Vật liệu chống sốc siêu nhẹ cứng như kim loại

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Johns Hopkins phát triển một vật liệu chống sốc mới cứng như kim loại nhưng nhẹ như bọt biển.


Vật liệu hạt LCE ở nhiều hình dạng khác nhau. (Ảnh: Đại học Johns Hopkins)

Vật liệu mới cấu tạo chủ yếu từ hạt elastomer (LCE) tinh thể lỏng, giúp sản xuất mũ bảo hiểm, áo giáp và bộ phận xe nhẹ, bền hơn, và có thể tái sử dụng. LCE là mạng lưới polymer ở pha tinh thể lỏng, kết hợp đặc tính co giãn và độ ổn định. LCE thường được sử dụng để làm cơ cấu chấp hành và cơ bắp nhân tạo cho robot. Nhưng trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Advanced Materials, các nhà khoa học tìm hiểu khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu.

Nhóm nghiên cứu tạo ra các vật liệu bao gồm nhiều chùm LCE nghiêng, nằm kẹp giữa những cấu trúc đỡ dạng cứng. Khối đơn vị cơ bản này lặp lại dưới dạng nhiều lớp để oằn xuống ở nhiều mức độ khác nhau khi va chạm, phân tán năng lượng một cách hiệu quả. Trong hàng loạt thí nghiệm, các nhà khoa học kiểm tra vật liệu mới có thể chịu tác động từ khối lượng khác nhau ở tốc độ khác nhau tốt tới mức nào. Họ cho các vật thể nặng 1,8 - 4,5kg va đập với vật liệu ở tốc độ lên tới 35,4km/h.

Vật liệu hoạt động tốt hơn với nhiều lớp hơn. Ví dụ, một cấu trúc 4 lớp có mật độ hấp thụ năng lượng nhiều hơn gần gấp đôi cấu trúc một lớp. Dù tính đến nay, vật liệu mới được thử nghiệm với lực tác động ở 35,4km/h, nhóm nghiên cứu cho biết sản phẩm có thể chịu tác động ở tốc độ cao hơn. Vật liệu này có thể cải thiện độ an toàn của mũ bảo hiểm, áo chống đạn, thanh cản trước của xe hơi.

"Chúng tôi rất hào hứng với khả năng hấp thụ năng lượng cực tốt của vật liệu mới", nhà nghiên cứu Sung Hoon Kang, trợ lý giáo sư ngành kỹ thuật cơ khí, cho biết. "Vật liệu cung cấp khả năng bảo vệ tốt hơn trước va chạm, nhưng lại đủ nhẹ để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, tác động tới môi trường và mang lại cảm giác thoải mái cho người mặc đồ bảo hộ".

Loading...
TIN CŨ HƠN
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.

Đăng ngày: 23/02/2025
Lốp vĩnh cửu của NASA: đi được trên mọi địa hình, chịu được độ lạnh -200 độ C

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.

Đăng ngày: 10/02/2025
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

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?

Đăng ngày: 24/01/2025
Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano

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).

Đăng ngày: 11/01/2025
Các nhà khoa học Nhật cấy ghép máy móc vào gián, bắt chúng phải phục vụ con người

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

Đăng ngày: 04/01/2025
Nano trong một thế giới cực nhỏ

Nano trong một thế giới cực nhỏ

Khoa học và công nghệ nano (nanoscience and nanotechnology) là một bộ môn khảo sát, tìm hiểu đặc tính những vật chất cực nhỏ, để thao tác (manipulate), chồng chập những vật chất này, xây dựng vật thể to hơn.

Đăng ngày: 26/12/2024
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…

Đăng ngày: 14/12/2024
Tiêu điểm
Khoa Học News