Sử dụng ánh sáng mặt trời để vận hành phi thuyền trong không gian?

Cho dù graphene có nhiều điểm ưu việt nhưng sẽ phải mất rất lâu mới có thể xuất hiện trên phạm vi thương mại. Tuy nhiên mới đây các nhà khoa học cho hay vật liệu này có thể sẽ tham gia vào việc thăm dò không gian: Khi được đốt nóng bằng tia sáng, nó có xu hướng dịch chuyển về phía trước.

Rõ ràng đây là một kết luận khá kỳ lạ về graphene, cần phải được kiểm định bởi nhiều nhà khoa học khác.

Các nhà khoa học vô tình phát hiện ra điều thú vị này khi đang nghiên cứu miếng bọt biển làm từ graphene gồm các tấm đơn nguyên tử carbon xếp dày lên nhau. Khi nhóm nghiên cứu chiếu chùm tia laser để cắt miếng bọt biển, họ kinh ngạc phát hiện ra có vẻ như miếng bọt biển đang di chuyển về phía trước. Vì thế, nhóm nghiên cứu đã nhanh chóng tiến hành một số thí nghiệm khác được mô tả dưới đây:

Họ đặt miếng bọt biển graphene trong chân không và chiếu tia laser với bước sóng và cường độ khác nhau. Kết quả là miếng bọt biển được “đẩy” đi tới hơn 40 cm. Họ thậm chí còn có thể di chuyển miếng graphene bằng cách hội tụ năng lượng mặt trời vào một thấu kính chiếu thẳng vào nó.

Vậy nguyên lý nào giải thích cho hiện tượng này? Có lẽ điều này cũng tương tự như cách vận hành thuyền buồm bằng năng lượng mặt trời, khi các photon ánh sáng “lấy đà” và truyền động lực vào bất kỳ thứ gì trên quãng đường chúng di chuyển, từ đó đẩy thuyền tiến về phía trước. Nhưng với miếng bọt biển graphene “biết đi” trong thí nghiệm trên, dường như sự dịch chuyển đáng kinh ngạc này không chỉ đơn thuần do “lấy đà”.

Nhóm nghiên cứu đã giải thích nguyên lý này như sau:

Họ cho rằng graphene hấp thụ năng lượng từ tia laser và biến thành một “cục pin electron”. Cuối cùng, khi không thể giữ được lâu hơn, các electron được giải phóng và đẩy miếng bọt biển đi theo hướng ngược lại. Mặc dù chưa rõ tại sao electron không di chuyển theo các hướng ngẫu nhiên nhưng nhóm nghiên cứu đã xác nhận: xuất hiện một dòng vật chất thoát ra từ miếng graphene do tiếp xúc với tia laser, cho thấy giả thuyết này là có cơ sở.