Kính không vỡ lấy cảm hứng từ vỏ sò

Thay vì vỡ thành nhiều mảnh khi chịu tác động mạnh, vật liệu mới có thể uốn dẻo như nhựa và có thể được sử dụng để cải thiện màn hình điện thoại di động trong tương lai và các ứng dụng khác.

Trong khi cách nhiệt và cán nhiều lớp có thể giúp thủy tinh tăng cường, các kỹ thuật này rất tốn kém và không còn hiệu quả khi bề mặt bị phá hủy. Theo Allen Ehrlicher, phó giáo sư Khoa Kỹ thuật sinh học tại Đại học McGill, vật liệu mà ông và các đồng nghiệp phát triển không chỉ bền hơn thủy tinh thông thường gấp 3 lần mà còn có khả năng chống nứt vỡ gấp 5 lần.

Lấy cảm hứng từ thiên nhiên, nhóm nghiên cứu đã tạo ra vật liệu tổng hợp từ thủy tinh và acrylic mô phỏng ngọc trai. “Thiên nhiên là bậc thầy của thiết kế. Nghiên cứu cấu trúc của vật liệu sinh học và hiểu cách chúng hoạt động sẽ truyền cảm hứng cho các vật liệu mới”, Ehrlicher nói. Ông giải thích rằng xà cừ có độ cứng của vật liệu rắn và độ bền của vật liệu mềm. Xà cừ bao gồm các mảnh vật chất cứng xen kẽ với các protein mềm, có tính đàn hồi cao. Kết cấu này cung cấp sức mạnh đặc biệt, làm cho xà cừ đàn hồi gấp 3.000 lần so với vật liệu cấu thành của nó.

Các nhà nghiên cứu đã mô phỏng lại cấu trúc của ngọc trai với các lớp thủy tinh và mảnh vỡ acrylic, tạo ra một vật liệu mờ đục đặc biệt bền, dễ chế tạo và giá thành rẻ. Sau đó, họ đã đi xa hơn, làm cho composite trở nên trong suốt về mặt quang học. Tác giả chính Ali Amini, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học McGill, cho biết: “Bằng cách điều chỉnh chiết xuất của acrylic, chúng tôi làm cho nó hòa vào thủy tinh để vật liệu thực sự trong suốt.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu có kế hoạch cải tiến vật liệu bằng cách tích hợp công nghệ thông minh cho phép kính thay đổi tính chất cơ học, màu sắc và độ dẫn điện.

An Khang (Theo dõi Phys.org)