Mặc dù chỉ dày một nguyên tử carbon, nhưng graphen mạnh hơn thép nhiều lần và linh hoạt trong ứng dụng. Kể từ lần đầu tiên được các nhà nghiên cứu cô lập năm 2004, danh sách các bằng sáng chế liên quan đến graphen đã tăng nhanh theo cấp số nhân hàng năm. Tương lai gần, graphen sẽ tạo ra một cuộc cách mạng công nghệ mới, thực sự làm thay đổi thế giới và cuộc sống con người.
Quần áo chống muỗi đốt
Viện Y học quốc gia Mỹ tài trợ Đại học Brown (BU) thực hiện dự án, cho ra đời quần áo chống muỗi đốt từ vật liệu graphen, nhằm hạn chế những căn bệnh nan y do muỗi lan truyền như sốt rét, sốt xuất huyết hay Zika... Loại quần áo sản xuất từ graphen đa lớp, cung cấp khả năng phòng thủ kép. Theo GS. Robert Hurt, tác giả nghiên cứu chính thì việc nghiên cứu các loại vải kết hợp graphen cho thấy chúng tạo ra hàng rào chống lại các hóa chất độc hại. Ưu thế là siêu mỏng nhưng muỗi không thể cắn xuyên qua, ngăn chặn các tín hiệu hóa học trong mồ hôi mà muỗi dùng để tìm mồi, làm cho chúng bị “mù” không cảm nhận được “bữa ăn máu” đang ở gần.
Để kiểm chứng, những người tình nguyện được mời tham gia để muỗi đốt. Họ được chia thành 2 nhóm đưa tay vào buồng chứa muỗi đã được biến đổi không mang bệnh, nhóm tay trần và nhóm dùng miếng da nhỏ được bao phủ lớp màng graphen oxide (GO) khô. Kết quả, muỗi đã thay đổi hoàn toàn hành vi trước cánh tay phủ graphen. Khi da được phủ màng GO, người tham gia không bị đốt nốt nào, còn da trần và phủ vải mỏng lại bị muỗi tấn công rất mạnh. Hiện nhóm đề tài đang tiếp tục cải tiến để ổn định tính cơ học của GO để khi bị ướt vẫn phát huy tác dụng, nhất là khi có mồ hôi của cơ thể tiết ra.
Graphen có thể giúp giải quyết cuộc khủng hoảng nước trên quy mô toàn cầu. Màng làm từ graphen đủ lớn để dùng cho nước đi qua và đủ nhỏ để lọc muối có trong nước. Nói cách khác, graphen được xem là cuộc cách mạng công nghệ khử muối. Các nhà nghiên cứu ở MIT (Viện Công nghệ Massuchusetts Mỹ) đã phát hiện thấy “tính thấm nước của vật liệu này cao hơn nhiều lần so với màng thẩm thấu ngược truyền thống, vì vậy màng graphen nano rất hữu ích trong việc lọc nước uống”.
Kính áp tròng graphen giúp con người có tầm nhìn tốt.
Con người sẽ có tầm nhìn rất tốt
Chúng ta đã được xem bộ phim hành động khoa học viễn tưởng kinh điển có tên Predator (Kẻ săn mồi), đề cập tới một sát thủ ngoài hành tinh có khả năng nhìn thế giới bằng tia hồng ngoại nhiệt. Và giờ đây ý tưởng trên đang trở thành hiện thực nhờ có vật liệu graphen.
Để tạo ra loại kính áp tròng mới, các nhà khoa học ở Đại học Michigan, Mỹ (UoM) đặt một lớp cách điện giữa 2 tấm graphen, tạo ra điện tích mạnh hơn. Lớp đầu hấp thu ánh sáng hồng ngoại, giải phóng các điện tử của graphen và tạo ra các lỗ tích điện dương. Nhờ vào thủ thuật cơ lượng tử, các điện tử đó trượt qua lớp cách điện và đi vào tấm graphen bên dưới có điện tích chạy qua. Công nghệ mới đã giúp thu nhỏ kích thước thiết bị xuống chỉ bằng khoảng một móng tay và có thể tích hợp vào các sản phẩm thương mại, như ống kính máy ảnh và các thiết bị khác. Kính áp tròng graphen thế hệ mới giúp người đeo cảm nhận được toàn bộ phổ hồng ngoại, cộng với ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím.
Bao cao su graphen siêu mỏng
Một trong những ứng dụng khác của graphen là cải thiện đời sống tình dục cho con người. Bao cao su làm từ graphen siêu mỏng, tạo cảm giác như không mang “áo mưa”. Chưa hết, nó còn có độ bền cao hơn so với bất kỳ loại bao cao su nào hiện có. “Nếu dự án thành công, tương lai mối quan hệ tình dục của con người sẽ trở nên gần gũi hơn”, Aravind Vijayaraghavan, nhà khoa học vật liệu hàng đầu của Mỹ, người tham gia dự án nghiên cứu bao cao su graphen từ năm 2013 cho hay.
Thuốc nhuộm tóc chất lượng cao từ graphen
Trong một nghiên cứu hoàn thành năm 2018, Đại học Northwestern University, Mỹ (NU) cho biết, tương lai sẽ có một loại thuốc nhuộm tóc từ graphen, không chỉ có hiệu suất “vĩnh viễn”, mà nó còn an toàn do không cần bất kỳ dung môi hữu cơ hoặc thành phần phân tử độc hại nào. Đặc biệt, nó có thể cung cấp các đặc tính kháng khuẩn, chống tĩnh điện và tản nhiệt cho tóc.
Thực chất đây là một loại gel graphene-oxide, đã được nhóm nghiên cứu phun lên mái tóc vàng và để khô trong 10 phút. Các sợi tóc được bọc trong một màng graphen chỉ dày 2 micron, có độ bền sau 30 lần gội. Riêng đặc tính chống tĩnh điện có thể mang lại lợi ích thẩm mỹ cho con người, lớp phủ màng graphen không gây hại cho tóc và sức khỏe chung của người dùng. Theo tác giả nghiên cứu chính, Jiaxing Huang thì ý tưởng ra đời thuốc nhuộm tóc nói trên được lấy cảm hứng từ sự tò mò sau khi nghiên cứu sâu về thuốc nhuộm tóc. Đây thực sự không phải là một vấn đề nhỏ, vừa mang lại vẻ đẹp, sự tự tin cho con người, lại không gây hại cho người dùng và môi trường như thuốc nhuộm tóc truyền thống.