Vũ Nguyễn
Writer
Kim cương là chất tự nhiên cứng nhất, nhưng nó được định sẵn là không thích hợp làm vật liệu, do giá thành và đặc tính cao, bởi vì thứ mà các nhà khoa học cần là một vật liệu vừa bền vừa dẻo. Nhưng có thực sự có một vật chất như vậy?
iPhone 14
Ngày 13/12, một nhóm các nhà khoa học do Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley và Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Hoa Kỳ dẫn đầu đã đo được độ dẻo dai cao nhất từng đo được khi nghiên cứu CrCoNi, một hợp kim làm từ crom, coban và niken. Kết quả được đăng trên tạp chí Science gần đây. Trái ngược với hầu hết các vật liệu khác đang tồn tại, hợp kim không mất đi độ cứng và độ dẻo khi nhiệt độ hạ xuống mà thay vào đó tăng lên.
Cấu trúc tinh thể của CrCoNi nhìn dưới kính hiển vi. (Ảnh: Phòng thí nghiệm Berkeley).
CrCoNi là nhóm nhỏ trong nhóm kim loại gọi là hợp kim entropy cao (HEA). Tất cả hợp kim sử dụng ngày nay đều chứa lượng lớn một nguyên tố và các nguyên tố thêm vào có tỷ lệ thấp hơn, nhưng HEA có khối lượng các nguyên tố cấu thành như nhau. Sự cân bằng này giúp đem lại độ bền và tính dễ uốn cao khi chịu áp lực.
Độ cứng của vật liệu mới ở gần nhiệt độ heli lỏng (-253 độ C) lên tới 500 MPa-Sqrt (đơn vị đo độ cứng). Để so sánh, độ cứng của silicon là 1, của khung nhôm trên máy bay chở khách là 35 và của một số loại thép tốt nhất là khoảng 100. Vì vậy, 500 là một con số đáng kinh ngạc, theo đồng trưởng nhóm nghiên cứu Robert Ritchie, nhà khoa học làm việc ở Ban khoa học vật liệu của Phòng thí nghiệm Berkeley.
Nhóm nghiên cứu bắt đầu thử nghiệm CrCoNi và một hợp kim khác chứa thêm mangan và sắt (CrMnFeCoNi) gần một thập kỷ trước. Họ tạo ra các mẫu hợp kim, sau đó hạ thấp nhiệt độ của chúng xuống gần bằng nhiệt độ nitrogen lỏng (khoảng 77 Kelvin hay -200 độ C) và phát hiện ra độ cứng ấn tượng của chúng. Họ mất thêm 10 năm tiếp theo để thử nghiệm ở nhiều nhiệt độ khác nhau, vì quá trình thiết lập phòng thí nghiệm cũng như tuyển dụng được các nhà nghiên cứu có thể hiểu được những gì đang xảy ra ở cấp độ phân tử là không hề dễ dàng.
Một số blogger đùa rằng dòng iPhone 50 sẽ sử dụng chất liệu kim loại này làm khung. Nếu điều này là có thể, điện thoại đủ cứng, nhưng còn cảm giác cứng thì sao? Hơn nữa, hiện tại điện thoại di động sử dụng loại vật liệu này cũng không cần thiết, một là vấn đề giá thành, hai là có rất nhiều vật liệu có thể thay thế.
Được biết, chất liệu khung thân của phiên bản iPhone 14 thông thường là kim loại nhôm, mặt trước và mặt sau được làm bằng kính, trong khi chất liệu khung thân của dòng iPhone 14 Pro cao cấp được làm bằng thép không gỉ, và phía trước và phía sau cũng là kính đôi. Mặt sau kính có kết cấu mờ và cảm giác tốt. Dòng iPhone 15 ra mắt vào năm sau được cho là sẽ tiếp tục sử dụng chất liệu này.
Ngày 13/12, một nhóm các nhà khoa học do Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley và Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge ở Hoa Kỳ dẫn đầu đã đo được độ dẻo dai cao nhất từng đo được khi nghiên cứu CrCoNi, một hợp kim làm từ crom, coban và niken. Kết quả được đăng trên tạp chí Science gần đây. Trái ngược với hầu hết các vật liệu khác đang tồn tại, hợp kim không mất đi độ cứng và độ dẻo khi nhiệt độ hạ xuống mà thay vào đó tăng lên.
CrCoNi là nhóm nhỏ trong nhóm kim loại gọi là hợp kim entropy cao (HEA). Tất cả hợp kim sử dụng ngày nay đều chứa lượng lớn một nguyên tố và các nguyên tố thêm vào có tỷ lệ thấp hơn, nhưng HEA có khối lượng các nguyên tố cấu thành như nhau. Sự cân bằng này giúp đem lại độ bền và tính dễ uốn cao khi chịu áp lực.
Độ cứng của vật liệu mới ở gần nhiệt độ heli lỏng (-253 độ C) lên tới 500 MPa-Sqrt (đơn vị đo độ cứng). Để so sánh, độ cứng của silicon là 1, của khung nhôm trên máy bay chở khách là 35 và của một số loại thép tốt nhất là khoảng 100. Vì vậy, 500 là một con số đáng kinh ngạc, theo đồng trưởng nhóm nghiên cứu Robert Ritchie, nhà khoa học làm việc ở Ban khoa học vật liệu của Phòng thí nghiệm Berkeley.
Nhóm nghiên cứu bắt đầu thử nghiệm CrCoNi và một hợp kim khác chứa thêm mangan và sắt (CrMnFeCoNi) gần một thập kỷ trước. Họ tạo ra các mẫu hợp kim, sau đó hạ thấp nhiệt độ của chúng xuống gần bằng nhiệt độ nitrogen lỏng (khoảng 77 Kelvin hay -200 độ C) và phát hiện ra độ cứng ấn tượng của chúng. Họ mất thêm 10 năm tiếp theo để thử nghiệm ở nhiều nhiệt độ khác nhau, vì quá trình thiết lập phòng thí nghiệm cũng như tuyển dụng được các nhà nghiên cứu có thể hiểu được những gì đang xảy ra ở cấp độ phân tử là không hề dễ dàng.
Một số blogger đùa rằng dòng iPhone 50 sẽ sử dụng chất liệu kim loại này làm khung. Nếu điều này là có thể, điện thoại đủ cứng, nhưng còn cảm giác cứng thì sao? Hơn nữa, hiện tại điện thoại di động sử dụng loại vật liệu này cũng không cần thiết, một là vấn đề giá thành, hai là có rất nhiều vật liệu có thể thay thế.
Được biết, chất liệu khung thân của phiên bản iPhone 14 thông thường là kim loại nhôm, mặt trước và mặt sau được làm bằng kính, trong khi chất liệu khung thân của dòng iPhone 14 Pro cao cấp được làm bằng thép không gỉ, và phía trước và phía sau cũng là kính đôi. Mặt sau kính có kết cấu mờ và cảm giác tốt. Dòng iPhone 15 ra mắt vào năm sau được cho là sẽ tiếp tục sử dụng chất liệu này.
