Thủy tinh bền như kim loại nhờ nguyên tố paladi

Mới đây một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc phòng thí nghiệm Berkeley và Học viện công nghệ California (Caltech, Mỹ) đã thành công trong nghiên cứu chế tạo một loại thủy tinh kim loại với độ cứng và dẻo đến khó tin ngay cả khi bị nén.

Nhờ bổ sung paladi, thủy tinh kim loại có thể uốn cong được. (Nguồn: Internet)

Thông thường, cấu trúc của thủy tinh bền nhưng giòn nên dễ bị nứt vỡ trên diện rộng. Tuy nhiên, vật liệu kim loại thủy tinh mới do các nhà nghiên cứu này chế tạo lại được bổ sung thêm nguyên tố paladi để tăng độ bền dẻo và độ cứng, hình thành một loại kính có thể uốn cong mà không nứt.

Với sự bổ sung này, khi được đặt dưới áp lực, thủy tinh sẽ hình thành nhiều vết biến dạng trượt thay vì bị nứt. Đặc tính đó khiến loại thủy tinh này có thể chịu va đập tốt hơn so với các loại thủy tinh kim loại khác.

Robert Ritchie, người đứng đầu nhóm nghiên cứu nói: "Những kết quả đạt được đã đánh dấu một bước tiến mới trong việc chế tạo thủy tinh kim loại và chúng tôi tin rằng có thể tạo ra nhiều loại thủy tinh với độ cứng và độ bền cao hơn. Do tỷ lệ đàn hồi của nguyên tố paladi cao và năng lượng cần thiết để hình thành các vết kéo sẽ thấp hơn nhiều so với năng lượng yêu cầu để biến các vết kéo này thành vết nứt. Vì vậy, thủy tinh được tăng cường tính dẻo để chịu lực, cho phép nó uốn cong thay vì nứt".

Ban đầu, các nhà nghiên cứu trên chế tạo một loại thủy tinh kim loại, trong đó các vết nứt lan truyền sẽ bị ngăn cản bởi một "hàng rào" có cấu trúc siêu nhỏ. Để tăng tính dẻo, họ bổ sung thêm nguyên tố paladi.

Nguyên mẫu đầu tiên là các thanh thủy tinh đường kính 1mm với thành phần gồm hỗn hợp siêu nhỏ của các nguyên tố paladi, phốtpho, silicon và german. Bằng việc thêm vào nguyên tố bạc, các nhà nghiên cứu có thể tăng độ dày của các thanh thủy tinh lên 6mm.