Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Những chú chim anh hùng đang cho các nhà vật lý vật liệu thấy cách thực hiện...với các vật liệu hợp chất bền và nhẹ.
Tổ chim hình chén mang đến cho các nhà khoa học một cách mới để nghiên cứu cách vật liệu lỏng có thể chuyển sang trạng thái rắn trong những điều kiện thích hợp.
Chim là loài thiên tài và chúng sử dụng những vật liệu tìm thấy để làm nên những ngôi nhà chắc chắn và nhẹ.
Các nhà khoa học có thể mô phỏng thiết kế tổ chim để tạo ra vật liệu tổng hợp có cùng tính chất.
Bằng cách sắp xếp cẩn thận các que kem theo một cách cụ thể, bạn có thể tạo ra chuyển động động học trông giống như sự kết hợp giữa ngòi nổ và hiệu ứng domino. Các nhà khoa học cố gắng nghiên cứu tổ chim (mà chúng ta vẫn biết rất ít về chúng), mô tả tổ chim là "bom que hỗn loạn". Trên thực tế, khả năng xây dựng tổ ở mọi loại và trên địa hình từ bề mặt đại dương đến các lỗ bên trong vách đá, có thể là yếu tố chính giúp chim sống sót.
Vậy điều gì đang diễn ra bên trong tổ? Đây là những gì các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu trong một bài báo mới trên Tạp chí Vật lý Ứng dụng . Theo một cách nào đó, hình dạng cốc cổ điển của tổ - loại tổ mà chúng ta thường thấy nhất trên cành cây vào mùa hè - được xây dựng để mô phỏng theo những loài chim mà nó nuôi. "Một con hồng y sử dụng chính cơ thể của mình làm khuôn mẫu để xây dựng tổ cốc. Các vật liệu dạng sợi được tìm thấy được thêm vào và được đóng gói ngẫu nhiên theo ranh giới do loài chim xác định", các nhà nghiên cứu giải thích.
Tổ chim tạo ra có trọng lượng siêu nhẹ, và nếu bạn từng tìm thấy một tổ chim rơi trên mặt đất, bạn sẽ biết chúng mỏng manh như thế nào. Nhưng bản thân chim rất nhẹ, và một tổ chim nhẹ vẫn đứng vững ngay cả trên một nhánh cây có trọng lượng tương tự. Các nhà nghiên cứu này cho rằng cách chim xây tổ có ý nghĩa đối với các nhà khoa học tổng hợp các siêu vật liệu mới trong nghiên cứu của riêng họ.
Một quả bom gậy động học cổ điển hoạt động bằng cách phối hợp một loạt các thanh gậy chồng lên nhau ở trạng thái uốn cong, vì vậy khi một thanh được thả ra, các thanh khác sẽ duỗi ra theo cách giải phóng năng lượng và đẩy các thanh gậy ra xa nhau. Trong tổ chim, các vật thể không đồng nhất như các thanh gậy nhỏ và các mảnh lông tơ đều ép lại với nhau thành một cấu trúc tĩnh mà các nhà khoa học phân loại là siêu vật liệu. Một số cấu trúc đó là các thanh gậy ở trạng thái uốn cong, nhưng chim không giữ một thanh gậy tại chỗ trong khi chúng uốn cong một thanh khác xung quanh nó.
Thay vào đó, tổ chim tượng trưng cho cái gọi là "trạng thái kẹt". Nếu bạn đã chơi Kerplunk, bạn sẽ hiểu điều này.
Bạn có thể nghĩ đến tình trạng tắc đường, khi một vài chiếc xe có thể khiến toàn bộ dòng chảy của một hệ thống đường bộ dừng lại. Bạn cũng có thể nghĩ đến cống bồn tắm, khi một mảnh nhựa hoặc tăm bông bị kẹt có thể bắt hết những sợi tóc và mảnh xà phòng khác cho đến khi chúng gần như tắc hoàn toàn trong đường ống.
“Nếu bị giới hạn, [một số hạt] sẽ dễ dàng 'kẹt', tức là, có đặc tính của một chất rắn liên tục”, nhóm nghiên cứu giải thích. “[K]ắc đã được khai thác cho các ứng dụng mới, thực tế trong những năm gần đây. Khả năng thay đổi vật liệu từ rắn sang lỏng bằng tác động cơ học, thay vì nhiệt, đã được triển khai trong cơ chế kẹp của một robot dạng hạt”.
Nói cách khác, các vật liệu được thiết kế cẩn thận có thể có hình dạng mới và thể hiện các đặc tính của chất rắn hoặc chất lỏng mà không cần phải tan chảy hoặc đông lạnh trong và ngoài các trạng thái đó. "Giữa cát và vải, tại giao diện mờ nhạt giữa cơ học dạng hạt và dệt, tồn tại một loại vật liệu quen thuộc với thế giới sinh học nhưng tương đối chưa được khám phá với sự nghiêm ngặt của khoa học", nhóm nghiên cứu kết luận.
Và trong giao diện mờ nhạt này có thể có những giải pháp thực tế cho kỹ thuật, vận tải và sản xuất. Cảm ơn các loài chim.
