectret, chúng hoạt động như vật kích hoạt trong thiết bị.

Polypropylene ferroelectret là một bọt polymer mỏng có chứa các hạt tích điện. Khi có áp lực trên các thiết bị, lớp xốp nén, tạo ra một sự thay đổi được gọi là khoảnh khắc lưỡng cực - một sự tương tác giữa các phân tử mang điện dương và âm trong ferroelectret.
Điều này sẽ tạo ra một dòng điện, và như bạn có thể thấy trong đoạn video dưới đây, nó là thiết bị mà có khả năng chúng ta sử dụng hàng ngày, như bàn phím cảm ứng:

Sự thật là những thiết bị này không đòi hỏi nhiều năng lượng, nó hứa hẹn một  máy phát điện hoàn toàn mới  - đặc biệt có khả năng nhân điện lên khi gấp lại.

"Mỗi khi bạn gấp nó, thì nó đang gia tăng theo cấp số lượng điện áp bạn tạo ra", Sepulveda nói.

"Bạn có thể bắt đầu với một thiết bị lớn, nhưng khi bạn gấp nó một lần, và một lần nữa, và một lần nữa, thì nó sẽ nhỏ hơn nhiều và có nhiều điện năng hơn. Bây giờ nó có thể đủ nhỏ để đưa vào một bên  giày của bạn nên nó tạo ra cấp năng lượng mỗi lần gót chân đặt xuống mặt đất. "

Trong thử nghiệm, một tấm vật liệu có kích thước bằng tay có thể tạo ra khoảng 50 volt, nhưng các nhà nghiên cứu thừa nhận họ hiện chưa có cách tạo ra dòng điện ổn định từ các vật liệu.

Như bạn có thể thấy trong đoạn video, mỗi khi các nhà nghiên cứu tương tác với nguyên mẫu của họ, ánh sáng hoặc màn hình kích hoạt, nhưng ngay sau khi hết áp lực thì các thiết bị trở nên vô dụng.

Để tìm ra sự ổn định dòng điện sẽ là một thách thức tiếp theo đối với nhóm nghiên cứu.

Họ cũng đang xem xét công nghệ mà có thể truyền tải không dây, năng lượng tạo ra từ mỗi bước chân có thể nạp điện cho headphone bletooth.

Tất nhiên sẽ tốn một khoảng thời gian, trước khi chúng ta thấy công nghệ này trong các thiết bị, nếu là như vậy, thì nó sẽ cung cấp cho chúng ta rất nhiều năng lượng từ  cơ thể đang di chuyển xung quanh, đi bộ, và thậm chí chỉ có những cử chỉ với hai bàn tay của chúng ta.

"Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn có thể lấy năng lượng cơ học bằng cách lướt các trang trên máy tính bảng và sử dụng để sạc pin của các thiết bị chính nó?" Sepulveda nói với Tracy Staedter tại Seeker. "Điều đó có thể giảm đáng kể thời gian nạp năng lượng cho điện thoại."

Phát hiện này được công bố trong tạp chí Nano Năng lượng.

Hàng ngày, quả bóng phản ứng hạt nhân lơ lửng trên trời mà chúng ta gọi là mặt trời, có thể phát ra năng lượng gấp 10 lần chúng ta cần. Thật đáng buồn, con người vẫn chưa thực sự khai thác hết tiềm năng ấy,

Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) đưa ra số liệu: 25 phần trăm nhu cầu năng lượng của Hoa Kỳ có thể được đáp ứng tấm pin mái cài thu năng lượng mặt trời.

Không phải mái nhà nào cũng là nơi tưởng cho các tấm năng lượng mặt trời, mà nó còn là một sự kết hợp của nhiều yếu tố xác định bao nhiêu điện mà tấm pin có thể tạo ra. Những yếu tố này bao gồm ánh sáng mặt trời trung bình của khu vực, cũng như bao nhiêu ánh sáng mặt trời được cho phép đạt đến mái nhà, không bị khuất bởi các tòa nhà cao tầng, cây cối, vân vân.

Sử dụng kiến ​​thức này, các nhà nghiên cứu tại NREL đã nghiên cứu rất nhiều dữ liệu để xác định tỷ lệ phần trăm của mái nhà sẽ chứng minh phù hợp cho  việc phát điện năng lượng mặt trời. Nghiên cứu kết luận rằng mái nhà thích hợp của Hoa Kỳ có thể tạo ra tập thể 1.118 gigawatt (GW) điện, đủ để đáp ứng một phần nhu cầu của chúng ta.

