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.


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.

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.

TIN CŨ HƠN
Ứng dụng lốp xe không hơi của NASA cho xe đạp

Ứng dụng lốp xe không hơi của NASA cho xe đạp

Startup Mỹ ứng dụng công nghệ do NASA phát triển cho robot sao Hỏa vào lốp xe đạp dưới mặt đất nhằm tăng độ bền và tính hiệu quả.

Đăng ngày: 27/10/2025
Súng laser mới của Trung Quốc có thể đốt cháy da trong 1 giây ở cự li 800 mét

Súng laser mới của Trung Quốc có thể đốt cháy da trong 1 giây ở cự li 800 mét

Theo South China Morning Post, súng trường laser mới này sẽ được sử dụng bởi các đội chống khủng bố trong lực lượng cảnh sát vũ trang của Trung Quốc.

Đăng ngày: 24/10/2025
Siêu du thuyền hình kim tự tháp lơ lửng trên biển

Siêu du thuyền hình kim tự tháp lơ lửng trên biển

Với cấu trúc hình kim tự tháp lơ lửng sát mặt nước, chiếc siêu du thuyền hạng sang tân tiến do kỹ sư người Anh thiết kế hứa hẹn đem đến trải nghiệm giống như một con tàu vũ trụ.

Đăng ngày: 22/10/2025
Hãng Sony giới thiệu máy nghe nhạc robot

Hãng Sony giới thiệu máy nghe nhạc robot

Tập đoàn điện tử Sony vừa giới thiệu tại Tokyo mẫu robot mới mang tên “Rolly” hình bầu dục nằm gọn trong lòng bàn tay và có thể phát nhạc vừa nhảy múa theo điệu nhạc phát ra.

Đăng ngày: 20/10/2025
Top 10 mẫu xe lưỡng cư ấn tượng nhất trên thế giới

Top 10 mẫu xe lưỡng cư ấn tượng nhất trên thế giới

Xuất hiện đầu tiên vào Chiến tranh Thế giới thứ II, xe lưỡng cư là loại phương tiện vừa hoạt động trên bờ, vừa có thể vận hành dưới nước

Đăng ngày: 12/10/2025
Cô nàng siêu robot Sophia từng tuyên bố “huỷ diệt loài người” 4 năm trước bây giờ ra sao?

Cô nàng siêu robot Sophia từng tuyên bố “huỷ diệt loài người” 4 năm trước bây giờ ra sao?

Khi được người sáng tạo ra mình hỏi về việc có muốn huỷ diệt loài người hay không, cô nàng siêu robot Sophia đã thẳng thắn đáp trả: "Được rồi, tôi sẽ huỷ diệt loài người".

Đăng ngày: 28/09/2025
Cánh

Cánh "cổng liên lạc" trong phim viễn tưởng xuất hiện tại châu Âu

Một “cánh cổng thần kỳ” hệt trong phim sci-fi là ý tưởng của Lithuania và Ba Lan, nhằm kết nối con người của hai thành phố cách nhau 600km này.

Đăng ngày: 09/09/2025
Khoa Học News