Trên thế giới, graphene, CNTs và hBN được xem là những vật liệu chiến lược của thế kỷ XXI. Chúng xuất hiện trong nhiều hướng nghiên cứu như cảm biến thông minh, pin lưu trữ năng lượng, thiết bị điện tử linh hoạt hay công nghệ xử lý môi trường.
Trong khi đó tại Việt Nam, nhiều nghiên cứu mới chỉ dừng ở từng vật liệu riêng lẻ, chưa hình thành chuỗi công nghệ hoàn chỉnh từ chế tạo, biến tính bề mặt đến tích hợp vào sản phẩm.
Nhóm nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Văn Chúc – Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam lựa chọn hướng tiếp cận xuyên suốt: làm chủ toàn bộ quy trình từ tạo vật liệu nền đến thử nghiệm ứng dụng.
Một trong những kết quả nổi bật là phát triển thành công quy trình bóc tách các tấm nano graphene và hBN từ vật liệu khối bằng công nghệ rung siêu âm công suất lớn kết hợp nghiền bi hành tinh – kỹ thuật nghiền cơ học năng lượng cao giúp tạo ra các lớp vật liệu siêu mỏng với chất lượng ổn định.
Sau quá trình bóc tách, bề mặt vật liệu tiếp tục được xử lý và chức năng hóa để dễ dàng kết hợp với nhiều vật liệu khác, mở rộng khả năng ứng dụng trong cảm biến, lưu trữ năng lượng, điện tử và xử lý môi trường.
Song song đó, nhóm cũng làm chủ công nghệ gắn các hạt nano vàng (Au) và bạc (Ag) lên bề mặt CNTs, graphene và hBN.
Theo các nhà nghiên cứu, đây là bước then chốt bởi khi kết hợp giữa vật liệu carbon nano với nano kim loại sẽ tạo ra các vật liệu tổ hợp đa chức năng có khả năng truyền điện tích tốt hơn, tăng hoạt tính xúc tác và cải thiện đáng kể độ nhạy của các hệ cảm biến.
Chia sẻ về ý nghĩa của nhiệm vụ, PGS.TS Nguyễn Văn Chúc cho biết, điều quan trọng nhất không phải chỉ tạo ra vật liệu mới mà là làm chủ công nghệ chế tạo và xử lý vật liệu.
“Khi có nền tảng đó, chúng ta có thể phát triển nhiều ứng dụng khác nhau phục vụ môi trường, năng lượng và điện tử. Thành công của nhiệm vụ cho thấy Việt Nam hoàn toàn có khả năng tham gia những hướng nghiên cứu vật liệu tiên tiến của thế giới bằng chính năng lực của các nhà khoa học trong nước”, ông nói.
Từ phòng thí nghiệm đến các bài toán thực tế
Không dừng lại ở việc tạo ra vật liệu mới, nhóm nghiên cứu còn đưa chúng vào nhiều bài toán ứng dụng khác nhau nhằm đánh giá hiệu quả trong điều kiện thực tế.
Ở lĩnh vực môi trường, nhóm đã phát triển điện cực cảm biến dựa trên vật liệu tổ hợp graphene, CNTs và nano vàng có khả năng phát hiện dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở nồng độ chỉ cỡ phần tỷ (ppb).
Độ nhạy này có ý nghĩa quan trọng trong giám sát chất lượng nông sản, kiểm soát an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
Ở một hướng nghiên cứu khác, vật liệu tổ hợp giữa graphene, hBN và TiO₂ được chứng minh có hiệu quả cao trong quá trình quang xúc tác phân hủy các chất màu độc hại như Rhodamine B và Methylene Blue – những hợp chất thường xuất hiện trong nước thải dệt nhuộm, in ấn và nhiều ngành công nghiệp.
Bên cạnh xử lý môi trường, nhóm nghiên cứu cũng hướng đến bài toán đang được nhiều doanh nghiệp công nghệ quan tâm là quản lý nhiệt cho các thiết bị điện tử.
CNTs, graphene và hBN được ứng dụng để phát triển kem tản nhiệt và chất lỏng tản nhiệt dành cho vi xử lý máy tính cũng như chip LED công suất lớn.
Kết quả thử nghiệm cho thấy các vật liệu mới giúp cải thiện đáng kể khả năng truyền nhiệt so với vật liệu truyền thống. Điều này không chỉ giúp thiết bị vận hành ổn định hơn mà còn kéo dài tuổi thọ trong bối cảnh trung tâm dữ liệu, máy tính hiệu năng cao và hệ thống chiếu sáng công suất lớn ngày càng phát triển.
