In 3D nhựa theo cấu trúc "tubulane" cực kỳ phức tạp, một khối nhựa chống được cả đạn

Đồ in 3D thường là các mô hình cỡ nhỏ, để phục vụ mục đích nghiên cứu cấu trúc kiến trúc hay để trưng bày và làm đồ chơi, chúng thường mỏng manh dễ vỡ. Ít ra là vậy cho tới khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice tìm ra phương pháp in 3D mới, cho phép đồ nhựa có thể cứng và bền gần bằng kim cương.

Cấu trúc nhựa này được đan chéo nhau theo hình zig-zag một cách có tính toán, cho phép nó chịu được va đập mạnh. Thế nhưng toàn bộ khối rắn vẫn duy trì được tính chất của một cục nhựa cấu thành từ nhiều lớp, ta vẫn có thể xoay vặn được nó.


Thử nghiệm độ bền chắc của nhựa khi được xếp theo cấu trúc tubulane.

Cục nhựa siêu rắn này mang hình dáng “tubulane”, một cấu trúc hiển vi chỉ tồn tại trên mặt lý thuyết, cấu thành từ các ống nano carbon được đan vào nhau. Theo “lời tiên tri” của nhà hóa học Ray Baughman và nhà vật lý học Douglas Galvão nói năm 1993, cấu trúc tubulane sẽ có những đặc tính khác thường.

Loading...

Tubulane có thể là chìa khóa của việc tạo ra được vật liệu vừa nhẹ nhưng vừa bền chắc nhưng cho tới thời điểm này, khoa học vẫn chưa tạo được một vật liệu tubulane đúng nghĩa, khó khăn trong ngành sản xuất ống nano carbon đã ngăn ngành khoa học vật chất phát triển.

Đến lúc nghiên cứu, khoa học mới phát hiện ra đặc tính của tubulane không chỉ ứng vào những cấu trúc mang kích cỡ nguyên tử. Trong báo cáo khoa học mới được đăng tải trên tạp chí Small, các chuyên gia của Đại học Rice phát hiện ra rằng những cấu trúc phức tạp này có thể tồn tại ở quy mô lớn hơn, đủ lớn để chế tạo được bằng máy in 3D. Ngay cả khi tồn tại ở kích cỡ này, các đặc tính bền chắc vẫn nguyên vẹn.

In 3D nhựa theo cấu trúc tubulane cực kỳ phức tạp, một khối nhựa chống được cả đạn
Tubulane có thể là chìa khóa của việc tạo ra được vật liệu vừa nhẹ nhưng vừa bền chắc.

Các nhà nghiên cứu đã lấy hai khối nhựa, một làm từ polymer rắn hoàn toàn và một được làm từ nhựa in theo với cấu trúc tubulane, rồi cho nó chịu va đập từ một vật thể bay tại vận tốc 5,8km/giây. Không khối nhựa nào bị hủy hoại, nhưng viên đạn để lại một vết lõm lớn trên bề mặt khối nhựa rắn và toàn khối nứt hết cả, trong khi đó khối cấu trúc tubulane chặn được đạn ngay ở lớp nhựa thứ 2 - tức là mọi lớp nhựa sau lớp thứ hai này đều nguyên vẹn.

Bây giờ mà ngồi liệt kê xem những ngành nào có thể ứng dụng được một vật liệu vừa chắn chắn lại vừa nhẹ cân thì mất thời gian lắm, nghĩ ngay tới giáp chống đạn của ngành quân sự, hay vệ tinh/tàu du hành của ngành hàng không vũ trụ này. Xét tới những tính chất khác thường của nó và cách tạo ra nó, cấu trúc tubulane còn thay đổi được cả công nghệ in 3D không chừng. 

Loading...
TIN CŨ HƠN
Làm ra thịt từ… không khí

Làm ra thịt từ… không khí

Quy trình chăn nuôi để tạo ra thịt hiện nay của loài người được xem là một nguồn gây ô nhiễm không nhỏ cho hành tinh. Vì vậy giải pháp làm ra thịt từ… không khí không chỉ giúp bảo vệ trái đất của chúng ta mà còn tốt cho sức khỏe.

Đăng ngày: 18/11/2019
Mô hình đô thị tự túc 100% thực phẩm, năng lượng

Mô hình đô thị tự túc 100% thực phẩm, năng lượng

Kiến trúc sư Stefano Boeri tiết lộ kế hoạch xây dựng một "khu đô thị rừng thông minh" rộng 557 ha ở thành phố Cancun, miền đông Mexico.

Đăng ngày: 18/11/2019
Vật liệu cấy ghép có khả năng tiêu diệt tới 98% vi khuẩn

Vật liệu cấy ghép có khả năng tiêu diệt tới 98% vi khuẩn

Các nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NUST MISiS) cùng với các đồng nghiệp Séc và Mỹ đã phát triển một loại vật liệu cấy ghép mới giúp ngăn ngừa vấn đề nhiễm trùng sau phẫu thuật.

Đăng ngày: 17/11/2019
Lá nhân tạo có thể quang hợp

Lá nhân tạo có thể quang hợp "như thật", vừa loại được CO2 lại vừa tạo ra cả oxy và nhiên liệu

“Tiềm năng của hệ thống mới khiến tôi hứng thú vô cùng, khám phá này có thể thay đổi tất cả”.

Đăng ngày: 15/11/2019
Các nhà khoa học nghiên cứu thành công loại bê tông mới ít bị nứt hơn so với bê tông thông thường

Các nhà khoa học nghiên cứu thành công loại bê tông mới ít bị nứt hơn so với bê tông thông thường

Bí mật nằm ở cách pha trộn các thành phần tạo nên bê tông.

Đăng ngày: 15/11/2019
Thiết kế pin mới lưu trữ tốt hơn cho lưới năng lượng tái tạo

Thiết kế pin mới lưu trữ tốt hơn cho lưới năng lượng tái tạo

Các nhà khoa học mới đây đã tìm ra giải pháp lưu trữ năng lượng tái tạo ngay cả khi mặt trời không chiếu sáng hoặc gió không thổi.

Đăng ngày: 14/11/2019
Robot tự biết lắp ghép như trong phim viễn tưởng

Robot tự biết lắp ghép như trong phim viễn tưởng

Các khối robot được phát triển bởi các nhà nghiên cứu MIT có thể di chuyển độc lập, gắn kết với nhau trong các cấu trúc được xác định trước.

Đăng ngày: 13/11/2019
Tiêu điểm
Khoa Học News