ẢNH HƯỞNG LỚN

Hiện nay ở Mỹ, năng lượng mặt trời chiếm rất ít so với một phần trăm của tổng số năng lượng tiêu thụ. Cũng có một vài nguồn tái tạo khác như gió, địa nhiệt, thủy điện. Mặc dù có những tiến bộ trong các giải pháp năng lượng sạch, nhưng có hơn 81 phần trăm nhu cầu năng lượng của đất nước đến từ các nguồn(nhiên liệu hóa thạch) gây tổn hại đến tự nhiên, khí hậu.

Gần đây, đã có một sự thúc đẩy để thúc đẩy việc sử dụng năng lượng mặt trời, đặc biệt  thế cho than. Các công nghệ cần thiết để khai thác năng lượng mặt trời trở nên rẻ hơn nhiều, đó là sẽ là dịch vụ chuyển từ việc sử dụng năng lượng hóa thạch sang năng lượng tái tạo. Một cách không chỉ rất tốt cho môi trường mà còn rất tiết kiệm cho người sử dụng.

Nguồn: Electrek, SEIA, NREL, Futurism

Các nhà khoa học thử nghiệm biến chất thải hạt nhân thành nguồn năng lượng bằng cách chuyển đồng vị phóng xạ thành kim cương nhân tạo, chu kỳ bán rã của các thành phần có trong kim cương kéo dài rất lâu, thậm chí hơn 5.000 năm. Những viên kim cương này có thể sản sinh ra dòng điện.

Theo Tom Scott, ở Đại học Bristol Anh Quốc cho hay:" Nguồn phát điện trực tiếp này không cần phải bảo dưỡng, không thải khí." Bằng cách bọc chất phóng xạ trong kim cương, họ đã giải quyết được vấn đề dài hạn, chuyển chất thải hạt nhân thành pin hạt nhân, cung cấp năng lượng sạch.

Trước đó, nhóm nghiên cứu của Scott đã phát triển trên đồng vị không ổn định Nikel-63. Chu kì bán rã là 100 năm. Nhóm đang nghiên cứu trên đồng vị không ổn định của Carbon-14, chu kỳ cả 5.730 năm, thật ấn tượng.

Lò phản ứng hạt nhân Magnox đóng cửa vào năm 2015. Các chất thải hạt nhân rất lớn 95.000 tấn than chì, thời gian phân rã rất lâu. Do đó, công nghệ của Scott có thể giải quyết được vấn đề, đem lại nguồn năng lượng vô tận cho nhân loại.

" Đồng vị phóng xạ Carbon 14 được lựa chọn bởi vì chúng phát xạ ngắn và dễ hấp thụ vật chất rắn", nhà nghiên cứu trong dự án Neil Fox nói. " Hiển nhiên là việc chạm hay nuốt đồng vị này rất nguy hiểm, do đó, chúng được bọc kỹ lưỡng trong kim cương nhân tạo, không có bức xạ nào phát ra được bởi đặc tính cứng của kim cương."

"Bình thường, một viên pin AA nặng 20 g sẽ có năng lượng lưu trữ khoảng 700 Joule/g. Nếu chạy liên tục, sẽ được 34 giờ", nhà nghiên cứu Scott cho biết. "Một viên pin kim cương thử nghiệm chứa một gram đồng vị carbon-14 cung cấp 15 Joule/ngày, chạy được liên tục trong vòng 5.730 năm. Do đó, tổng năng lượng thu được lên tới 2,7 tera Joule".

Pin kim cương có thể dùng cho những thiết bị điện tử không đòi hỏi mức điện lớn nhưng cần nguồn năng lượng liên tục như máy điều hòa nhịp tim, vệ tinh, máy bay không người lái hay thậm chí tàu không gian.

Theo Sciencearlet

Nhằm duy trì hoạt động cho nhà máy tái chế rác thải, Thụy Điển phải nhập khẩu rác từ các nước khác. Nước này áp dụng mức thuế rất cao cho nhiên liệu hóa thạch từ năm 1991. Hiện tại, hơn một nữa điện năng tiêu thụ từ các nhà máy tái tạo năng lượng sạch( năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy triều...)

