SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ CẦN THƠ

Khoa học, công nghệ và Đổi mới sáng tạo - Khơi dậy khát vọng kiến tạo tương lai

Vật liệu mới có độ bền khác thường

[28/03/2023 09:02]

Các kỹ sư của Caltech đã tạo ra một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực vật liệu cấu trúc nano và vi mô bằng cách tạo ra một loại vật liệu mới bao gồm nhiều nút thắt siêu nhỏ được kết nối với nhau.

So với các vật liệu giống hệt nhau về cấu trúc nhưng không có nút thắt, sự hiện diện của các nút thắt trong vật liệu mới này giúp tăng cường đáng kể độ dẻo dai của nó bằng cách cho phép nó hấp thụ nhiều năng lượng hơn và biến dạng nhiều hơn trước khi trở lại hình dạng ban đầu mà không bị hư hại. Vật liệu thắt nút mới này có thể tìm thấy các ứng dụng trong y sinh cũng như trong các ứng dụng hàng không vũ trụ do độ bền, khả năng tương thích sinh học và khả năng biến dạng cực cao của chúng.

Mỗi nút thắt có chiều cao và chiều rộng khoảng 70 micromet và mỗi sợi có bán kính khoảng 1,7 micromet (khoảng một phần trăm bán kính của một sợi tóc người). Mặc dù đây không phải là nút thắt nhỏ nhất từng được tạo ra năm 2017, các nhà hóa học đã thắt một nút thắt làm từ một dải nguyên tử riêng lẻ—điều này thể hiện lần đầu tiên một vật liệu bao gồm nhiều nút thắt ở quy mô này từng được tạo ra. Hơn nữa, nó cho thấy giá trị tiềm năng của việc bao gồm các nút kích thước nano này trong vật liệu.

Các vật liệu thắt nút, được tạo ra từ polyme, thể hiện độ bền kéo vượt xa các vật liệu không thắt nút nhưng giống hệt nhau về mặt cấu trúc, bao gồm cả những vật liệu mà các sợi riêng lẻ được đan xen thay vì thắt nút. Khi so sánh với các vật liệu không thắt nút, vật liệu thắt nút hấp thụ năng lượng nhiều hơn 92 phần trăm và cần nhiều hơn gấp đôi lực căng để gãy khi kéo.

Các nút thắt không được buộc mà được sản xuất ở trạng thái thắt nút bằng cách sử dụng kỹ thuật in khắc 3D có độ phân giải cao tiên tiến có khả năng tạo ra các cấu trúc ở cấp độ nano. Các mẫu chi tiết trong bài báo Science Advances chứa các nút thắt đơn giản—một nút thắt quá tay với một vòng xoắn bổ sung cung cấp thêm ma sát để hấp thụ thêm năng lượng trong khi vật liệu bị kéo căng. Trong tương lai, nhóm có kế hoạch khám phá các vật liệu được tạo ra từ các nút thắt phức tạp hơn.

https://scitechdaily.com
Bản quyền @ 2017 thuộc về Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ
Địa chỉ: Số 02, Lý Thường kiệt, phường Tân An, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ
Điện thoại: 0292.3820674, Fax: 0292.3821471; Email: sokhcn@cantho.gov.vn
Trưởng Ban biên tập: Ông Trần Đông Phương An - Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