Ngoài ra, nhóm còn ứng dụng CNTs, graphene và hBN để gia cường các lớp phủ composite nền niken. Kết quả ban đầu cho thấy vật liệu có thể cải thiện cơ tính, tăng khả năng chống mài mòn và nâng cao độ bền của các chi tiết cơ khí làm việc trong điều kiện khắc nghiệt.
Ở lĩnh vực năng lượng, nhóm nghiên cứu tiếp tục thử nghiệm ứng dụng các vật liệu nano trong pin lithium – loại pin đang được sử dụng rộng rãi trên xe điện và thiết bị điện tử.
Các kết quả bước đầu cho thấy khả năng nâng cao hiệu suất lưu trữ năng lượng, tăng độ ổn định của điện cực và phát triển các màng dẫn điện trong suốt phục vụ linh kiện quang điện tử thế hệ mới.
Các kết quả của nhóm đã được công bố trên nhiều tạp chí khoa học quốc tế thuộc nhóm Q1, Q2. Đồng thời, một sáng chế cũng đã được Cục Sở hữu trí tuệ chấp nhận đơn hợp lệ.
Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đánh giá nhóm đã làm chủ nhiều công nghệ chế tạo, biến tính và tích hợp vật liệu carbon nano tiên tiến; đồng thời phát triển thành công nhiều hướng ứng dụng trong các lĩnh vực môi trường, năng lượng và điện tử.
Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm sẽ tiếp tục phát triển các vật liệu nano đa chức năng phục vụ cảm biến thông minh, năng lượng sạch, điện tử và công nghệ môi trường, đồng thời tăng cường hợp tác với doanh nghiệp để từng bước đưa các kết quả nghiên cứu vào sản xuất.
Tầng đẩy tên lửa SpaceX đang trên đường va chạm với Mặt Trăng
Vệ tinh tự nhiên của Trái Đất được dự đoán sẽ bị một vật thể do con người tạo ra lao vào với tốc độ gấp khoảng 7 lần tốc độ âm thanh, đó là tầng trên của tên lửa Falcon 9, có chiều cao tương đương một tòa nhà 5 tầng.
Theo phân tích của nhà thiên văn học độc lập Bill Gray, người phát triển một phần mềm dùng để theo dõi các vật thể gần Trái Đất, tầng tên lửa đã qua sử dụng của SpaceX sẽ va chạm với Mặt Trăng vào ngày 5/8 tới.
Gray cho biết vụ va chạm nhiều khả năng xảy ra gần miệng hố Einstein, khu vực có mật độ hố va chạm dày đặc nằm ở ranh giới giữa nửa gần và nửa xa của Mặt Trăng.
"Chuyển động của rác vũ trụ nhìn chung có thể dự đoán khá chính xác, chúng chủ yếu chịu tác động từ lực hấp dẫn của Trái Đất, Mặt Trăng, Mặt Trời và các hành tinh khác. Chúng ta biết các lực này với độ chính xác rất cao", Gray giải thích.
Tuy nhiên, lực đẩy rất nhỏ do ánh sáng Mặt Trời tạo ra vẫn liên tục tác động lên vật thể theo cách thay đổi không ngừng.
Dù lực này rất yếu, ảnh hưởng của nó sẽ tích lũy theo thời gian một cách khó dự đoán, bởi vật thể đang quay trong không gian, khiến lượng ánh sáng phản xạ thay đổi tùy theo vị trí và trạng thái quay của vật thể.
Falcon 9 của SpaceX là loại tên lửa có khả năng tái sử dụng một phần, cao khoảng 70m và nặng khoảng 550.000kg khi phóng.
Tầng đẩy thứ nhất sẽ quay trở lại Trái Đất và hạ cánh xuống hành tinh xanh để được tái sử dụng, trong khi tầng thứ hai tiếp tục ở lại ngoài không gian.
Tầng tên lửa đang hướng tới Mặt Trăng này thuộc tên lửa Falcon 9 mang mã 2025-010D, được phóng vào tháng 1/2025. Tên lửa này mang theo hai tàu đổ bộ Mặt Trăng gồm sứ mệnh Blue Ghost 1 và sứ mệnh Hakuto-R 2.
Trong khi tầng hai của nhiều tên lửa Falcon 9 trước đây đã rơi trở lại Trái Đất hoặc đi vào quỹ đạo quanh Mặt Trời, tầng tên lửa này vẫn ở lại khu vực lân cận Trái Đất.
