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
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: 14/05/2025
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: 07/05/2025
Cuộc sống lập dị của 11 thiên tài thế giới

Cuộc sống lập dị của 11 thiên tài thế giới

Các thiên tài thường có tính cách rất quái dị. Một vài người trong số họ có những thói quen lập dị như sơn móng tay màu hồng, sống phiêu bạt, không ăn đậu,... để tìm kiếm tri thức và theo đuổi những ý tưởng vĩ đại.

Đăng ngày: 02/05/2025
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: 23/04/2025
Leonardo da Vinci: Nhà khoa học giải phẫu

Leonardo da Vinci: Nhà khoa học giải phẫu

Leonardo da Vinci nổi danh với những bức họa độc đáo và vô giá trên thế giới. Tuy nhiên, ông còn được biết đến qua những bức vẽ giải phẫu học tỉ mỉ, hiếm hoi và vô cùng chính xác ở thời kỳ đó.

Đăng ngày: 21/04/2025
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: 17/04/2025
Sai lầm của một số vĩ nhân

Sai lầm của một số vĩ nhân

Sự thay đổi nhanh chóng trong cuộc sống và sự nghiệp của Newton đương nhiên trở thành chủ đề đàm tiếu của người đương thời. Nhân vật anh hề trong một vở kịch đương thời đã nói: Ai chẳng biết đại danh của ngài Isaac! Thợ đúc tiền! Vĩ đại thật!...

Đăng ngày: 13/04/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News