Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Tạo ra sợi xen-lu-lô siêu cứng (26/06/2014)

Các nhà nghiên cứu của Trung tâm khoa học về gỗ Wallenberg (WWSC) thuộc Viện công nghệ hoàng gia Thuỵ Điển mới đây đã phát triển một công nghệ mới tạo cho các sợi xen-lu-lô siêu cứng, thậm chí có thể so với thép.

Theo các nhà nghiên cứu, loại sợi mới này có thể được sử dụng như một vật liệu sinh học thay thế cho nhiều vật liệu dạng sợi khác được chế tạo từ các chất bền như sợi thuỷ tinh, nhựa và kim loại. Việc tạo ra loại sợi này được các nhà khoa học mô tả khá đơn giản, với nguyên liệu là nước, xen-lu-lô và natri clorua. Để tạo ra vật liệu, nhóm nghiên cứu đã lấy các cụm sợi xen-lu-lô và bóc tách thành các sợi thành phần theo thớ sợi. Sau đó, họ tiến hành phân chia và ép các thớ sợi này bằng một kỹ thuật đặc biệt để tạo ra các bó sợi cứng hơn so với sợi ban đầu. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một bó sợi rất cứng và dày từ 10 đến 20 micron, tương đương với một sợi tóc người.

Trên thực tế, kỹ thuật trên không mới và từng được áp dụng để tăng độ bền chắc của các vật liệu tổng hợp. Tuy nhiên, việc tái kết hợp các thớ sợi thành bó sợi siêu cứng vẫn chưa thể đạt được trong các nghiên cứu trước đây. Nghiên cứu của các nhà khoa học Thụy Điển là một bước tiến mới trong lĩnh vực này.

Để có thể tạo ra được bó sợi siêu cứng phải cần đến một chiếc máy đúc ép tỉ lệ nhỏ để tập hợp các thớ sợi sau khi chúng được trộn với nước và natri clorua. Bằng việc điều chỉnh áp suất ép, nhóm nghiên cứu đã có thể tạo ra các bó sợi bền, liên tục từ các thớ sợi. Một điểm cần lưu ý khác là các nhà nghiên cứu đã khéo léo điều chỉnh các góc tiếp xúc của thớ sợi để xác định độ bền và độ cứng của sợi. Nếu các thớ sợi được xếp song song với nhau, vật liệu sẽ rất cứng và không có tính dẻo, nhưng nếu các thớ sợi được kết hợp tại nhiều góc tiếp xúc với nhau, vật liệu sẽ dẻo hơn và dễ uốn hơn. Kết quả là các thớ sợi có thể được tạo ra không chỉ các bó sợi cứng mà còn dẻo.

Nghiên cứu mới này đã mở ra khả năng ứng dụng của sợi xen-lu-lô siêu cứng để thay thế cotton trong vải dệt hay thậm chí được dùng thay cho các sợi thuỷ tinh để chế tạo vỏ tàu thuyền hoặc xe hơi.

Nguồn: www.vista.vn (Theo: Nature Communications)