Tiềm năng của phát minh về vật liệu tự phục
hồi là ở chỗ nó có thể giúp kéo dài tuổi thọ và độ an toàn của sản
phẩm, làm giảm nhu cầu về nguyên vật liệu xây dựng, và cho phép sửa chữa
từ xa các máy móc đang hoạt động tại các địa điểm xa xôi hoặc không thể
tiếp cận như thiết bị viễn thám, tàu lặn thăm dò... Một trong những sản
phẩm được giới thiệu rộng rãi và mang tính ứng dụng cao là mạch điện có
thể tự nối lại sau khi bị đứt do chập điện.
Công nghệ này có thể ứng dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực
Sơn giàn khoan "tự sửa chữa”
Ý
tưởng mang tính khoa học viễn tưởng này nảy sinh từ hiện tượng kim loại
nóng chảy có thể hòa với nhau sau một vụ nổ sinh nhiệt lớn, và nó được
tái hiện bằng các ví dụ đơn giản - chẳng hạn như lớp phủ chống ăn mòn có
thể “tự sửa chữa” sau khi bị hư hỏng.
Hợp tác với Đại học
Illinois (Mỹ), các kỹ sư của Công ty Autonomic Materials tại
Urbana-Champaign, bang Illinois, đã nghiên cứu phát triển các loại sơn
tự phục hồi, chất bịt kín và chất kết dính dựa trên công nghệ
microcapsule (gọi nôm na là các viên nang siêu nhỏ). Giám đốc điều hành
Autonomic Materials, ông Joe Giuliani cho biết trong các ứng dụng đầu
tiên được công ty đưa ra thị trường đáng chú ý có sơn chống ăn mòn kim
loại có thể tự phục hồi được sử dụng cho tàu biển, bến cảng hoặc các
giàn khoan dầu khơi xa. Công nghệ này dựa trên một hệ thống mà có 2 loại
“viên nang siêu nhỏ” nằm trong lớp phủ, một có chứa các thành phần tự
hàn gắn và các thuốc khác có chứa một chất xúc tác. Khi lớp phủ bị hư
hại, các viên nang siêu nhỏ sẽ vỡ và thành phần bên trong sẽ phản ứng
với nhau, chữa lành các tổn thương để khôi phục lại sự toàn vẹn của lớp
phủ. "Khi hư hỏng xảy ra, chất này đi đến các nơi bị tổn thương và thực
sự có thể chữa lành dưới nước mà không có sự hiện diện của oxy”, Giám
đốc điều hành Autonomic Materials nói.
Theo các chuyên gia, công
nghệ này có thể giúp kéo dài thời gian cần phải tiến hành bảo dưỡng định
kỳ, và giảm thiểu chi phí bảo dưỡng, đồng thời kéo dài tuổi thọ của kết
cấu vật liệu xây dựng công trình. Việc giảm thời gian bảo dưỡng đã thu
hút sự chú ý cho các chủ sở hữu giàn khoan và các kết cấu tương tự,
thường nằm ở vị trí từ xa và cực kỳ tốn kém để bảo trì. Theo ước tính
của các công ty bảo hiểm, ăn mòn khiến giá trị các tài sản trên biển hao
mòn 500 tỷ USD toàn thế giới mỗi năm. “Đây không phải là một sửa chữa
thẩm mỹ, việc tự sửa hoàn toàn mang tính phục hồi gần như nguyên trạng.
Đó là lựa chọn hàng đầu cho những ai muốn bảo vệ tài sản của họ trước sự
ăn mòn kim loại”, ông Joe Giuliani nói.
Polymer “phỏng sinh học”
Trong
khi các lớp phủ microcapsule sẽ là sản phẩm tự chữa bệnh đầu tiên có
mặt trên thị trường, các nhà khoa học Anh cũng đang phát triển các mô
hình vật liệu phức tạp hơn. Giáo sư Ian Bond, người đứng đầu bộ phận kỹ
thuật hàng không vũ trụ tại trường Đại học Bristol của Vương quốc Anh
cho biết nhóm nghiên cứu của ông đã phát triển một hệ thống "phỏng sinh
học" bắt nguồn từ mạch máu, dựa trên các tĩnh mạch trong cơ thể con
người.
Mô tả một cách đơn giản của công nghệ "phỏng sinh học"
này là sử dụng sợi rỗng có chứa chất lỏng sẽ bị rò rỉ ra ngoài và sửa
chữa hư hỏng khi có tác động của ngoại lực. Công nghệ này có khả năng
được sử dụng trong các vật liệu polymer tổng hợp siêu bền thay thế kim
loại trong thế hệ mới của máy bay Superjumbo. Một ứng dụng khác đang
được nghiên cứu là việc vật liệu này có thể tạo ra các “vết bầm” để hiển
thị các nơi bị tổn thương - ứng dụng trong chế tạo xe hơi và kính “tự
liền” bằng cách làm kín các vết nứt bằng chất lỏng khi nó nứt vỡ. “Các
vết nứt sẽ biến mất nhưng bạn sẽ không thể khôi phục sự toàn vẹn về cấu
trúc”, Giáo sư Ian Bond nói.
Kính “tự liền” có thể được sử dụng
trong kính chắn gió bọc thép của xe quân sự - cho phép hành khách lái xe
đi trong vùng xảy ra chiến sự với tầm nhìn rõ ràng - hoặc trong màn
hình điện thoại thông minh, mặc dù trong thực tế, có thể không có nhiều
nhu cầu kéo dài thời gian sử dụng điện thoại di động. “Đó là một bước
đi hợp lý, chúng tôi đã bắt đầu với từ các ý tưởng đơn giản, theo những
gì thiên nhiên màu nhiệm đã làm”, Giáo sư Ian Bond nói. “Đây là sự
khởi đầu của khái niệm cho phép vật liệu để phục hồi hoàn toàn”.
Theo ANTĐ/CNN *