Anna-Carin Gripwall, giám đốc truyền thông của Avfall Sverige, hiệp hội tái chế của Cơ quan xử lý rác Thụy Điển, chia sẽ:" Người dân của chúng tôi rất thích hòa mình và quan tâm đến thiên nhiên môi trường. Chúng tôi làm công việc tuyên truyền giáo dục về việc ý thức với thiên nhiên và ý thức việc tái sử dụng rác."

Rác được nhập khẩu để tái chế và còn sử dụng để sưởi ấm do quá trình đốt sinh ra nhiệt. Các công ty tư nhân cung cấp lượng nhiệt này cho các gia đình vào mùa đông giá lạnh. Chính vì vậy họ không dùng năng lượng hóa thạch để đốt cho sưởi ấm.

Liên Minh Châu Âu có lệnh cấm bãi rác nên thay vì đóng tiền phạt các nước này gửi rác sang Thụy Điển như một dịch vụ. Gripwall cho rằng các nước nên xây dựng giống Thụy Điển để xử lý rác ngay tại trên đất nước của họ, việc nhập khẩu rác này chỉ là biện pháp tạm thời.

Những thành phố ở Thụy Điển đầu tư rất nhiều vào công nghệ thu gom rác tiên tiến như: hệ thống hút chân không tự động ở khu dân cư, giảm tải nhu cầu sử dụng xe rác; hệ thống chứa rác ngầm cũng giúp giải phóng diện tích mặt đường và tránh tình trạng bốc mùi khó chịu.

Theo tờ Independent

Trong năm tới 2017, Google sẽ chạy toàn bộ cơ sở dữ liệu toàn cầu bằng năng lượng xanh. Hôm thứ hai tuần này, hãng công bố cả văn phòng và cơ sở dữ liệu sẽ sử dụng năng lượng sạch. Google đạt được mục tiêu nhờ vào ký kết hợp đồng với các nhà máy sản xuất năng lượng mặt trời và gió với quy mô lớn nhất thế giới.

"Chúng tôi đã bắt đầu mua năng lượng tái tạo để giảm lượng khí thải carbon và giảm tình trạng biến đổi khí hậu – làm cho việc kinh doanh trở nên ý nghĩa hơn", Urs Hölzle, phó chủ tịch cao cấp của cơ sở hạ tầng kỹ thuật của Google, viết trên blog của công ty.

Chi phí năng lượng tái tạo đã giảm 60 phần trăm cho gió và 80 phần trăm cho năng lượng mặt trời trong vòng sáu năm qua, công ty cho biết, điều đó làm cho Google đầu tư nhiều tiền hơn trên toàn cầu và giá năng lượng an toàn được ổn định trong dài hạn. Đến nay, đã có 20 dự án-về năng lượng tái tạo, chiếm  hai phần ba vốn đầu tư tại Hoa Kỳ. Và càng đầu tư vào các nguồn năng lượng mặt trời và gió, thì chi phí điện năng càng rẻ hơn. Cùng với việc công bố, Google cũng sẽ phát hành một báo cáo môi trường về lượng carbon thải ra của công ty và công bố một trang web chuyên theo dõi những nỗ lực của mình để giảm năng lượng.

Google tuyên bố mình là một trong những công ty công nghệ lớn nhất để chạy về năng lượng tái tạo. Apple cũng là đang sử dụng năng lượng mặt trời. Mùa hè này, các nhà sản xuất iPhone đã thành lập một công ty con gọi là Apple Energy LLC bán điện năng lượng mặt trời thặng dư được tạo ra bởi các trang trại riêng của mình ở Cupertino và Nevada.

Amazon và Facebook cũng đã nhảy vào xu hướng này bằng cách làm cho giao dịch với các nhà sản xuất năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Microsoft cũng cho biết mình đang ở mức 100% carbon trung tính, nhưng một số đến từ các dự án giảm carbon ít trực tiếp hơn, như trồng cây, bù đắp cho mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch của công ty, theo The New York Times.

Bây giờ mỗi khi bạn sử dụng một dịch vụ web của Google, bạn có thể biết rằng lượng sử dụng carbon đằng sau nó là tối thiểu. Đối với những người sử dụng Google Search, tuy nhiên, sẽ không được 100% carbon trung tính bởi vì, ở mức tối thiểu, máy tính của bạn vẫn còn sử dụng điện mà rất có thể không phải là  carbon free.