Hiện tầng hai của Falcon 9 mất khoảng 26 ngày để hoàn thành một vòng quanh Trái Đất. Tại điểm gần nhất, nó tiếp cận Trái Đất ở khoảng cách khoảng 220.000km trước khi bay xa tới khoảng 510.000km ở điểm xa nhất.
Quỹ đạo này cắt qua quỹ đạo hấp dẫn của Mặt Trăng, thiên thể nằm cách Trái Đất trung bình khoảng 400.000km.
"Quỹ đạo của Mặt Trăng và vật thể này về cơ bản có giao điểm với nhau. Thông thường, khi một vật thể đi qua điểm giao đó thì vật thể còn lại ở nơi khác", Gray nói.
Tuy nhiên, theo ông, vào ngày 5/8/2026, cả hai sẽ xuất hiện tại điểm giao này cùng thời điểm dưới tác động của lực hấp dẫn.
Con người chủ động cho tàu vũ trụ lao xuống Mặt Trăng?
Đây không phải lần đầu tiên Mặt Trăng trở thành nơi diễn ra các "thí nghiệm va chạm" từ Trái Đất.
Trong thập niên 1970, nhiều mô-đun của chương trình Apollo đã được cho lao xuống bề mặt Mặt Trăng nhằm tạo ra các "địa chấn Mặt Trăng" nhỏ để nghiên cứu cấu trúc bên trong thiên thể này.
Năm 2009, NASA cũng cố tình cho tàu LCROSS đâm xuống Mặt Trăng nhằm tạo ra đám bụi từ những khu vực tối tồn tại hàng tỷ năm và phát hiện dấu vết băng nước cùng nhiều hợp chất hữu ích khác.
Vụ va chạm tương tự gần đây nhất xảy ra vào năm 2022, khi tầng đẩy được cho là của sứ mệnh Chang'e 5-T1 lao xuống phía xa của Mặt Trăng. Vụ va chạm này tạo ra cấu trúc hố kép khá bất thường, sau đó được tàu thăm dò Lunar Reconnaissance Orbiter của NASA ghi lại.
Vụ va chạm của Falcon 9 cũng được dự đoán sẽ tạo ra một hố mới trên bề mặt Mặt Trăng. Ánh chớp từ vụ va chạm có thể sẽ không quan sát được từ Trái Đất, nhưng Lunar Reconnaissance Orbiter nhiều khả năng sẽ ghi lại hình ảnh khu vực này sau đó.
May mắn là vụ va chạm không gây nguy hiểm trực tiếp.
Hiện không có con người hay công trình nào trên Mặt Trăng có thể bị ảnh hưởng bởi các mảnh vỡ tên lửa. Vệ tinh này hiện chủ yếu chứa hàng trăm nghìn ki lô gam rác công nghệ, cùng nhiều túi chứa chất thải của phi hành gia như nước tiểu, chất nôn và phân. Tuy nhiên, vấn đề lớn hơn là lượng rác vũ trụ ngày càng gia tăng.
Việc xử lý rác không gian thiếu kiểm soát có thể đe dọa các vệ tinh, đồng thời gây nguy hiểm cho con người và thiết bị trong tương lai không xa.
Sứ mệnh Artemis IV của NASA dự kiến đưa hai phi hành gia lên Mặt Trăng vào năm 2028, trong khi Trung Quốc cũng đặt mục tiêu thực hiện nhiệm vụ có người lái tương tự vào khoảng năm 2030.
Cả hai đều nằm trong kế hoạch dài hạn nhằm duy trì hoạt động của con người trên Mặt Trăng.
Theo Bill Gray, giải pháp đơn giản nhất để tránh các vụ va chạm như vậy trong tương lai có thể là đưa các tầng tên lửa vào quỹ đạo rời khỏi hệ Trái Đất - Mặt Trăng, hướng tới quỹ đạo quanh Mặt Trời.
"Như vậy chúng sẽ không va vào chúng ta trong một thời gian rất dài", ông nói.
Theo Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (Jet Propulsion Laboratory - JPL) của NASA, tiểu hành tinh tên gọi 2003 LN6, được ước tính ước tính có đường kính khoảng 98-223 feet (30-68m) sẽ tiến đến điểm gần Trái Đất nhất vào ngày 18/6 ở khoảng cách 880.000 dặm (khoảng 1,42 triệu km).
Tiểu hành tinh 2003 LN6 đang ở khu vực chòm sao Lyra trên bầu trời. Theo các dữ liệu quan sát, 2003 LN6 đi qua bầu trời vào lúc 01h11 UTC (tương đương 08h11 cùng ngày theo giờ Việt Nam) và đạt vị trí cao nhất khoảng 77,5 độ so với đường chân trời.
