Có thể nói các bộ phận thủy tinh luôn là những mắt xích yếu nhất và dễ vỡ nhất trong toàn bộ hệ thống. Nhưng, với một số nguồn cảm hứng gần đây, các nhà nghiên cứu đã thay đổi suy nghĩ hoàn toàn. Rất có thể trong tương lai chúng ta sẽ nói lời chào tạm biệt mãi mãi với mặt kính màn hình điện thoại vỡ. Nguyên nhân là do các nhà khoa học vừa phát triển một loại kính lấy ý tưởng từ vỏ sò.
Mặc dù là thủy tinh nhưng vật liệu mới này có thiết kế bền bỉ, khả năng đàn hồi giống như nhựa hơn. Và không bị vỡ khi có va chạm mạnh xảy ra, đã được ứng dụng thực tế. Dựa trên tính chất giống như gạch của sự sắp xếp xà cừ, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại kính tổng hợp có độ bền rất nhiều lần so với kính cường lực và kính trơn.
Mục Lục
Vật liệu kính mới lấy ý tưởng từ vỏ sò
Các nhà khoa học đến từ Đại McGill ở Montreal phát triển loại kính bền và cứng hơn, được lấy cảm hứng từ lớp bên trong vỏ của những loài nhuyễn thể như sò, ốc,… Chúng có cấu tạo giống như một bức tường bằng những mảnh gạch đan xen ở kích thước siêu nhỏ. Vỏ nhuyễn thể được tạo thành từ khoảng 95% đá vôi, rất giòn ở dạng nguyên chất. Nhưng xà cừ, bao bọc lớp vỏ bên trong của nhuyễn thể, được tạo thành từ những mảnh siêu nhỏ chồng lớp lên nhau. Khiến nó trở nên cực kỳ chắc chắn và dẻo dai. Nó rất bền, cho phép vỏ chống lại các tác động mà không bị vỡ.
Thay vì vỡ thành nhiều mảnh khi chịu tác động mạnh, vật liệu mới dễ uốn giống nhựa. Và có thể dùng để cải tiến màn hình điện thoại di động trong tương lai cùng nhiều ứng dụng khác. Nếu được sản xuất hàng loạt và đưa ra thị trường, nó có thể được dùng để chấm dứt tình trạng smartphone cao cấp bị vỡ dễ dàng khi rơi xuống đất.
Vật liệu tổng hợp từ kính và acrylic
Vật liệu tổng hợp giữa thủy tinh và acrylic sẽ “cung cấp sự kết hợp của sức mạnh, độ dẻo dai và độ trong suốt”. Sản phẩm được thiết kế bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học McGill ở Montreal, Canada. Allen Ehrlicher, phó giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Sinh học tại Đại học McGill, cho biết: “Thật đáng kinh ngạc, xà cừ có độ cứng của vật liệu cứng và độ bền của vật liệu mềm. Nó được làm từ các mảnh vật chất cứng như đá vôi. Được xếp thành lớp với các protein mềm có tính đàn hồi cao. Cấu trúc này tạo ra sức mạnh đặc biệt. Làm cho nó cứng hơn 3.000 lần so với các vật liệu tạo nên nó.”
“Thiên nhiên là một bậc thầy về thiết kế. Nghiên cứu cấu trúc của vật liệu sinh học và hiểu cách chúng hoạt động mang lại nguồn cảm hứng. Và đôi khi là bản thiết kế cho các vật liệu mới. Mặc dù các kỹ thuật như tôi và ép có thể giúp gia cố kính tiêu chuẩn trên điện thoại ngày nay. Nhưng chúng rất tốn kém và không còn tác dụng khi bề mặt bị hư hỏng.” Giáo sư Ehrlicher cho biết: “Cho đến nay vẫn có sự đánh đổi giữa độ bền cao, độ dẻo dai và độ trong suốt. Vật liệu mới của chúng tôi không chỉ cứng hơn kính thông thường ba lần. Mà còn chống vỡ tốt hơn gấp hơn năm lần.”
Kết hợp công nghệ thông minh
Các nhà nghiên cứu mô phỏng lại cấu trúc của xà cừ với các lớp mảnh kính và acrylic. Tạo ra một vật liệu đục có độ bền đặc biệt cao, dễ sản xuất với chi phí rẻ. Sau đó, họ tiến xa hơn khi biến vật liệu tổng hợp thành trong suốt về mặt quang học. “Bằng cách điều chỉnh chiết xuất của acrylic. Chúng tôi làm nó hòa lẫn vào lớp kính để vật liệu thực sự trong suốt”. Trưởng nhóm Ali Amini, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ ở Đại học McGill, cho biết. Các bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là cải thiện loại kính không thể vỡ. Bằng cách kết hợp công nghệ thông minh cho phép kính thay đổi các đặc tính của nó. Chẳng hạn như màu sắc, cơ học và độ dẫn điện.
