Các nhà khoa học từ Đại học California, Irvine (UCI) của Mỹ đã thành công trong việc chế tạo vật liệu carbon cấu trúc nano mới, bao gồm những tấm tế bào kín có liên kết chặt chẽ với nhau thay vì chùm hình trụ được sử dụng phổ biến.
Theo Slashgear, thiết kế mới của họ giúp cải thiện tới 639% độ bền và 522% độ cứng. "Thiết kế dựa trên chùm hình trụ trước đây không đạt hiệu quả về tính chất cơ học. Các mạng tinh thể nano dạng tấm mới mà chúng tôi chế tạo chắc chắn và cứng hơn nhiều so với mạng tinh thể dạng chùm tốt nhất", Tiến sĩ Jens Bauer, trưởng nhóm nghiên cứu nhận định.
Các thành viên phòng thí nghiệm vật liệu kiến trúc của Lorenzo Valdevit đã dùng kính hiển vi điện tử và nhiều công nghệ khác do Viện nghiên cứu vật liệu Irvine cung cấp để xác minh phát hiện khoa học này.
|
|
|
Vật liệu carbon dựa trên cấu trúc nano dạng tấm với độ bền và cứng vượt trội. Ảnh: Slashgear.
|
Nhóm nghiên cứu cho biết, thành tích của nhóm dựa trên quy trình được gọi là in laser trực tiếp trùng hợp hai photon. Họ chiếu tia laser tập trung vào một giọt nhựa cây lỏng cực nhạy với tia cực tím để biến nó thành một loại polymer rắn, nơi các phân tử bị tấn công cùng lúc bởi hai photon. Bằng cách quét ba chiều, kỹ thuật này có thể ghép tế bào theo chu kỳ gồm các tấm mỏng 160 nanomet.
Mỗi tấm này có nhiều lỗ nhỏ cho phép loại bỏ nhựa thừa ra khỏi vật liệu hoàn thiện rồi đưa qua quá trình nhiệt phân ở 900 độ C trong môi trường chân không suốt một tiếng đồng hồ. Cuối cùng, chúng ta có một mạng lưới carbon hình lập phương, với kết cấu vững chắc nhất đối với vật liệu xốp.
Phát hiện khoa học này có ý nghĩa lớn với các kỹ sư kiến trúc, đặc biệt trong ngành hàng không. Sự kết hợp giữa độ bền, cứng cùng khối lượng thấp của chúng sẽ giúp tăng cường hiệu suất của máy bay và tàu vũ trụ.