Vật liệu mới không biến dạng ở mức nhiệt hơn 1.100 độ C

Vật liệu từ scandium, nhôm, vonfram và oxy không thay đổi thể tích khi nhiệt độ dao động mạnh, có thể ứng dụng trong y học, hàng không vũ trụ.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học New South Wales có thể đã tạo ra một trong những vật liệu bền nhiệt nhất thế giới, New Atlas hôm 12/6 đưa tin. Vật liệu có độ giãn nở nhiệt bằng không (ZTE) này làm từ scandium, nhôm, vonfram và oxy. Nó không thay đổi thể tích ở mức nhiệt từ -269 đến 1.126 độ C, một phạm vi rộng hơn bất cứ vật liệu nào từng được chứng minh đến nay. Nghiên cứu đăng trên tạp chí Chemistry of Materials.

Vật liệu mới không biến dạng ở mức nhiệt hơn 1.100 độ C
Sc1.5Al0.5W3O12 có thể dùng để chế tạo các thiết bị cho ngành hàng không vũ trụ. (Ảnh: Raytheon).

Vật liệu mới mang tên Sc1.5Al0.5W3O12. Nó sẽ rất hữu ích khi chế tạo các thiết bị hoạt động trong môi trường có nhiệt độ dao động mạnh. Ví dụ, thiết bị dùng trong ngành hàng không vũ trụ có thể gặp nhiệt độ cực lạnh ngoài không gian và nhiệt độ cực nóng khi phóng lên hoặc hồi quyển. Ngoài ra, vật liệu này cũng có thể ứng dụng trong việc cấy ghép y học. Sự chênh lệch nhiệt độ ở đây không quá lớn nhưng chỉ cần vật liệu giãn nở nhiệt một chút cũng có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng.

Loading...

Nhóm nghiên cứu khám phá ra vật liệu mới một cách tình cờ. "Chúng tôi đang tiến hành thí nghiệm với các vật liệu để phục vụ cho nghiên cứu về pin, mục tiêu của các thí nghiệm không liên quan đến nhau. Sau đó, chúng tôi tình cờ phát hiện ra tính chất đặc biệt của hợp chất này", Neeraj Sharma, phó giáo sư tại Đại học New South Wales, cho biết.

Ở cấp độ phân tử, vật liệu thường giãn nở vì nhiệt độ tăng trực tiếp dẫn đến sự gia tăng về chiều dài của các liên kết nguyên tử giữa các nguyên tố. Đôi khi điều này còn khiến nguyên tử xoay vòng, tạo ra những cấu trúc rộng hơn và ảnh hưởng đến tổng thể tích.

Tuy nhiên, vật liệu mới dù ở nhiệt độ dao động lớn cũng chỉ gây ra sự thay đổi rất nhỏ ở các liên kết, vị trí nguyên tử oxy và sự xoay vòng của nguyên tử. Các chuyên gia chưa rõ cơ chế chính xác mang lại tính ổn định nhiệt cực tốt này. Họ cho rằng có thể độ dài liên kết, góc và vị trí nguyên tử oxy thay đổi đồng điệu với nhau để bảo tồn tổng thể tích.

"Câu hỏi tiếp theo là cái nào hoạt động ở nhiệt độ nào. Scandium hiếm và đắt hơn, nhưng chúng tôi đang tiến hành thí nghiệm với các nguyên tố khác có thể thay thế mà độ ổn định vẫn giữ nguyên", Sharma nói. Các thành phần khác phổ biến hơn và liên kết với nhau chỉ nhờ quá trình tổng hợp tương đối đơn giản. Do đó, nhóm nghiên cứu tin rằng vật liệu này sẽ không gặp trở ngại khi sản xuất quy mô lớn.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Các kỹ sư Mỹ phát triển nam châm mạnh nhất thế giới

Các kỹ sư Mỹ phát triển nam châm mạnh nhất thế giới

Module đầu tiên của nam châm mạnh gấp 280.000 lần từ trường Trái Đất sắp được chuyển tới lò phản ứng ITER.

Đăng ngày: 17/06/2021
Nhà sáng chế trẻ người Nhật tự chế bếp nướng điện độc đáo, nướng thịt bằng chính việc chạy bộ

Nhà sáng chế trẻ người Nhật tự chế bếp nướng điện độc đáo, nướng thịt bằng chính việc chạy bộ

Sử dụng công năng tạo ra từ hoạt động thể dục, chiếc bếp nướng điện thú vị của nhà sáng chế trẻ người Nhật có thể giúp bạn nướng thịt bằng chính sức vận động của mình.

Đăng ngày: 16/06/2021
Elon Musk mở đường hầm chở khách bên dưới Las Vegas

Elon Musk mở đường hầm chở khách bên dưới Las Vegas

Công ty Boring Company của Elon Musk đưa vào hoạt động đường hầm ở độ sâu 12 m bên dưới những đường phố đông đúc của Las Vegas.

Đăng ngày: 15/06/2021
Giấc mơ xe hơi thực sự tự lái đang chết dần?

Giấc mơ xe hơi thực sự tự lái đang chết dần?

Một số chuyên gia nói rằng xe tự hành sẽ được hiện thực hoá trong một thế kỷ hoặc hơn, số khác tin rằng khả năng tự hành cấp 5 sẽ không bao giờ xảy ra.

Đăng ngày: 15/06/2021
Siêu kính hiển vi giúp quan sát những thứ con người chưa từng thấy

Siêu kính hiển vi giúp quan sát những thứ con người chưa từng thấy

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Queensland vừa sáng chế ra chiếc kính hiển vi lượng tử có khả năng quan sát những cấu trúc sinh học mà con người chưa bao giờ được chứng kiến.

Đăng ngày: 14/06/2021
Pin năng lượng mặt trời trong suốt có thể làm … cửa sổ nhà

Pin năng lượng mặt trời trong suốt có thể làm … cửa sổ nhà

Các nhà khoa học Mỹ và Trung Quốc tuyên bố đã phát triển thành công pin năng lượng mặt trời trong suốt hoạt động như tấm kính cường lực, có thể dùng làm cửa sổ các toà nhà.

Đăng ngày: 11/06/2021
Phát triển thành công loại mực sinh học mới, có thể dùng để in 3D nội tạng cấy ghép trong tương lai

Phát triển thành công loại mực sinh học mới, có thể dùng để in 3D nội tạng cấy ghép trong tương lai

Các nhà nghiên cứu đã cấy thành công mô sống được in 3D lên chuột.

Đăng ngày: 10/06/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News