Vật liệu tự tái sinh

Các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo thành công một loại vật liệu có thể tự chữa lành vết hư tổn, hứa hẹn mang lại những ứng dụng thiết thực trong đời sống.

Ảnh chụp quá trình tự chữa lành của vật liệu dưới tác động của tia laser hồng ngoại. (Ảnh: Science Daily)

Có lẽ bạn đã từng thấy trên phim ảnh: Các sát thủ robot nhanh chóng tái tạo cấu trúc của nó sau khi bị hủy hoại đến mức không thể nhận ra. Diễn tiến kiểu Terminator này đang trở nên gần với thực tế nhờ những tiến bộ khoa học liên quan đến việc xác định hư tổn của một hệ thống cấu trúc.

Nhóm chuyên gia nghiên cứu thuộc Đại học bang Arizona đã tạo ra một vật liệu không những cảm nhận được sự hư hỏng trong các cấu trúc - chẳng hạn như sự rạn nứt trong hợp chất composite được gia cố sợi - mà thậm chí còn tự chữa lành vết thương. Cấu trúc này bắt chước các hệ thống sinh học giống như xương để cảm nhận, ngăn chặn tiến trình hư tổn và tự tái tạo.

Vật liệu lạ thường này do Henry Sodano và các đồng sự chế tạo. Họ đã sử dụng các loại “polymer nhớ hình dạng” kết hợp với một mạng sợi quang vừa có chức năng như một thiết bị cảm biến phát hiện sự hư hỏng, vừa là hệ thống kích thích nhiệt để tạo ra phản ứng giống hệt các đặc điểm cảm nhận và tự chữa lành trong các hệ thống sinh học. Một tia laser hồng ngoại dẫn truyền ánh sáng xuyên qua hệ thống sợi quang để đốt nóng vật liệu này, kích thích cơ chế dẻo dai và tự chữa lành.

Hệ thống vật liệu này có khả năng tăng độ dẻo dai của một vật mẫu lên gấp 11 lần. Sau khi làm cho vật mẫu này trở nên dẻo, vết rạn nứt có thể dính lại bằng cách sử dụng tác dụng nhớ hình dạng để khôi phục đến 96% chiều dài ban đầu của vật thể đó. Vật liệu mới có thể được ứng dụng trong phẫu thuật.