NASA nhận định về 2003 LN6
Kỹ sư an ninh thông tin kiêm nhà khoa học dữ liệu của NASA Tony Rice chia sẻ với Newsweek, các tiểu hành tinh tiếp cận Trái Đất là hiện tượng phổ biến trong thiên văn học.
Ông cho biết trong tháng 6, giới quan sát đã ghi nhận một số lần tiếp cận đáng chú ý của các vật thể gần Trái Đất, trong đó có 2026 LS1 và 2026 LX. Tuy nhiên, các sự kiện này không gây ra mối đe dọa đối với Trái Đất.
Theo NASA, các tiểu hành tinh có kích thước khoảng 30 feet (tương đương 9m) có thể đi vào khí quyển Trái Đất khoảng mỗi 10 năm một lần. Những vật thể này thường tạo ra hiện tượng quả cầu lửa (fireball) kèm sóng xung kích khi đi vào khí quyển, đôi khi có thể làm vỡ cửa kính, nhưng nhìn chung không gây thiệt hại đáng kể trên mặt đất.
Với các tiểu hành tinh lớn hơn, khoảng 500 feet (150m), NASA cho biết chúng có thể gây thiệt hại nghiêm trọng ở quy mô thành phố hoặc khu vực rộng lớn nếu va chạm xảy ra, tùy vị trí tác động. Tuy nhiên, những sự kiện như vậy được ước tính chỉ xảy ra khoảng 20.000 năm một lần.
Đối với các vật thể có kích thước trên 3.000 feet (khoảng 1km), NASA nhận định đây là nhóm có khả năng gây biến đổi trên phạm vi toàn cầu, song xác suất va chạm được đánh giá là rất thấp, khoảng 700.000 năm một lần.
Trung tâm Nghiên cứu Vật thể gần Trái Đất (CNEOS) của NASA hiện theo dõi các thiên thể trong phạm vi khoảng 30 triệu dặm (hơn 48 triệu km), đồng thời giám sát chặt chẽ hơn các vật thể đi vào vùng khoảng 5 triệu dặm (hơn 8 triệu km) tính từ Trái Đất.
Cơ quan này cũng đang phát triển và thử nghiệm các phương pháp phòng thủ hành tinh, nhằm đánh giá khả năng làm lệch quỹ đạo những vật thể có nguy cơ va chạm.
Con người có thể làm gì trước một tiểu hành tinh đang lao tới?
Năm 2022, sứ mệnh DART của NASA đã cố ý va chạm với tiểu hành tinh Dimorphos và thay đổi thành công quỹ đạo của nó, rút ngắn chu kỳ quỹ đạo 33 phút.
Dù Dimorphos không gây nguy hiểm cho Trái Đất nhưng thử nghiệm này đã chứng minh rằng việc làm chệch hướng tiểu hành tinh là một phương pháp phòng thủ hành tinh khả thi.
Hiện NASA đang phát triển NEO Surveyor, một đài quan sát đặt trong không gian dự kiến phóng vào năm 2027, nhằm phát hiện sớm và chính xác hơn các tiểu hành tinh và sao chổi có khả năng gây nguy hiểm cho Trái Đất.
Theo ông Rice, đài quan sát này có thể giúp các nhà nghiên cứu có thể dự đoán đường đi của các tiểu hành tinh gần Trái Đất với độ chính xác đáng kể.
Theo Reuters, một tổ chim nhỏ vừa được phát hiện gần tiền tuyến tại Ukraine được đan từ cỏ khô cùng các đoạn cáp quang.
Phát hiện này cho thấy cuộc xung đột kéo dài hơn 4 năm không chỉ tác động đến con người mà còn ảnh hưởng tới môi trường sống của các loài động vật hoang dã.
Dọc theo chiến tuyến dài khoảng 1.200km, các sợi cáp quang siêu mảnh hiện phủ khắp nhiều khu vực.
Đây là loại cáp được cả quân đội Ukraine và Nga sử dụng để điều khiển máy bay không người lái (drone), giúp tín hiệu điều khiển không bị ảnh hưởng bởi các biện pháp gây nhiễu điện tử.
Những sợi cáp này có thể dài tới 20km, thường mắc trên cây, vương vãi trên các cánh đồng hoặc nằm trên mái nhà ở những khu vực gần tiền tuyến. Dưới ánh nắng, chúng lấp lánh như những mạng nhện khổng lồ.
