Loại vật liệu giúp bạn bám dính tường như người Nhện

Các nhà khoa học phát minh ra một vật liệu kết dính mạnh có thể giúp bạn bám tường thẳng đứng, biến giấc mơ Người Nhện của các fan trở thành hiện thực.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một chất kết dính gắn vào đế giày cho phép người dùng đi bộ thẳng đứng trên tường, có thể bật tắt nhờ ánh sáng tia cực tím (hay tia tử ngoại).

Khi được chiếu bằng ánh sáng tia cực tím, vật liệu thông minh này với bề mặt bám dính sẽ cong lại. Bằng cách này nó có thể nâng nhấc, vận chuyển và thả rơi các vật thể phẳng, có ba chiều (cao, rộng, dài). Trong hình là một quả cầu thủy tinh với đường kính 1mm. (Ảnh: Emre Kizilkan).

Nhóm nghiên cứu người Đức đã tạo ra một tấm dính đặc biệt lấy cảm hứng từ bàn chân tắc kè. Tấm dính này được đặt trên một tấm phim nhạy sáng chứa azobenzene – một phân tử sẽ co lại khi được chiếu ánh sáng tia cực tím cho đến khi hoàn toàn ngừng hẳn.

Tấm dính đặc biệt lấy cảm hứng từ bàn chân tắc kè. (Ảnh: Getty).

Các chuyên gia cho biết chỉ cần một mảnh vật liệu rộng 20 cm2 loại này, với tên gọi khá thú vị là thiết bị vận chuyển lấy cảm hứng sinh học điều khiển bằng ánh sáng có cấu trúc siêu nhỏ (bioinspired photocontrollable microstructured transport device – BIPMTD), là đủ để nâng một người đàn ông trưởng thành lên, tuy rằng họ chưa tiến hành thí nghiệm với người.

Bề mặt vật liệu này cấu tạo từ những phân tử hình nấm có thể dính chặt vào bất cứ bề mặt tiếp xúc nào.

Vật liệu tổng hợp này bao gồm hai chất liệu: một chất liệu bám dính (xanh) và một tấm nhựa giãn nở LCE (liquid crystal elastomer) (vàng). LCE được làm từ phân tử azobenzene có khả năng uốn cong khi bị chiếu bằng ánh sáng tia cực tím. Khả năng uốn cong khiến chất liệu bám dính tự tách mình khỏi bề mặt tiếp xúc với vật thể. (Ảnh: Emre Kizilkan/ Jan Strüben).

Cận cảnh chất liệu bám dính. Được làm từ polymer mô phỏng cấu trúc có sẵn trong tự nhiên, bề mặt của nó được tạo thành từ nhiều cấu trúc vi tiểu hình nấm khi quan sát qua kính hiển vi. Nó được chế tạo với độ bám dính cao, nhưng có thể tách rời dễ dàng. Cấu trúc này có thể được tìm thấy ở một số loài bọ hung. (Ảnh: Emre Kizikan).

Đoạn tóm tắt nội dung nghiên cứu này trên tạp chí Science Robotics có ghi:

"Tắc kè có thể bò trên bề mặt thẳng đứng và bên dưới bề mặt nằm ngang nhờ cấu trúc phân bậc bên dưới ngón chân. Cấu trúc này đảm bảo cho sự bám dính chắc chắn, cùng lúc cho sự tách rời nhanh chóng bằng kích thích cơ học thông qua chuyển động của chân".

Cận cảnh ngón chân tắc kè khi quan sát dưới kính hiển vi. (Ảnh: Internet).

"Lấy cảm hứng từ những hệ thống kích thích phản ứng như vậy trong tự nhiên, chúng tôi đã phát triển được một thiết bị vận chuyển nhân tạo, điều khiển bằng ánh sáng có cấu trúc siêu nhỏ".

Trao đổi với trang Gizmodo, trưởng nhóm nghiên cứu Emro Kizilkan từ Viện Động vật học thuộc Đại học Kiel (Đức) nói:

"Mục tiêu tổng quát là tạo ra một vật liệu bám dính giúp con người leo trèo trên các bề mặt".

Nhà khoa học vật liệu Emre Kizilkan thí nghiệm cường độ bám dính của vật liệu tổng hợp khi được chiếu bằng ánh sáng tia cực tím. (Ảnh: CAU/Julia Siekman).

"Tuy vậy vẫn còn một số lo ngại về độ bền của vật liệu này ... sau nhiều lần sử dụng".

"Khi bị dính bẩn, khả năng bám dính có thể bị hạn chế".

• Đã tìm ra phương thức leo trèo dễ dàng như "người nhện"