Giải mã bí mật vết nứt

Các chuyên gia Mỹ đã tạo ra những mô hình vi tính quy mô lớn nhằm đánh giá sự hình thành và phát triển vết nứt ở nhiều loại vật liệu.

Ông Alain Karma, giáo sư vật lý và là trưởng nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Northwestern (Mỹ), cho biết từ nhiều năm qua, các nhà khoa học đã nỗ lực khám phá “lộ trình” của các vết nứt và tác động của chúng lên những vật liệu nơi chúng hình thành. Khám phá của nhóm nghiên cứu sẽ cho phép họ phát triển những vật liệu mới dùng cho turbine máy bay, vi mạch điện tử và xương nhân tạo, có khả năng chống nứt gãy tốt hơn. 

Karma và các cộng sự bắt đầu bằng cách nghiên cứu những hiệu ứng kết hợp của hai dạng ứng suất lên sự lan truyền vết nứt: độ biến dạng và độ căng. Biến dạng xảy ra tự nhiên khi vật liệu bị vặn xoắn khỏi hình dạng của nó còn sức căng phát sinh khi vật liệu bị kéo dài. Sự kết hợp của biến dạng và sức căng khiến cho vết nứt không ổn định. Cơ chế phát triển và lan tỏa tình trạng không ổn định này vẫn là một câu hỏi lớn cho đến trước khi có khám phá của nhóm nghiên cứu.

Bằng cách sử dụng máy tính, nhóm nghiên cứu đã tạo được các mô hình vi tính quy mô lớn cho thấy sự biến dạng và độ căng khiến cho các vết nứt tuân theo đường xoắn ốc. Dựa trên các kết quả mô phỏng, nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương trình lý thuyết dự đoán cách thức mà đường xoắn ốc này xoay chuyển, lan xa và nhân rộng ở nhiều vật liệu khác nhau. “Câu hỏi cơ bản mà chúng tôi đang giải đáp là những đường nứt này phát triển bên trong vật liệu. Giờ đây đã có thông tin đó, chúng tôi có thể phát triển những vật liệu mới chống nứt, cũng như giảm thiểu đáng kể sự hư tổn mà vết nứt gây ra khi chúng hình thành”, giáo sư Karma cho biết.

Nhóm nghiên cứu hy vọng công trình này có thể dẫn đến nhiều phát minh mới trong lĩnh vực chế tạo các bộ phận máy bay và ô tô nhẹ hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn, cũng như các loại xương nhân tạo composite không nứt gãy khi được đưa vào bên trong cơ thể. Ngoài ra, công trình này cũng có ý nghĩa quan trọng đối với việc tìm hiểu quá trình tiến hóa của các vết đứt gãy trên vỏ trái đất.

TIN CŨ HƠN
Êđixơn - cậu học sinh dốt nát và tâm thần!?

Êđixơn - cậu học sinh dốt nát và tâm thần!?

"Vì sao gà mái có thể ấp ra gà con được? Ta có thể ấp ra gà con được không?"... Ồ kìa! Êđixơn đang nằm sấp trên đống rơm ấp gà con. Mọi người biết chuyện đều cười rũ rượi, và coi cậu là một đứa trẻ ngốc nghếch! 

Đăng ngày: 20/11/2025
Thời thơ ấu của những thiên tài vĩ đại

Thời thơ ấu của những thiên tài vĩ đại

Tác giả của những phát minh vĩ đại, những đóng góp to lớn cho lịch sử nhân loại. Newton, Einstein, Napoleon được cả thế giới biết đến như những người hùng thực sự. Tuy nhiên đằng sau sự tài năng đó, họ ẩn chứa những tuổi thơ bình dị hay khác thường mà chúng ta rất đáng tìm hiểu.

Đăng ngày: 25/10/2025
Bí mật ít biết về Leonardo da vinci

Bí mật ít biết về Leonardo da vinci

Leonardo da Vinci, một thiên tài, một nhà sáng chế vĩ đại người Ý. Một số tuyệt tác, sáng chế của ông được cả thế giới biết đến nhưng còn một số sự thật thú vị về cuộc đời và sự sáng tạo của Lenardo ít được mọi người biết đến.

Đăng ngày: 22/10/2025
Lịch sử Nobel và những điều cần biết

Lịch sử Nobel và những điều cần biết

Ít ai biết rằng giải thưởng Nobel danh giá tôn vinh các nhân vật xuất chúng của nhân loại lại ra đời do một sự nhầm lẫn từ báo chí Pháp

Đăng ngày: 13/10/2025
Thomas Edison & những phát minh vĩ đại

Thomas Edison & những phát minh vĩ đại

Thomas Edison là nhà khoa học, nhà sáng chế và một thương nhân đã phát minh ra rất nhiều thiết bị có ảnh hưởng tới cuộc sống của chúng ta.

Đăng ngày: 09/10/2025
10 đệ nhất quân sư của Trung Hoa cổ đại

10 đệ nhất quân sư của Trung Hoa cổ đại

Gia Cát Lượng, Tôn Tẫn, Vương Mạnh, Lữ Bá Ôn, Trương Lương, Triệu Phổ và Khương Tử Nha là những bậc anh tài kiệt xuất của lịch sử Trung Hoa cổ đại.

Đăng ngày: 05/10/2025
Những nhà khoa học lỗi lạc nhất trong lịch sử

Những nhà khoa học lỗi lạc nhất trong lịch sử

Các nhà khoa học là những người rất quan trọng đối với nhân loại. Nhờ có những phát minh, công trình nghiên cứu của học mà thế giới mới phát triển như ngày nay.

Đăng ngày: 11/09/2025
Khoa Học News