Vật liệu tự vá liền khi bị rách

Các nhà khoa học Mỹ chế tạo thành công loại vật liệu thích ứng mới mang đặc tính nửa chất rắn, nửa chất lỏng, có thể tự vá liền khi rách và trở về hình dạng ban đầu sau biến dạng.

Vật liệu mang đặc tính nửa rắn nửa lỏng. Ảnh: Đại học Rice.

Theo Science Alert, vật liệu composite tự thích ứng có tên gọi SAC gồm các hạt cao su tròn cỡ micromet rất dính và bám chặt vào nhau để tạo thành một khối rắn. Giống như bọt biển, hợp chất này có khả năng tự liền lại nhiều lần khi bị bẻ gãy,và khôi phục về hình dạng ban đầu. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Applied Materials & Interfaces hôm 31/12/2015.

Khác với các vật liệu tự vá liền mang đặc tính lỏng nhiều hơn, SAC thể hiện đặc tính rắn một cách rõ rệt. "Chúng tôi muốn tìm ra một loại vật liệu phỏng sinh có khả năng tự thay đổi kết cấu hoặc cấu trúc bên trong để thích ứng với các tác động bên ngoài. Ban đầu chúng tôi chế tạo theo hướng nghiêng về đặc tính lỏng, song chúng tôi lại muốn chất lỏng đó có thể ổn định một chỗ thay vì chảy tràn khắp nơi", Alin Cristian Chipara, một thành viên nhóm nghiên cứu ở Đại học Rice, Texas, Mỹ, chia sẻ.

Giải pháp nhóm nghiên cứu đưa ra là kết nối 2 polymer với nhau bằng dung môi. Khi đun nóng, dung môi bay hơi, để lại một khối xốp rỗng bao gồm các hình cầu dính. Các hình cầu chứa chất lỏng này được làm từ hợp chất polyvinylidene fluoride (PVDF) và được phủ một lớp nhớt polydimethylsiloxane (PDMS).

"Mẫu vật chúng tôi tạo ra có thể khiến bạn khó hình dung nó chứa chất lỏng. Nó không mềm như gel mà trông giống một viên đường hơn và bạn có thể nén chặt nó", Jun Lou, nhà khoa học vật liệu nói.

Theo các nhà nghiên cứu, hợp chất này rất dễ sản xuất, và có thể điều chỉnh tỷ lệ rắn - lỏng của hỗn hợp cuối cùng tùy theo tính năng mong muốn.

"Gel là một dạng chất lỏng tồn tại ở thể rắn, nhưng quá mềm. Chúng tôi muốn thứ gì đó có tính cơ học tốt hơn. Cuối cùng chúng tôi tìm được một loại gel đặc biệt mà trong đó, đặc tính của chất lỏng chỉ chiếm khoảng 50%", Pulickel Ajayan, thành viên nhóm nghiên cứu, chia sẻ.

Trong quá trình thử nghiệm, giá trị mô-đun tích trữ của SAC tăng lên đến 683%. Đây là thông số dùng để mô tả tính chất tự hóa cứng của vật liệu. Theo nhóm nghiên cứu, nó lớn hơn nhiều so với vật liệu composite rắn và các vật liệu khác. Hiện nay, vật liệu mới chỉ được chế tạo hạn chế trong phòng thí nghiệm, nhưng các nhà khoa học cho biết họ có một thiết kế khác để sản xuất quy mô lớn.

Theo VnExpress