Siêu vật liệu biến hình có thể nâng một khối lượng gấp 1000 lần nó

Trong khoa học vật liệu, bạn không bao giờ nên đánh giá thấp sức mạnh của một vật thể, dù nó có vẻ rất nhỏ bé.

Mới đây, một nhóm các kỹ sư đến từ Đại học Rochester, Hoa Kỳ đã chế tạo thành công một loại polyme biến hình, đáp ứng nhanh với nhiệt độ cơ thể. Đáng chú ý, vật liệu mới này cực kì khỏe. Một đoạn dây làm bằng polyme này có thể treo một khối lượng gấp 1000 lần nó.

Kết quả nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics.



Time-lapse quá trình biến hình của polyme trong 10 giây, dưới tác động của thân nhiệt.

Thoạt nhìn vào vật liệu này, bạn có thể thấy nó có thể được kéo dãn rất mạnh. Điều này tác dụng vào nó một ngoại lực. Chúng khiến các phân tử bên trong vật liệu kết tinh lại thành các chuỗi. Những chuỗi này nhanh chóng xếp hàng theo cùng hướng, ngay khi tinh thể hình thành bên trong vật liệu.

Cuối cùng, polymer hoàn thành việc biến hình và ổn định hình dáng của nó. Quá trình này được các nhà nghiên cứu gọi là 'sự kết tinh do lực căng'.

Trong khi các vật liệu polyme biến hình không phải là mới, loại vật liệu mà các nhà nghiên cứu tại Đại học Rochester phát triển có một tính chất đặc biệt. Nó có thể đáp ứng nhanh chóng với nhiệt đột cơ thể.

Ngay khi tiếp xúc với một nhiệt độ khoảng 35oC, các tinh thể bắt đầu 'tan chảy'. Các chuỗi sụp đổ khiến polymer trở lại hình dáng ban đầu. Bạn có thể thấy trong video, sợi polymer nhanh chóng co lại khi ngón tay chạm và tác động nhiệt vào nó.


Giáo sư Mitchell Anthamatten, Đại học Rochester giới thiệu về vật liệu mới.

Để có được tính chất một không hai này, các nhà khoa học đã phải can thiệp vào tận cấu trúc phân tử của vật liệu. Họ thêm vào đó các liên kết phân tử, giống như các thanh chống siêu nhỏ không thể kết tinh.

Thành phần này chỉ khiến quá trình kết tinh bị ức chế mà không ngăn chặn hẳn nó. Một lượng vừa đủ các liên kết được thêm vào để biến nhiệt độ cơ thể thành một điểm nút cho sự kết tinh.

Khi một vật liệu có thể biến hình qua lại giữa hai trạng thái, đáp ứng với nhiệt độ cơ thể con người, nó là một ứng viên cho nhiều ứng dụng y tế. Ví dụ, vật liệu polyme mới này có thể được sử dụng làm chỉ phẫu thuật, kim lọc máu, các neo chỉnh hình và đặc biệt là da nhân tạo.

Nói thêm về các ứng dụng, giáo sư kỹ thuật hóa học Mitchell Anthamatten đến từ Đại học Rochester cho biết: 'Sử dụng nhiệt để kích hoạt việc biến hình chỉ là một phần câu chuyện. Chúng tôi còn thiết kế vật liệu này để thực hiện những công việc cơ khí, dựa trên tính chất phục hồi hình dạng của nó'.


Polymer biến hình còn có những tiềm năng ứng dụng trong cơ khí.

Cấu trúc bên trong vật liệu này được thiết kế để có thể lưu trữ một lực đàn hồi. Nó tương tự như cách một lò xo làm khi bị nén hoặc kéo dãn. Tuy nhiên, một lò xo sẽ xả lực lưu trữ một cách rất nhanh chóng, trong khi vật liệu polyme mới có thể kiểm soát quá trình một cách từ từ.

Trong các thử nghiệm, các nhà nghiên cứu chỉ ra kết quả: một gam vật liệu này có thể nâng nổi 1 lít nước. Theo tỉ lệ này, họ chỉ cần 1 kilogam polyme biến hình, nó có thể nâng tới 4 con sư tử Châu Phi trưởng thành.

Ngay bây giờ, bạn có thể hình dung về tương lai của những chiếc chân tay giả mang một sức mạnh như vậy. Nhiều hướng ứng dụng khác cũng sẽ được mở ra từ tính chất có một không hai của loại polyme này. Rõ ràng, các kỹ sư của Đại học Rochester đã cho chúng ta thấy trong khoa học vật liệu, bạn không bao giờ nên đánh giá thấp sức mạnh của một vật thể, dù nó có vẻ rất nhỏ bé.

