Thủy tinh siêu bền dựa trên vỏ động vật thân mềm

Trong tương lai, nếu bạn vô tình hay cố ý thả một chiếc ly trên sàn nhà thì nó sẽ không bị vỡ, nhờ cấu trúc vật liệu tạo nên chiếc ly được lấy cảm hứng từ vỏ một động vật thân mềm.

65-41a79.jpg


Lấy cảm hứng từ động vật có vỏ bọc, các nhà khoa học tại Đại học McGill ở Montreal đã tạo ra một quy trình mới làm tăng độ dẻo dai của thủy tinh. Do vậy, trong tương lai, khi bị rơi các mặt hàng được chế tạo bằng công nghệ này có thể bị biến dạng, chứ không bị vỡ tan.

Nếu bạn nhìn vào bề mặt bên trong của vỏ một động vật nhuyễn thể như bào ngư, trai hay hàu, bạn sẽ thấy một chất liệu óng ánh và sáng bóng. Chất liệu này được gọi là xà cừ tạo cho các vỏ bọc sức mạnh - mặt ngoài của vỏ được làm gần như hoàn toàn từ cacbonat canxi có thể rất giòn và dễ vỡ, nhưng nhờ chất liệu xà cừ này mà vỏ của một số loài dù bị rơi cũng không vỡ.

Một nhóm nghiên cứu do GS. François Barthelat đứng đầu đã nghiên cứu cấu trúc bên trong của xà cừ và nhận thấy cấu trúc này rất vững chắc, do được liên kết tương tự như khối xếp hình Lego. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng ranh giới giữa các “mảnh ghép Lego” không phải là thẳng mà lượn sóng, giống như các cạnh của mảnh ghép trong trò chơi ghép hình. Bằng các phương pháp phân tích trên mô hình 3D, các nhà nghiên cứu nhận thấy cấu trúc xà cừ có tác dụng hấp thụ và phân tán lực, giữ cho vỏ động vật không bị vỡ.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các mảnh thủy tinh siêu nhỏ giống cấu trúc xà cừ bằng cách sử dụng tia lade để chạm trổ mạng lưới các đường nứt micro 3D hình gợn sóng. Khi các mảnh thủy tinh được cho va chạm, cấu trúc dạng xà cừ hấp thụ và phân tán lực, giữ cho thủy tinh không vỡ. Kết quả là những miếng thủy tinh được xử lý bằng kỹ thuật trên có độ bền cao hơn 200 lần so với các miếng thủy tinh bình thường.

GS. François Barthelat tin rằng sẽ việc mở rộng các “miếng ghép hình” này để giúp tạo ra những sản phẩm lớn hơn là tương đối đơn giản. Nhóm của GS. Barthelat đang có kế hoạch áp dụng quy trình mới vào các vật liệu giòn và dễ vỡ khác như gốm sứ. Một bài báo về nghiên cứu trên đã được công bố trên tạp chí Nature Communications

Theo NASATI
 

Những đạo hữu đang tham gia đàm luận

Top