Polymer biến hình có thể nâng được vật có trọng lượng gấp nó 1.000 lần

18/02/16, 09:32 Công nghệ

Mới đây, nhóm các kỹ sư đến từ Đại học Rochester, Hoa Kỳ đã chế tạo thành công một loại polyme biến hình, đáp ứng nhanh với nhiệt độ cơ thể. Đáng chú ý, một đoạn dây làm bằng polyme này có thể nâng một trọng lượng gấp nó 1.000.

polyme-bien-hinh
quá trình biến hình của polyme trong 10 giây, dưới tác động của thân nhiệt.

Kết quả nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics.

Nguyên lý hoạt động của loại polyme này được mô tả như sau:

Khi vật liệu chịu tác dụng của ngoại lực khiến nó bị kéo dãn, các phân tử bên trong vật liệu lập tức kết tinh lại thành các chuỗi. Những chuỗi này nhanh chóng xếp hàng theo cùng hướng, ngay khi tinh thể hình thành bên trong vật liệu.

Cuối cùng, polymer hoàn thành việc biến hình và ổn định hình dáng của nó. Quá trình này được các nhà nghiên cứu gọi là sự kết tinh do lực căng”.

Trong khi các vật liệu polyme biến hình không phải là mới, loại vật liệu các nhà nghiên cứu tại Đại học Rochester phát triển có một tính chất đặc biệt. Nó có thể đáp ứng nhanh chóng với nhiệt đột cơ thể.

Ngay khi tiếp xúc với một nhiệt độ khoảng 35oC, các tinh thể bắt đầu “tan chảy”. Các chuỗi sụp đổ khiến polymer trở lại hình dáng ban đầu. Bạn có thể thấy trong video, sợi polyme nhanh chóng co lại khi ngón tay chạm và tác động nhiệt vào nó.

Để có được tính chất đặc biệt này, các nhà khoa học đã phải can thiệp vào tận cấu trúc phân tử của vật liệu. Họ thêm vào đó các liên kết phân tử, giống như các thanh chống siêu nhỏ không thể kết tinh.

Thành phần này chỉ khiến quá trình kết tinh bị ức chế mà không ngăn chặn hẳn nó. Một lượng vừa đủ các liên kết được thêm vào để biến nhiệt độ cơ thể thành một điểm nút cho sự kết tinh.

Khi một vật liệu có thể biến hình qua lại giữa hai trạng thái, đáp ứng với nhiệt độ cơ thể con người, nó là một ứng viên cho nhiều ứng dụng y tế.

Ví dụ, vật liệu polyme mới này có thể được sử dụng làm chỉ phẫu thuật, kim lọc máu, các neo chỉnh hình và đặc biệt là da nhân tạo.

Nói thêm về các ứng dụng, giáo sư kỹ thuật hóa học Mitchell Anthamatten đến từ Đại học Rochester cho biết: “Sử dụng nhiệt để kích hoạt việc biến hình chỉ là một phần câu chuyện. Chúng tôi còn thiết kế vật liệu này để thực hiện những công việc cơ khí, dựa trên tính chất phục hồi hình dạng của nó”.

Cấu trúc bên trong vật liệu này được thiết kế để có thể lưu trữ một lực đàn hồi. Nó tương tự như cách một lò xo làm khi bị nén hoặc kéo dãn. Tuy nhiên, một lò xo sẽ xả lực lưu trữ một cách rất nhanh chóng, trong khi vật liệu polyme mới có thể kiểm soát quá trình một cách từ từ.Trong các thử nghiệm, các nhà nghiên cứu chỉ ra kết quả: “một gam vật liệu này có thể nâng nổi 1 lít nước”.

Theo tỉ lệ này, họ chỉ cần 1 kilogam polyme biến hình, nó có thể nâng tới 4 con sư tử Châu Phi trưởng thành.

Ngay bây giờ, bạn có thể hình dung về tương lai của những chiếc chân tay giả mang một sức mạnh như vậy. Nhiều hướng ứng dụng khác cũng sẽ được mở ra từ tính chất có một không hai của loại polyme này.

Rõ ràng, các kỹ sư của Đại học Rochester đã cho chúng ta thấy trong khoa học vật liệu, bạn không bao giờ nên đánh giá thấp sức mạnh của một vật thể, dù nó có vẻ rất nhỏ bé.

Theo Trí Thức Trẻ

Ad will display in 09 seconds

Darwin đã dạy Hitler điều gì?

Tinh Hoa TV 2019-06-11 14:07:37
Ad will display in 09 seconds

Đâu là khí chất của một người cao quý

Văn hóa Thần truyền 2019-06-01 08:23:31
Ad will display in 09 seconds

Trừ vong báo oán và lời dạy của Đức Phật

Văn hóa Thần truyền 2019-06-01 08:48:41
Ad will display in 09 seconds

Chỉ cần không lo, không sợ thì đã là người quân tử rồi sao

Quà tặng cuộc sống 2019-05-30 14:47:27
Ad will display in 09 seconds

Người tốt hay gặp khó, kẻ xấu vẫn thành công? Đây là lời giải đáp

Quà tặng cuộc sống 2019-06-10 16:28:13
Ad will display in 09 seconds

Tinh Hoa kể chuyện: Bí ẩn cổ trùng

Tinh Hoa hoạt hình 2020-03-11 15:26:26
Ad will display in 09 seconds

Donor - Một câu chuyện có thật

Tinh Hoa hoạt hình 2019-12-23 14:39:35
Ad will display in 09 seconds

Tiền nhiều để làm gì, Thiền sư trả lời khiến ai cũng tâm phục

Quà tặng cuộc sống 2019-06-01 09:57:28
Ad will display in 09 seconds

Vô lễ làm nhục Phật, quả báo 9 vạn năm

Văn hóa Thần truyền 2019-06-01 08:29:37
Ad will display in 09 seconds

Irena Sendler và sự sống trong những chiếc lọ

Quà tặng cuộc sống 2019-06-01 10:32:21
  • Darwin đã dạy Hitler điều gì?

    Darwin đã dạy Hitler điều gì?

  • Đâu là khí chất của một người cao quý

    Đâu là khí chất của một người cao quý

  • Trừ vong báo oán và lời dạy của Đức Phật

    Trừ vong báo oán và lời dạy của Đức Phật

  • Chỉ cần không lo, không sợ thì đã là người quân tử rồi sao

    Chỉ cần không lo, không sợ thì đã là người quân tử rồi sao

  • Người tốt hay gặp khó, kẻ xấu vẫn thành công?  Đây là lời giải đáp

    Người tốt hay gặp khó, kẻ xấu vẫn thành công? Đây là lời giải đáp

  • Tinh Hoa kể chuyện: Bí ẩn cổ trùng

    Tinh Hoa kể chuyện: Bí ẩn cổ trùng

  • Donor - Một câu chuyện có thật

    Donor - Một câu chuyện có thật

  • Tiền nhiều để làm gì, Thiền sư trả lời khiến ai cũng tâm phục

    Tiền nhiều để làm gì, Thiền sư trả lời khiến ai cũng tâm phục

  • Vô lễ làm nhục Phật, quả báo 9 vạn năm

    Vô lễ làm nhục Phật, quả báo 9 vạn năm

  • Irena Sendler và sự sống  trong những chiếc lọ

    Irena Sendler và sự sống trong những chiếc lọ