Friday, May 20, 2022

Sáng chế vật liệu mới mạnh như kim loại nhưng nhẹ tựa bọt biển

-

Vật liệu là chất hoặc hợp chất được con người dùng để làm ra những sản phẩm khác.Vật liệu có thể là vật chất tồn tại trong tự nhiên hoặc tạo thành từ quá trình tinh chế, tổng hợp. Chúng là nguồn nguyên liệu, giữ vai trò quan trọng trong tất cả các ngành công nghiệp sản xuất sản phẩm nói chung.

Sáng chế vật liệu mới mạnh như kim loại nhưng nhẹ tựa bọt biển - Ảnh 1.

Sản xuất vật liệu thời tiền sử

Về phương diện lịch sử, nền văn minh nhân loại đã từng được đặt tên theo sự phát hiện, phát triển của vật liệu sử dụng theo các thời kỳ như: thời kỳ đồ đá, đồ đồng, đồ sắt và thời kỳ của những vật liệu mới, vật liệu tiên tiến. Thế kỷ 21, vật liệu mới với tính năng cao và đa năng trở thành trọng tâm nghiên cứu khoa học, là thước đo tiến bộ khoa học kỹ thuật và cuộc đua tranh quyết liệt của các hãng sản xuất, các quốc gia.

Những điểm nóng trong vật liệu hiện nay là: vật liệu nano (để chế tạo những vật cực nhỏ), vật liệu siêu dẫn (cho phép dòng điện cường độ cực lớn chạy qua vì gần như không có điện trở), vật liệu sinh học, vật liệu điện tử, vật liệu quang điện. Phát triển vật liệu xây dựng mới không chỉ làm cho chúng có cường độ lớn hơn hoặc nhẹ hơn mà còn làm cho chúng thân thiện hơn với môi trường

Sáng chế vật liệu mới mạnh như kim loại nhưng nhẹ tựa bọt biển - Ảnh 2.

Các nhà khoa học thuộc Đại học Johns Hopkins, Hoa Kỳ đã sáng chế vật liệu mới làm từ chất đàn hồi tinh thể lỏng có thể hấp thụ năng lượng từ các tác động một cách hiệu quả.

Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Johns Hopkins đã phát triển một loại vật liệu hấp thụ va chạm mới siêu nhẹ, nhưng vẫn cung cấp khả năng bảo vệ như kim loại. Chúng có thể dùng làm vật liệu để sản xuất mũ bảo hiểm, áo giáp và các bộ phận cho xe cộ, máy bay do ưu điểm nhẹ hơn, mạnh hơn và quan trọng là có thể tái sử dụng.

Nhóm đã tạo ra vật liệu bao gồm các dầm nghiêng của LCE, được kẹp giữa các cấu trúc hỗ trợ cứng. Đơn vị cơ bản này được lặp lại trên vật liệu trong nhiều lớp, do đó chúng có thể uốn cong khi va chạm ở các tốc độ khác nhau, giúp tiêu tán năng lượng một cách hiệu quả.

Trong một loạt các thí nghiệm, nhóm đã kiểm tra xem vật liệu có thể chịu được tác động như thế nào. Các vật liệu này đã bị va chạm bởi các vật thể nặng từ 4 đến 15 lb (1,8 kg và 6,8 kg) ở tốc độ lên tới 22 dặm/giờ (35,4 km/h) và nhận thấy năng lương tác động đã bị triệt tiêu.

Điều hiển nhiên là vật liệu sẽ hoạt động tốt hơn khi kết hợp với nhiều lớp tế bào hơn. Ví dụ, một cấu trúc có bốn lớp có mật độ hấp thụ năng lượng gần như gấp đôi so với cấu trúc một lớp.

Mặc dù các vật liệu cho đến nay chỉ được thử nghiệm với tác động lên đến 22 dặm/giờ, nhóm nghiên cứu nói rằng chúng cũng có thể hấp thụ các tác động ở tốc độ cao hơn.

Sáng chế vật liệu mới mạnh như kim loại nhưng nhẹ tựa bọt biển - Ảnh 3.

Vật liệu đàn hồi tinh thể lỏng với nhiều hình dạng khác nhau

“Chúng tôi rất vui mừng về những phát hiện của mình về khả năng hấp thụ năng lượng cực lớn của vật liệu mới”, ông Sung Hoon Kang, đồng tác giả và là một trợ lý giáo sư về kỹ thuật cơ khí cho biết. “Vật liệu này mang lại khả năng bảo vệ tốt hơn trước nhiều tác động, nhưng nhẹ hơn có thể giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tác động môi trường của xe cộ trong khi thoải mái hơn cho người mặc đồ bảo hộ.”

Ứng dụng đầu tiên của nó sẽ là mũ bảo hiểm, vì nhóm hiện đang làm việc với một công ty để thiết kế và thử nghiệm loại đồ bảo hộ này cho các vận động viên và quân đội.

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như nhu cầu và đòi hỏi ngày càng cao của con người, các loại vật liệu mới sẽ không ngừng được tìm tòi và có những tính năng ưu điểm vượt trội, được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện đại.

Tham khảo News Atlas

Phát Bùi
Sáng đi làm.
Chiều đi học.
Tối làm homework.

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Đọc Nhiều

Mới Đăng

- Quảng cáo -

Cùng Chuyên Mục
Recommended to you