Loài trai tạo ngọc có thể giúp cải tiến điện thoại gập
Trang Popular Science cho biết một nhóm nhà sinh vật học và vật liệu học đang nghiên cứu loài trai tạo ngọc để tìm cách tạo ra vật liệu đủ tốt dùng cho điện thoại cùng các thiết bị gập.
Bộ phận quan trọng bậc nhất của điện thoại cùng các thiết bị gập là bản lề. Đóng mở chúng nhiều lần khiến bản lề hư hỏng dần, điều này đặt ra yêu cầu phải có mối nối tốt hơn.
Thế giới động vật có thể đem lại giải pháp cải thiện vấn đề này. Cảm hứng thiết kế là động vật hai mảnh vỏ như trai, sò, hến với khả năng đóng mở hàng trăm nghìn lần mà chẳng hề hấn gì.
Một nhóm nhà sinh vật học và vật liệu học tập trung vào loài trai vỏ mỏng (Cristaria plicata). Trong nghiên cứu của mình công bố trên tạp chí Science, họ không chỉ giải mã mà còn sao chép cấu trúc bản lề nối hai mảnh vỏ bằng sợi thủy tinh kết hợp vài vật liệu hiện đại khác.
Con trai vỏ mỏng.
Loài trai vỏ mỏng được tìm thấy ở nhiều vùng nước ngọt khắp Đông Bắc Á. Thợ thủ công Trung Quốc thời cổ đại biết dùng chúng tạo ngọc: mở vỏ, nhét vật thể nhỏ bằng hạt cườm vào rồi đóng lại, trai sẽ tiết ra chất dịch (xà cừ) bọc quanh vật thể cho ra ngọc.
Từ lâu lớp xà cừ đã thu hút sự chú ý của giới khoa học vật liệu. Dù chỉ là canxi carbonat giòn tên aragonit, nhưng các “viên gạch” aragonit được liên kết chặt chẽ với nhau bằng “vữa” protein khiến xà cừ có độ bền cùng khả năng hồi phục đáng kinh ngạc.
Chuyên gia cơ sinh học Rachel Crane (Đại học California) cho biết rất nhiều nhà nghiên cứu sao chép phần nào đó cấu trúc xà cừ để tạo ra vật liệu cứng, dai, bền hơn. Trong quá trình nghiên cứu xà cừ, một số chú ý đến bản lề cũng tạo thành từ aragonit nhưng lại có thể uốn cong và kéo dài mà không bị gãy.
Theo nhà vật liệu học Shu-Hong Yu (Đại học Khoa học - Công nghệ Trung Quốc), thành viên nhóm nghiên cứu loài trai vỏ mỏng: “Khả năng đặc biệt này gây ấn tượng mạnh với chúng tôi. Chúng tôi quyết định tìm ra nguyên lý cơ bản đằng sau”.
Từ đầu thế kỷ 19 giới khoa học đã nghiên cứu bản lề, tìm ra điểm khác biệt giữa chúng để phân loại động vật hai mảnh vỏ. Tuy nhiên họ không có công nghệ để tìm hiểu cấu trúc bên trong.
Nhờ kính hiển vi cùng máy tính, nhóm của nhà vật liệu học Yu phát hiện bản lề gồm hai thành phần chính. Thành phần lõi dạng gấp như quạt giấy, khung của lõi là một loạt dây aragonit được bọc trong lớp đệm protein mềm. Thành phần thứ hai là dây chằng đàn hồi ở mép ngoài lõi.
Khi bản lề đóng lại, lớp đệm protein giúp giữ cho dây aragonit thẳng, ngăn chúng bị cong và gãy. Còn dây chằng hấp thụ lực căng lúc bản lề mở ra. Hai thành phần phối hợp khiến bản lề cực kỳ cứng cáp.
Nhóm nghiên cứu dùng máy thử nghiệm độ bền. Bản lề trải qua 1,5 triệu lần đóng mở vẫn không có dấu hiệu hư hỏng. Lấy cảm hứng từ thiết kế trên, nhóm phát triển bản lề với cấu trúc tương tự nhưng dùng sợi thủy tinh thay thế dây aragonit. Kết quả thử nghiệm cho thấy nguyên bản này cũng rất bền.
Nhà vật liệu học Yu cho biết nguyên bản không dành cho mục đích ứng dụng vào thực tế, nhưng đủ để chứng minh con người có thể chế tạo ra bản lề như loài trai.
Lốp vĩnh cửu của NASA: đi được trên mọi địa hình, chịu được độ lạnh -200 độ C
Không chỉ dành riêng cho sứ mệnh sao Hỏa, loại lốp này nhiều khả năng sẽ còn được sử dụng trên chính Trái đất.
Tận dụng vật lý của Newton, các kỹ sư tạo ra được những tháp pin khổng lồ lưu trữ điện mặt trời
Cuộc cách mạng năng lượng sạch vẫn đau đáu một câu hỏi. Khi gió lên, sóng vỗ và nắng chiếu lung linh muôn hoa vàng, lượng điện sản sinh từ cách hệ thống sạch dồi dào vô cùng.
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?
Bạn đã từng nghe đến máy bay tàng hình, tàu ngầm tàng hình nhưng bạn có biết nghĩa của tàng hình ở đây thực sự là gì?
Công nghệ nào đằng sau siêu phẩm "Avatar 2"?
Máy quay, thuật toán, hàng trăm bản cắt tạo nên những hình ảnh siêu thực của bộ phim Avatar: The Way of Water.
Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano
Thuật ngữ công nghệ Nano (nano technology) chỉ việc nghiên cứu, học tập, tổng hợp và sử dụng các loại vật liệu, thiết bị hay kể cả các hệ thống có kích thước cỡ nano (1 phần tỷ mét).
Các nhà khoa học Nhật cấy ghép máy móc vào gián, bắt chúng phải phục vụ con người
Nhóm nghiên cứu cho biết, những con gián cyborg (nửa gián nửa máy) này có thể vận chuyển đổ đạc xung quanh nhà, vẽ mọi thứ trên giấy, .v.v.v