Theo Popularmechanics
Tổ chim hình chén mang đến cho các nhà khoa học một cách mới để nghiên cứu cách vật liệu lỏng có thể chuyển sang trạng thái rắn trong những điều kiện thích hợp.
Chim là loài thiên tài và chúng sử dụng những vật liệu tìm thấy để làm nên những ngôi nhà chắc chắn và nhẹ.
Các nhà khoa học có thể mô phỏng thiết kế tổ chim để tạo ra vật liệu tổng hợp có cùng tính chất.
Bằng cách sắp xếp cẩn thận các que kem theo một cách cụ thể, bạn có thể tạo ra chuyển động động học trông giống như sự kết hợp giữa ngòi nổ và hiệu ứng domino. Các nhà khoa học cố gắng nghiên cứu tổ chim (mà chúng ta vẫn biết rất ít về chúng), mô tả tổ chim là "bom que hỗn loạn". Trên thực tế, khả năng xây dựng tổ ở mọi loại và trên địa hình từ bề mặt đại dương đến các lỗ bên trong vách đá, có thể là yếu tố chính giúp chim sống sót.
Vậy điều gì đang diễn ra bên trong tổ? Đây là những gì các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu trong một bài báo mới trên Tạp chí Vật lý Ứng dụng . Theo một cách nào đó, hình dạng cốc cổ điển của tổ - loại tổ mà chúng ta thường thấy nhất trên cành cây vào mùa hè - được xây dựng để mô phỏng theo những loài chim mà nó nuôi. "Một con hồng y sử dụng chính cơ thể của mình làm khuôn mẫu để xây dựng tổ cốc. Các vật liệu dạng sợi được tìm thấy được thêm vào và được đóng gói ngẫu nhiên theo ranh giới do loài chim xác định", các nhà nghiên cứu giải thích.
Tổ chim tạo ra có trọng lượng siêu nhẹ, và nếu bạn từng tìm thấy một tổ chim rơi trên mặt đất, bạn sẽ biết chúng mỏng manh như thế nào. Nhưng bản thân chim rất nhẹ, và một tổ chim nhẹ vẫn đứng vững ngay cả trên một nhánh cây có trọng lượng tương tự. Các nhà nghiên cứu này cho rằng cách chim xây tổ có ý nghĩa đối với các nhà khoa học tổng hợp các siêu vật liệu mới trong nghiên cứu của riêng họ.
Một quả bom gậy động học cổ điển hoạt động bằng cách phối hợp một loạt các thanh gậy chồng lên nhau ở trạng thái uốn cong, vì vậy khi một thanh được thả ra, các thanh khác sẽ duỗi ra theo cách giải phóng năng lượng và đẩy các thanh gậy ra xa nhau. Trong tổ chim, các vật thể không đồng nhất như các thanh gậy nhỏ và các mảnh lông tơ đều ép lại với nhau thành một cấu trúc tĩnh mà các nhà khoa học phân loại là siêu vật liệu. Một số cấu trúc đó là các thanh gậy ở trạng thái uốn cong, nhưng chim không giữ một thanh gậy tại chỗ trong khi chúng uốn cong một thanh khác xung quanh nó.
Thay vào đó, tổ chim tượng trưng cho cái gọi là "trạng thái kẹt". Nếu bạn đã chơi Kerplunk, bạn sẽ hiểu điều này.
Bạn có thể nghĩ đến tình trạng tắc đường, khi một vài chiếc xe có thể khiến toàn bộ dòng chảy của một hệ thống đường bộ dừng lại. Bạn cũng có thể nghĩ đến cống bồn tắm, khi một mảnh nhựa hoặc tăm bông bị kẹt có thể bắt hết những sợi tóc và mảnh xà phòng khác cho đến khi chúng gần như tắc hoàn toàn trong đường ống.
“Nếu bị giới hạn, [một số hạt] sẽ dễ dàng 'kẹt', tức là, có đặc tính của một chất rắn liên tục”, nhóm nghiên cứu giải thích. “[K]ắc đã được khai thác cho các ứng dụng mới, thực tế trong những năm gần đây. Khả năng thay đổi vật liệu từ rắn sang lỏng bằng tác động cơ học, thay vì nhiệt, đã được triển khai trong cơ chế kẹp của một robot dạng hạt”.
Nói cách khác, các vật liệu được thiết kế cẩn thận có thể có hình dạng mới và thể hiện các đặc tính của chất rắn hoặc chất lỏng mà không cần phải tan chảy hoặc đông lạnh trong và ngoài các trạng thái đó. "Giữa cát và vải, tại giao diện mờ nhạt giữa cơ học dạng hạt và dệt, tồn tại một loại vật liệu quen thuộc với thế giới sinh học nhưng tương đối chưa được khám phá với sự nghiêm ngặt của khoa học", nhóm nghiên cứu kết luận.
Và trong giao diện mờ nhạt này có thể có những giải pháp thực tế cho kỹ thuật, vận tải và sản xuất. Cảm ơn các loài chim.
Theo Popularmechanics
