Loại kính chống va đập mới lấy cảm hứng từ thiên nhiên

Các nhà khoa học Canada phát triển thành công loại kính bắt chước tính chất cơ học của xà cừ, giúp tăng độ dẻo dai của vật liệu.

Lấy cảm hứng từ chất liệu xà cừ thường được tìm thấy ở phía trong lớp vỏ của động vật thân mềm như sò biển, các nhà nghiên cứu từ Đại học McGill, Canada đã phát triển thành công một loại kính mới có độ dẻo dai vượt trội. Thử nghiệm cho thấy nó có khả năng chịu va đập cao hơn nhiều so với các loại kính hiện nay.

Cấu tạo loại kính chống va đập mới lấy cảm hứng từ chất liệu xà cừ trong tự nhiên. (Ảnh: Phys).

Trong 15 năm qua, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi kỹ sư cơ khí Francois Barthelat đã tập trung phân tích cấu trúc và tính chất cơ học của xà cừ. Họ nhận thấy nó có cấu tạo giống như một bức tường gạch, với nhiều phiến khoáng chất phẳng và siêu nhỏ nằm đan xen. Chúng có thể trượt qua nhau khi chịu áp lực, giúp xà cừ hấp thụ tác động và phân tán lực, giữ cho vỏ động vật không bị vỡ.

Để bắt chước xà cừ, nhóm nghiên cứu đã sử dụng tia laser để chạm khắc một mạng lưới các ô vuông hoặc hình lục giác lên những tấm thủy tinh borosilicate dày 220 micromet. Những tấm kính này sau đó được xếp chồng lên nhau, xen kẽ là các lớp dán mỏng bằng nhựa có độ biến dạng cao, mỗi lớp dày 125 micromet. 

Các thử nghiệm cho thấy loại kính mới có khả năng chịu va đập cao gấp 2 - 3 lần kính cường lực và 15 - 24 lần kính thường. Bên cạnh đó, độ trong suốt của chúng cũng được đánh giá cao khi thua kém không đáng kể loại kính dán an toàn hiện nay.

Barthelat cho biết phương pháp chế tạo của họ không quá phức tạp và có thể mở rộng trong công nghiệp. Loại kính mới có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống như xây dựng hay sản xuất kính ôtô. Công trình nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên tạp chí Sciene số ra ngày 28/6.