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.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Cuộc đời dị thường của nhà khoa học Nikola Tesla

Cuộc đời dị thường của nhà khoa học Nikola Tesla

Trong lịch sử, chúng ta luôn ghi nhận Thomas Edison là nhà phát minh vĩ đại nhất trừ trước đến giờ tuy nhiên ngay trong thời đại của ông cũng có một nhà phát minh tài năng không kém. Đó chính là Nikola Tesla.

Đăng ngày: 18/02/2025
Bí mật động trời về người đàn ông nhiều con nhất thế giới

Bí mật động trời về người đàn ông nhiều con nhất thế giới

Sultan Moulay Ismaïl - ông hoàng Morocco nổi tiếng tàn bạo và khát máu, cũng là người đàn ông "mắn đẻ" nhất trong lịch sử thế giới.

Đăng ngày: 18/02/2025
Những thiên tài thuận tay trái

Những thiên tài thuận tay trái

Không ít cô cậu học trò phải khổ sở vì bị bố mẹ và cô giáo bắt tập viết tay phải. Thực ra, có nhiều danh nhân là người thuận tay trái, như hoàng đế Pháp Napoleon, nữ hoàng Victoria, Chủ tịch Cuba Fidel Castro...

Đăng ngày: 13/02/2025
Galilê - “ Cha đẻ của khoa học cận đại”

Galilê - “ Cha đẻ của khoa học cận đại”

Galilê là nhà khoa học nổi tiếng thời Cổ đại, Ông là người đầu tiên dùng kính viễn vọng quan sát các thiên thể, chứng minh và phát triển thuyết mặt trời là trung tâm vũ trụ của Côpecnich. Suốt đời ông theo đuổi chân lý, hiến th&a

Đăng ngày: 12/02/2025
Acsimet - nhà bác học vĩ đại của Hy Lạp cổ

Acsimet - nhà bác học vĩ đại của Hy Lạp cổ

Archimedes của Syracuse là một nhà toán học, nhà vật lý, kỹ sư, nhà phát minh, và một nhà thiên văn học người Hy Lạp. Dù ít chi tiết về cuộc đời ông được biết, ông được coi là một trong những nhà khoa học hàng đầu của thời kỳ cổ đại.

Đăng ngày: 11/02/2025
Những thiên tài tự học

Những thiên tài tự học "đỉnh" nhất mọi thời đại

Họ đều có điểm chung là không có điều kiện để được học hành đầy đủ nhưng bằng chính sự đam mê, ham học hỏi đã giúp họ thành công và nổi danh.

Đăng ngày: 05/02/2025
Huyền thoại bác học Acsimet

Huyền thoại bác học Acsimet

Nhiều nhà bác học thông thái trong lịch sử đã để lại cho nhân loại những công trình nghiên cứu vô giá, nhưng họ cũng lưu lại cho hậu thế những mẫu chuyện cười ra nước mắt về “tính đãng trí bác học” của bản thân mình.

Đăng ngày: 02/02/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News