"Pháp sư' Trung Quốc đã chế tạo thành công thiết bị cực kỳ cao cấp nhìn thấu cấu trúc vật liệu kích thước nano

[Checker]

Viện Địa hóa Quảng Châu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc thông báo đã phát triển thành công máy phân tích nhanh cấu trúc tinh thể nano đầu tiên, được xem là dấu mốc quan trọng cho thấy sự chuyển dịch căn bản từ trạng thái phụ thuộc vào thiết bị nước ngoài của Trung Quốc sang tự chủ và kiểm soát công nghệ trong một lĩnh vực khoa học chiến lược.

Ở cấp độ sâu nhất của thế giới vật chất, mọi đặc tính của vật liệu đều bắt nguồn từ cách các nguyên tử sắp xếp và tương tác với nhau. Khi khoa học tiến vào các lĩnh vực như vật liệu nano, tài nguyên đất sâu, không gian sâu hay hóa học cấu trúc, nhu cầu phân tích cấu trúc tinh thể ở kích thước dưới micromet đến nanomet trở nên đặc biệt cấp thiết. Tuy nhiên, các công nghệ truyền thống như nhiễu xạ tia X đơn tinh thể gặp nhiều giới hạn khi đối mặt với tinh thể siêu nhỏ, khiến việc phân tích chính xác gần như bất khả thi.

Trong thời gian dài, việc giải bài toán này phụ thuộc gần như hoàn toàn vào các thiết bị và phần mềm nhập khẩu. Không chỉ có chi phí rất cao, các hệ thống này còn đi kèm rào cản về vận hành, thuật toán và quyền truy cập, tạo ra sự lệ thuộc kéo dài trong những lĩnh vực có ý nghĩa chiến lược như nghiên cứu tài nguyên sâu trong lòng đất hay vật liệu tiên tiến.

Trước thực tế đó, nhóm nghiên cứu của Viện Địa hóa Quảng Châu đã đạt được bước đột phá quan trọng khi phát triển thành công máy phân tích nhanh cấu trúc tinh thể nano với mức độ nội địa hóa cao. Các thành phần cốt lõi như súng electron phóng trường và nguồn điện cao áp được tự phát triển, đồng thời nhóm nghiên cứu làm chủ các công nghệ then chốt về điều khiển chính xác cao. Điểm nổi bật của thiết bị là hệ thống thu thập và xử lý nhiễu xạ điện tử ba chiều nghiêng liên tục, cho phép kiểm soát toàn bộ quy trình từ phần cứng đến phần mềm.

Nhờ đó, thiết bị có khả năng phân tích nhanh, thông lượng cao các tinh thể và khoáng chất kích thước nano, thực hiện xác định pha và xác định cấu trúc với độ chính xác cao. Trình độ kỹ thuật tổng thể của máy được đánh giá tương đương với các thiết bị quốc tế tiên tiến cùng loại.

Giá trị của thiết bị không chỉ nằm trên lý thuyết. Công nghệ này đã được ứng dụng thành công trong thực tiễn nghiên cứu, giúp phân tích cấu trúc của hai khoáng chất mới được Hiệp hội Khoáng vật học Quốc tế công nhận và đặt tên. Đồng thời, thiết bị góp phần xác nhận giả thuyết quan trọng về sự tồn tại của nước trong mạng tinh thể Bridgemanite ở điều kiện sâu trong lòng Trái Đất, với kết quả được công bố trên tạp chí khoa học hàng đầu Science.

Sự ra đời của máy phân tích nhanh cấu trúc tinh thể nano đánh dấu bước nhảy vọt từ phụ thuộc nhập khẩu sang độc lập và có thể kiểm soát trong lĩnh vực thiết bị khoa học cao cấp. Quan trọng hơn, nó nâng cao đáng kể năng lực đổi mới ban đầu trong các ngành nghiên cứu nền tảng như khoa học vật liệu, hóa học, khoa học Trái Đất và khoa học hành tinh.

Với ưu thế trong việc phân tích các mẫu chứa nguyên tố nhẹ và các tinh thể siêu nhỏ, công nghệ và thiết bị này mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi trong tinh chế cấu trúc khoáng sản đất sét, phân tích mẫu thiên thạch, nghiên cứu không gian sâu, sàng lọc vật liệu chức năng nano thông lượng cao, cũng như trong y sinh và hóa học cấu trúc.

Ở một tầng ý nghĩa rộng hơn, thành tựu này cho thấy trong khoa học công nghệ hiện đại, việc làm chủ công cụ phân tích cốt lõi đồng nghĩa với việc nắm quyền tiếp cận bản chất của vật chất. Từ đó, một quốc gia mới có thể chủ động nghiên cứu, sáng tạo và không bị giới hạn trong những lĩnh vực công nghệ then chốt của tương lai.