Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Vật liệu tổng hợp tự sửa chữa nhiều lần (16/05/2014)

Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Beckman, Đại học Illinois, đã tạo ra một hệ thống vi mạch 3D cho phép các vật liệu tổng hợp (composite) hiệu suất cao có thể tự sửa chữa chữa.

Hư hại bên trong vật liệu composite hiệu suất cao, như loại vật liệu được sử dụng trong cấu trúc của máy bay hiện đại và xe ô tô, rất khó để phát hiện và gần như không thể sửa chữa bằng các phương pháp thông thường. Một vết nứt bên trong như vậy có thể nhanh chóng tiến triển và không thể phục hồi, đây là hạn chế lớn nhất đối với việc sử dụng rộng rãi hơn của vật liệu composite.

Dựa vào ý tưởng hiện nay nhiều loại polyme có khả năng tự phục hồi khi bị hỏng, nhờ sử dụng các viên nén micro nhúng trong cấu trúc polyme để khi bị đứt vỡ để tạo tác nhân tự phục hồi, các nhà nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật mới giúp đưa khả năng tự phục hồi lên các vật liệu vật liệu composite gia cường như những vật liệu được sử dụng trên máy bay. Công nghệ tự phục hồi này được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại viện Beckman. Họ đã thay thế các viên nén micro bằng các kênh vi mạch tách biệt, một kênh được bơm đầy nhựa resin epoxy, kênh còn lại chứa chất làm cứng.

Nguyên tắc tự phục hồi là khi sợi tổng hợp gia cường trên vật liệu bị hư hại, mạng lưới vi mạch 3D này sẽ bị đứt gãy, chất lỏng trong 2 kênh được tiết ra, hòa vào nhau và được polyme hóa để sửa chữa vật liệu. Ngoài ra, công nghệ này cho phép vật liệu có thể tự phục hồi nhiều lần trong quá trình sử dụng.

Các nhà nghiên cứu đã xác lập được cấu trúc mạng lưới kênh vi mạch tối ưu để các tác nhân phục hồi kết hợp với nhau hiệu quả hơn giúp tăng cường quá trình hòa trộn của chất lỏng trong vật liệu.

Nguồn: www.vista.vn (Theo: http://beckman.illinois.edu)