TIN LIÊN QUAN

Tại sao kẹo cao su lại dính như vậy?

Bạn đã bao giờ chẳng may giẫm phải kẹo cao su chưa? Nếu rồi thì chắc chắn bạn sẽ hiểu nó dính đến thế nào.

Phát triển thành công cơ nhân tạo y như đồ thật, lại có khả năng tự tái tạo

Không chỉ có da nhân tạo hay các bộ phận giả, các nhà khoa học giờ đây đã cho ra đời các bó cơ nhân tạo cho con người.

Bao bì kiểu mới giúp bảo quản thức ăn tốt hơn màng bọc thực phẩm nilon

Bảo quản thực phẩm bằng cách dùng màng nilon bọc kín đang rất phổ biến hiện nay.

Chế tạo thành công Pin mặt trời siêu nhẹ

Các nhà khoa học Mỹ phát minh loại pin quang điện siêu mỏng và siêu nhẹ, có thể đặt trên đỉnh những bong bóng xà phòng mà không làm vỡ chúng.

Vật liệu nhẹ nhất thế giới, nhẹ hơn cả không khí nay đã có thể in 3D

Việc có thể in 3D thành công sử dụng loại vật liệu nhẹ nhất thế giới - graphene aerogel hứa hẹn sẽ mở ra một chương mới cho ngành công nghiệp vật liệu.

Sàn nhà làm từ bột gỗ nano có khả năng cung cấp điện

Với chất liệu rẻ tiền và công nghệ đơn giản, phương pháp này hứa hẹn một sự đột phá mới trong lĩnh vực năng lượng xanh của tương lai.

Năm 2050, con người sẽ trở thành "siêu nhân" nhờ 4 công nghệ này

Với những bước tiến công nghệ đáng kinh ngạc, Google và những gã khổng lồ công nghệ khác đang chứng minh cho chúng ta thấy công nghệ có khả năng giúp con người cải tiến và sữa chữa bản thân mình. Những chip cấy siêu nhỏ giúp người mù có thể nhìn

Chế tạo thành công loại vật liệu “tự vá liền” như da thịt người sói Wolverine

Các nhà khoa học đã bước đầu chế tạo thành công một loại vật liệu tự vá liền như da thịt người sói.

THỦ THUẬT HAY

Mẹo tiết kiệm pin tối đa cho điện thoại Samsung

Thời lượng pin là vấn đề mà hầu hết người dùng điện thoại quan tâm. Với những thủ thuật đơn giản sau đây, bạn sẽ không lo 'dế yêu' hết pin quá...

13 tính năng tuyệt vời của YouTube ít được biết đến

Rõ ràng, YouTube đã quá quen thuộc với nhiều người dùng. Tuy nhiên, ít người biết đến 13 tính năng vô cùng tuyệt vời sau.

Cách phát trực tiếp, live stream game trên Youtube

Khả năng hỗ trợ phát trực tuyến (live stream) của YouTube đã trở nên tốt hơn. Nếu bạn là người tạo nội dung trên Youtube và muốn phát trực tiếp game trên nền tảng này, hãy thực hiện theo hướng dẫn sau.

Hướng dẫn tạo chương trình giảm giá cho cửa hàng trên Zalo

Với giao diện thân thiện, rất dễ sử dụng, cùng nhiều tính năng hấp dẫn ngay từ khi mới ra mắt Zalo Shop được đông đảo người dùng đón nhận rất nhiệt tình. Ngoài việc cho phép đăng bán sản phẩm, cập nhật sản phẩm mới,

Cách chặn Windows 10 tự động cập nhật nhanh chóng, đơn giản

Ứng dụng miễn phí mang tên StopUpdates10 sẽ giúp bạn làm điều đó. Đầu tiên hãy tải StopUpdates10 ở link dưới, rồi khởi động ứng dụng.

ĐÁNH GIÁ NHANH

Đánh giá Huawei nova 2i: Tiện nghi giá tốt

Huawei cố gắng trang bị khá đầy đủ cho chiếc smartphone chủ lực của hãng trong phân khúc tầm trung.

Đánh giá hiệu năng Meizu PRO 6: Nhanh, mượt và nóng

Meizu PRO 6 là chiếc điện thoại hàng đầu của hãng điện thoại đến từ Trung Quốc với cấu hình cực mạnh mẽ.

Đánh giá chi tiết Redmi 5 Plus: Smartphone giá rẻ, pin trâu, cấu hình tốt

Redmi 5 Plus có 3 phiên bản đen, xanh dương và vàng đồng. Chiếc mình đang dùng để đánh giá chi tiết là phiên bản màu đen. Cảm giác của mình khi cầm chiếc điện thoại này trên tay chính là hơi to và rất đằm tay.