Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Cấu trúc kích thước phân tử có thể thu nhỏ các dụng cụ tiện ích trong tương lai (12/09/2014)

Quân đội Mỹ không chỉ chế tạo các loại xe tăng to lớn đáng sợ hay những chiếc máy bay chiến đấu khổng lồ, mà còn quan tâm đến những vật liệu nhỏ xíu. Dự án nghiên cứu mới đây nhất của Lầu Năm Góc nhằm vào cải tiến các công nghệ hiện nay bằng cách thu nhỏ tới kích thước vi mô.

Chương trình Atoms to Product (A2P) (từ nguyên tử đến sản phẩm) được khởi xướng gần đây nhằm mục tiêu phát triển các vật liệu có kích thước nguyên tử để chế tạo các sản phẩm quân sự và tiêu dùng tiên tiến. Các phương pháp chế tạo kích thước vi mô này sẽ hoạt động ở phạm vi kích thước nhỏ hơn 100.000 lần so với các phương pháp hiện đang được sử dụng để thiết kế các công nghệ mới, theo Cơ quan các dự án nghiên cứu tiên tiến quốc phòng của Mỹ (DARPA) cho biết.

Các vật liệu công nghệ cao kích cỡ nhỏ trong tương lai có thể được sử dụng để thiết kế các thiết bị như máy bay không người lái có kích thước như chim ruồi và đồng hồ nguyên tử siêu chính xác (và siêu nhỏ) - đã có hai dự án được DARPA khởi xướng. 

Theo John Main, nhà quản lý chương trình thuộc văn phòng khoa học quốc phòng của DARPA cho biết: "Nếu thành công, chương trình A2P có thể đem lại khả năng chế tạo các loại vật liệu hoàn toàn mới, mang các đặc tính nano với mọi kích cỡ".

Khi các vật liệu được tạo ra ở phạm vi kích thước trong khoảng từ 1 đến 100 nanomét (tức là từ 1 đến 100 phần tỷ mét), các đặc tính của vật liệu thay đổi đáng kể. Tại kích cỡ nano, vật liệu có thể có các điểm nóng chảy, độ dẫn điện, tính chất từ ​​khác và có các phản ứng khác nhau với các hóa chất nhất định, theo Sáng kiến ​​công nghệ nano quốc gia, một chương trình của chính phủ Mỹ.

Những đặc tính ở kích cỡ nano này mang lại lợi ích cho các vật liệu lớn hơn, theo các nhà nghiên cứu của DARPA cho biết. Và các đặc tính ở kích cỡ nguyên tử này có thể dẫn đến những lợi thế nhất định trong thiết kế các công nghệ quốc phòng và dân sự. DARPA cho biết, có thể sử dụng các vật liệu kích cỡ tế vi để chế tạo các sản phẩm có các bộ phận gắn liền với nhau mà không cần keo dính hay các phương pháp bám dinh khác. Những vật liệu này có thể sử dụng để chế tạo loại vỏ bọc có thể chịu được nhiệt độ thay đổi nhanh chóng. DARPA cũng muốn khám phá hiện tượng gọi là hấp thụ và tán xạ ánh sáng "điều chỉnh được" ("tunable" light absorption and scattering). "Tunability" (khả năng điều chỉnh) ám chỉ đến chất lượng khác của vật liệu nano: Bằng cách thay đổi kích thước các hạt trong một vật liệu, các nhà khoa học có thể tinh chỉnh thực sự một số đặc tính nhất định của vật liệu để phù hợp hơn với các mục đích nghiên cứu. DARPA đã cho thấy sự quan tâm đến việc sử dụng khả năng tinh chỉnh để sáng tạo công nghệ, như các bộ cảm biến hoặc vi mạch, chỉ hấp thụ hoặc phản xạ những bước sóng ánh sáng nhất định. Khả năng tinh chỉnh còn có thể giúp các nhà nghiên cứu thu nhỏ kích cỡ các vật liệu, các quy trình và thiết bị vốn không thể vi tiểu hình hóa bằng các công nghệ hiện nay.

Nguồn: www.vista.vn (Theo Live Science)