Loài chim bí ẩn dùng cáp quang làm vật liệu xây tổ
Theo bà Yana Hrynko, nhà nghiên cứu cao cấp tại Bảo tàng Chiến tranh ở Kyiv, các loài chim đã bắt đầu tận dụng những đoạn cáp bị bỏ lại để làm tổ.
"Những hiện vật như tổ chim chứa các đoạn cáp quang cho thấy bản chất của chiến tranh đang thay đổi", bà Hrynko chia sẻ.
Nga phát động chiến dịch quân sự tại Ukraine vào tháng 2/2022 bằng xe tăng, xe bọc thép và pháo binh. Để đối phó với ưu thế của Nga về các loại vũ khí truyền thống, Ukraine đã đầu tư mạnh vào phát triển máy bay không người lái.
Đến nay, drone đã trở thành một trong những phương tiện tác chiến chủ đạo trên chiến trường.
Bà Hrynko cho biết các nhà nghiên cứu vẫn chưa xác định được loài chim nào đã làm những chiếc tổ này, cũng như cách chúng thu thập những đoạn cáp quang dài để xây tổ.
Nhiều binh sĩ Ukraine đang làm nhiệm vụ tại các tỉnh Donetsk, Kharkiv và Zaporizhzhia cho biết họ cũng từng phát hiện những tổ chim tương tự và đã đăng tải hình ảnh, video lên mạng xã hội.
Theo các nhà nghiên cứu, một trong hai chiếc tổ sẽ được lưu giữ tại Bảo tàng Chiến tranh ở Kyiv như một hiện vật phản ánh tác động của chiến tranh, trong khi chiếc còn lại sẽ được gửi sang Hà Lan phục vụ nghiên cứu trước khi được hoàn trả.
Bà Auke-Florian Hiemstra, nhà sinh học 33 tuổi làm việc tại thành phố Leiden (Hà Lan), chuyên nghiên cứu việc các loài chim sử dụng vật liệu nhân tạo để xây tổ, cho biết Ukraine có hệ chim rất đa dạng, vì vậy nhiều loài khác nhau đều có thể tạo nên những chiếc tổ này.
"Tôi chưa từng nhìn thấy những chiếc tổ như thế này trước đây, dù đã nghiên cứu rất nhiều tổ chim", bà Hiemstra nói.
Theo bà Hiemstra, các sợi cáp có thể khiến chim bị mắc hoặc vướng trong quá trình xây tổ và kiếm ăn.
Tuy nhiên, đặc tính bền và dẻo của cáp quang cũng có thể giúp tổ chim chắc chắn hơn so với khi chỉ sử dụng vật liệu tự nhiên.
"Mỗi chiếc tổ như vậy không chỉ phản ánh khả năng thích nghi của các loài chim trước môi trường sống thay đổi, mà còn ghi lại những dấu vết chiến tranh để lại đối với thiên nhiên ở Ukraine", bà Hiemstra cho biết.
Tổ chim đặc biệt phản ánh dấu ấn của chiến tranh
Hiện tượng này thực tế không mới mà đã được ghi nhận từ đầu tháng 6 tại tỉnh Donetsk (Ukraine).
Thông tin được ông Oleh Malchenko, Tiến sĩ Khoa học Lịch sử, nghiên cứu viên cao cấp tại Viện Nghiên cứu Lưu trữ và Nguồn sử liệu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Ukraine, đồng thời là một quân nhân, chia sẻ ngày 6/6.
Theo ông Malchenko, sau khi một quả bom lượn dẫn đường của Nga đánh đổ một cái cây gần vị trí của lực lượng Ukraine, một tổ chim đã rơi xuống từ tán cây.
Vị quân nhân cho rằng chiếc tổ giống như một "lời đáp" của thế giới loài chim Ukraine trước những góc nhìn bi quan về chiến tranh.
Theo ông, chiếc tổ gợi hình ảnh những ngôi nhà quét vôi trắng truyền thống của Ukraine nhưng được "trang trí" bằng các vật liệu hiện đại, qua đó tượng trưng cho khả năng thích nghi ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt nhất.
Tuy nhiên, ông Malchenko cũng nhấn mạnh rằng cuộc sống của các loài chim gần tiền tuyến luôn tiềm ẩn nhiều hiểm nguy.
Các vụ nổ liên tiếp và hỏa lực pháo binh có thể khiến chúng bị ảnh hưởng bởi sóng xung kích, rơi khỏi cây hoặc mất phương hướng rồi va vào mái nhà, cột điện.
