Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Nhựa mới tự lành khi tiếp xúc với ánh sáng có thể kéo dài vòng đời của vệ tinh (02/08/2018)

Loại nhựa mới tự hàn gắn vết nứt khi bị hư hại có nghĩa là các vệ tinh sẽ có thể ở lại quỹ đạo lâu hơn. Polyme xử lý vết nứt khi tiếp xúc với ánh sáng bằng cách chuyển đổi từ cấu trúc cứng thành một chất mềm và dẻo. Trong những điều kiện nhất định, nhựa được các nhà nghiên cứu sử dụng có thể mềm hơn gấp 10 lần. Loại nhựa này cũng có thể được dùng để phủ lên các loại xe như ô tô, giúp chúng có khả năng tự sửa chữa sau khi có va chạm.

Loại nhựa mới tự hàn gắn vết nứt khi bị hư hại có nghĩa là các vệ tinh sẽ có thể ở lại quỹ đạo lâu hơn.

Jeremiah Johnson, giáo sư hóa học và là trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Bạn có thể chuyển đổi trạng thái vật chất và ở mỗi trạng thái đó, vật liệu hoạt động như thể đó là vật liệu hoàn toàn khác, dù nó được tạo thành từ tất cả các thành phần tương tự nhau”.

Thông thường khi một vật liệu được hình thành, độ cứng của nó không thể thay đổi. Ví dụ, bóng cao su có độ đàn hồi, nhưng không thể giòn nếu không làm thay đổi thành phần hóa học của nó. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một loại vật liệu có thể chuyển đổi giữa các trạng thái.

Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã làm điều này bằng cách gắn các polyme vào một phân tử nhạy quang có khả năng thay đổi các liên kết trong vật liệu. Vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu là polyme polyethylene glycol (PEG), nhưng các chuyên gia tin rằng vật liệu này có thể hoạt động với bất kỳ loại polyme nào.

Quá trình này mất khoảng năm giờ để hoàn thành và các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng có thể thực hiện chuyển đổi qua lại đến 7 lần. Sau mỗi lần thực hiện, tỷ lệ nhỏ polyme bị lỗi không chuyển đổi trở lại. Điều này có nghĩa là vật liệu sẽ bị hỏng.

Vật liệu bao gồm các cấu trúc giống như lồng chứa kim loại kết hợp với nhau bằng cách sử dụng các liên kết polyme linh hoạt. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra những vật liệu này bằng cách trộn polyme gắn với các nhóm được gọi là phối tử, có thể liên kết với một nguyên tử kim loại. Mỗi nguyên tử kim loại trong trường hợp này là palladium, có thể tạo thành liên kết với bốn phân tử phối tử, tạo ra các cụm giống lồng cứng.

Khi các nhà nghiên cứu chiếu ánh sáng xanh lá cây trên vật liệu, góc liên kết nhỏ hơn và các cụm nhỏ hơn lại hình thành. Khi vật liệu ở trạng thái cụm nhỏ, nó mềm hơn gấp mười lần. TS. Johnson cho rằng: “Chúng có thể chảy khi bị nung nóng, nghĩa là bạn có thể cắt chúng và khi làm nóng nhẹ, hư hại sẽ được khắc phục”. Khi phương pháp này được sử dụng phổ biến, palladium, kim loại quý và đắt tiền sẽ được thay thế bằng vật liệu rẻ hơn.

Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu chế tạo các vật liệu có thể chuyển đổi từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đang sử dụng ánh sáng để lập các mô hình phần cứng và mềm trong cùng một vật liệu. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.

Nguồn: N.P.D (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 25/7/2018