Các nhà khoa học đã tìm ra làm thế nào để cung cấp cho bất kỳ vật liệu sức mạnh tuyệt vời. Những gì xảy ra tiếp theo có thể thay đổi mọi thứ.
Trong tiểu thuyết năm 1995 của Neal Stephenson, Thời đại kim cương , ông tưởng tượng một thế giới trong đó các tòa nhà có thể được xây dựng bằng kim cương, một vật liệu, nhờ robot siêu âm và nanengineering, đã trở nên rẻ hơn thủy tinh. Kết quả là, toàn bộ các thành phố được làm bằng vật liệu cứng nhất thế giới và các tòa nhà chọc trời lấp lánh dưới ánh mặt trời.
Chúng ta chưa thể xây dựng với đống kim cương không giới hạn, không. Nhưng các nhà nghiên cứu của Đại học Rice đã tìm ra điều tốt nhất tiếp theo: xử lý nhựa, hoặc thậm chí các vật liệu như kim loại và bê tông, theo cách gần như phù hợp với sức mạnh của kim cương .
Những phát hiện vừa được công bố trên tạp chí học thuật nhỏ có tên đáng kinh ngạc . Khái niệm này là một chút khó khăn để nắm bắt, nhưng ý nghĩa của nó là dễ hiểu.
[Ảnh: Jeff Fitlow / Đại học Rice]
Từ những năm 90, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng các ống nano carbon có thể được sắp xếp trong những gì được gọi là tubulanes . Ý tưởng là nếu bạn có thể sắp xếp các phân tử carbon theo cấu trúc lưới ngoằn ngoèo cụ thể, bạn sẽ có được một vật liệu có thể thổi bay với kim cương.
Các nhà khoa học đã thực hiện tất cả các loại mô phỏng trên máy tính, giải thích cho tác giả chính Mohammad Sajadi, và ở mỗi bước đi, lời hứa của tubulanes đã được chứng minh. Sê-ri Nhưng không ai có thể tổng hợp chúng, Sajadi nói. Có rất nhiều cấu trúc phân tử lý thuyết. . . nhưng chúng không thực tế bởi vì bạn không thể tạo ra chúng. Chuyện như vậy, ống nano carbon là một trường hợp khét tiếng về lý thuyết vượt trội so với ứng dụng, bởi vì cách chúng ta tạo ra ống nano carbon ngày nay khá thô sơ : Nướng đúng thứ trong lò phát triển carbon ống nano có hình dạng khá khó đoán hơn là hình học phân tử được tổ chức hoàn hảo của tubulanes.
Nhưng thay vì cố gắng tạo ra tubulanes trong phòng thí nghiệm, Sajadi và các cộng tác viên của ông đã làm một điều khác biệt: Họ đã sao chép cấu trúc dệt của tubulanes, sau đó in 3D hình dạng đó bằng polymer nhựa có sẵn. Các hình dạng giống hệt nhau nhưng được hiển thị ở quy mô có độ lớn hơn một tubulane.
Việc tìm kiếm? Tubulanes và các bản in 3D này có cùng xu hướng về các tính chất cơ học, Sajadi nói. Điều đó có nghĩa là một khối nhỏ của polymer in này theo nghĩa đen có thể ngăn chặn một viên đạn đang tăng tốc mà không bị vỡ hoặc nứt trong suốt. . chinh no.
[Ảnh: Jeff Fitlow / Đại học Rice]
Vậy tiếp theo là gì? Chà, có lẽ thật mỉa mai khi nói, đã đưa ra đoạn trước, nhưng phòng thí nghiệm của Sajadi đang thử nghiệm các ống mô phỏng in 3D từ các vật liệu khác, như kim loại và bê tông. Cho đến nay, cách tiếp cận vẫn còn hiệu quả. Tất cả các vật liệu được thử nghiệm mạnh hơn khi được in trong các hình dạng này hơn là các khối rắn. (Và thật tình cờ, phòng thí nghiệm của Sajadi đang sử dụng máy in 3D sẵn có. Về lý thuyết bạn có thể thực hiện thí nghiệm này ở nhà.)
Ý nghĩa rất rộng. Các khối nhựa có thể được in ở bất kỳ hình dạng nào, để làm áo khoác hoặc mũ bảo hiểm chống đạn nhẹ. Họ cũng có thể làm việc theo cách của họ vào xe ô tô. Một bội thu được in theo cách này sẽ hấp thụ tác động tốt hơn so với các lựa chọn thay thế chúng ta có ngày nay. Nếu kỹ thuật này được áp dụng cho kiến trúc, Sajadi chỉ ra, những bức tường và gạch nhẹ hơn, mạnh hơn có thể chịu tải trọng lớn hơn sẽ cho phép các tòa nhà chọc trời đạt đến mức cao hơn bao giờ hết. (Thay vì trông giống như kim cương, chúng trông giống như một tấm thảm bê tông dệt kim tuyệt đẹp.) Đồng thời, vì những viên gạch này vốn yêu cầu ít vật liệu hơn trên mỗi khối, tác động môi trường của chúng cũng sẽ thấp hơn.
Và điều này không chỉ có ứng dụng trong việc xây dựng [trên trái đất], mà thôi Sajadi cung cấp. Giả sử bạn muốn có một cấu trúc mạnh mẽ hơn trong không gian.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét