Lần đầu tiên Việt Nam tạo vật liệu silicon thông minh

Vật liệu có thể tự tái sinh, làm lành khi bị trầy xước, ứng dụng trong y sinh cấy ghép hoặc sơn phủ.

TS Nguyễn Thị Lệ Thu, Khoa Công nghệ Vật liệu (Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP HCM) đang nghiên cứu chế tạo loại vật liệu mới có khả năng “tự chữa” lành khi bị hư hại, trầy xước. Vật liệu này có thể ứng dụng trong y sinh cấy ghép và màng phủ trên xe hơi hoặc điện thoại di động. Dùng vật liệu này thay thế cho lớp sơn thông thường, xe hơi bị trầy xước cũng sẽ tự lành khi đi ra ngoài trời nắng nóng.

Vật liệu có thể tự tái sinh dựa trên cơ chế liên kết hóa học, khi đứt gãy sẽ tái hợp lại được. Hiện tác giả đã hoàn thành các nghiên cứu cơ bản, tạo ra được mẫu mô hình nhỏ trong phòng thí nghiệm.

Để tạo ra khả năng “tự lành” cho vật liệu, các liên kết cộng hóa trị thuận nghịch Diels-Alder sẽ được dùng làm cầu nối mạng cho các mạch polydimethylsiloxane và polycaprolactone. (Ảnh minh họa).

Đây là nghiên cứu mới hướng tới ứng dụng cao, nhằm tạo ra một loại vật liệu polyme trên cơ sở silicon có đặc tính kết hợp là “nhớ hình” và “tự lành”.

Thế giới đã có nhiều nghiên cứu theo hướng này, nhưng để tạo ra vật liệu ứng dụng thực sự hiệu quả còn ít. Hiện Nhật Bản và Hàn Quốc đã ứng dụng vật liệu thông minh để tạo màng sơn phủ cho điện thoại và xe hơi, nhưng chỉ mang tính chất khởi đầu và dừng ở một số sản phẩm đặc biệt cao cấp. Lý do, vật liệu quá đắt nên việc cải tiến công nghệ, cơ chế hoạt động nhằm giảm giá thành và tạo ra nhiều sản phẩm vẫn đang được các nhà khoa học, doanh nghiệp tìm kiếm.

Ở Việt Nam, đề tài nghiên cứu được ba năm nên tác giả cho rằng còn quá sớm để tính toán về giá thành vật liệu. Hiện tiến sĩ Thu vẫn tìm kiếm, lựa chọn quy trình sao cho làm ra vật liệu không quá đắt tiền và chọn hướng ứng dụng hiệu quả để tập trung nghiên cứu.

TS Nguyễn Thị Lệ Thu (giữa) tại phòng thí nghiệm. (Ảnh: Hà Phương).

Nhận thấy đây là hướng nghiên cứu tiềm năng, chương trình Giải thưởng nghiên cứu khoa học dành cho nữ giới L’Oreal - UNESCO vì sự phát triển phụ nữ trong khoa học đã trao học bổng trị giá 150 triệu đồng để TS Nguyễn Thị Lệ Thu tiếp tục theo đuổi đam mê.

Mục đích nghiên cứu của đề tài là tạo ra loại vật liệu polyme trên cơ sở silicon (polydimethylsioxane) và polycaprolactone có đặc tính kết hợp là “nhớ hình” và “tự lành”. Polyme silicon và polycaprolactone đều là loại polyme không độc, tương thích sinh học tốt nên ứng dụng rộng rãi trong y sinh. Bên cạnh đó, polyme siloxane rất ổn định nhiệt, bền oxy hóa và độ thấm khí cao. Vì vậy, vật liệu silicon mới này nếu có thêm tính chất “tự lành” sẽ phù hợp cho các ứng dụng cao cấp như vật liệu trong thiết bị y tế và cấy ghép y khoa. Loại vật liệu silicon này có thể được dùng làm màng phủ thông minh tự làm lành vết trầy xước cho xe hơi hay điện thoại, vừa đem lại giá trị về độ bền và thẩm mỹ, vừa có khả năng làm sơn chống ăn mòn. TS Nguyễn Thị Lệ Thu là tác giả chính và đồng tác giả của 32 bài báo đăng trên các tạp chí quốc tế chuyên ngành và 18 bài đăng ở tạp chí uy tín trong nước, là đồng tác giả của hai bằng sáng chế quốc tế. Bà đã chủ trì hai đề tài thuộc Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ quốc gia và hai đề tài cấp sở, cấp Đại học Quốc gia TP HCM.

Từ khóa liên quan:

vật liệu mới

vật liệu tự tái sinh

vật liệu silicon thông minh

tiến sĩ nguyễn thị lệ thu

vật liệu tự chữa lành