From Beijing with Love
Cháu đã lớn thế này rồi à. Lại đây chú ôm cái coi.
Các nhà khoa học tại Đại học Tohoku đã phát triển một hợp kim siêu đàn hồi titan-nhôm (Ti-Al) vừa nhẹ vừa bền. Điều làm cho vật liệu này trở nên đáng chú ý là khả năng duy trì tính siêu đàn hồi trong một phạm vi nhiệt độ cực rộng — từ -269°C (nhiệt độ của heli lỏng) đến +127°C (trên điểm sôi của nước). Bước đột phá này có thể dẫn đến những tiến bộ lớn trong các lĩnh vực như thám hiểm vũ trụ và công nghệ y tế.
Sheng Xu, Trợ lý Giáo sư tại Viện Nghiên cứu Liên ngành Khoa học Tiên tiến của Đại học Tohoku, đã nhấn mạnh khả năng chịu nhiệt độ độc đáo của hợp kim. "Hợp kim này là loại đầu tiên duy trì tính siêu đàn hồi ở phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt như vậy trong khi vẫn nhẹ và bền, điều này mở ra nhiều ứng dụng thực tế mà trước đây không thể thực hiện được. Các đặc tính của hợp kim làm cho nó trở nên lý tưởng cho các sứ mệnh không gian trong tương lai, chẳng hạn như tạo ra lốp xe siêu đàn hồi cho xe tự hành trên mặt trăng để điều hướng sự dao động nhiệt độ khắc nghiệt trên bề mặt Mặt Trăng."
Tính linh hoạt của hợp kim ở nhiệt độ cực thấp làm cho nó trở thành một vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trong Xã hội Hydro sắp tới và các ngành công nghiệp khác. Tất nhiên, hợp kim này có thể được sử dụng trong các ứng dụng hàng ngày đòi hỏi sự linh hoạt, chẳng hạn như các thiết bị y tế như stent.
Hiện tại, hầu hết các hợp kim có khả năng ghi nhớ hình dạng - vật liệu có khả năng lấy lại hình dạng ban đầu sau khi loại bỏ lực tác động - đều bị giới hạn trong phạm vi nhiệt độ cụ thể. Hợp kim dựa trên Ti-Al mới này khắc phục được hạn chế này, mang lại khả năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đòi hỏi vật liệu có độ bền và độ dẻo dai vượt trội, từ thám hiểm không gian đến các công cụ y tế hàng ngày.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật tiên tiến như thiết kế hợp kim hợp lý và kiểm soát cấu trúc vi mô chính xác. Bằng cách sử dụng biểu đồ pha, các nhà nghiên cứu đã có thể chọn các thành phần hợp kim và tỷ lệ của chúng. Ngoài ra, họ đã tối ưu hóa các phương pháp xử lý và xử lý nhiệt để đạt được các đặc tính vật liệu mong muốn.
Ý nghĩa của nghiên cứu này vượt ra ngoài các ứng dụng thực tế ngay lập tức. "Phát hiện này không chỉ đặt ra một tiêu chuẩn mới cho vật liệu siêu đàn hồi mà còn giới thiệu các nguyên tắc mới cho thiết kế vật liệu, điều này chắc chắn sẽ truyền cảm hứng cho những đột phá hơn nữa trong khoa học vật liệu," Xu nói thêm.
Sheng Xu, Trợ lý Giáo sư tại Viện Nghiên cứu Liên ngành Khoa học Tiên tiến của Đại học Tohoku, đã nhấn mạnh khả năng chịu nhiệt độ độc đáo của hợp kim. "Hợp kim này là loại đầu tiên duy trì tính siêu đàn hồi ở phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt như vậy trong khi vẫn nhẹ và bền, điều này mở ra nhiều ứng dụng thực tế mà trước đây không thể thực hiện được. Các đặc tính của hợp kim làm cho nó trở nên lý tưởng cho các sứ mệnh không gian trong tương lai, chẳng hạn như tạo ra lốp xe siêu đàn hồi cho xe tự hành trên mặt trăng để điều hướng sự dao động nhiệt độ khắc nghiệt trên bề mặt Mặt Trăng."
Tính linh hoạt của hợp kim ở nhiệt độ cực thấp làm cho nó trở thành một vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trong Xã hội Hydro sắp tới và các ngành công nghiệp khác. Tất nhiên, hợp kim này có thể được sử dụng trong các ứng dụng hàng ngày đòi hỏi sự linh hoạt, chẳng hạn như các thiết bị y tế như stent.
Hiện tại, hầu hết các hợp kim có khả năng ghi nhớ hình dạng - vật liệu có khả năng lấy lại hình dạng ban đầu sau khi loại bỏ lực tác động - đều bị giới hạn trong phạm vi nhiệt độ cụ thể. Hợp kim dựa trên Ti-Al mới này khắc phục được hạn chế này, mang lại khả năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đòi hỏi vật liệu có độ bền và độ dẻo dai vượt trội, từ thám hiểm không gian đến các công cụ y tế hàng ngày.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật tiên tiến như thiết kế hợp kim hợp lý và kiểm soát cấu trúc vi mô chính xác. Bằng cách sử dụng biểu đồ pha, các nhà nghiên cứu đã có thể chọn các thành phần hợp kim và tỷ lệ của chúng. Ngoài ra, họ đã tối ưu hóa các phương pháp xử lý và xử lý nhiệt để đạt được các đặc tính vật liệu mong muốn.
Ý nghĩa của nghiên cứu này vượt ra ngoài các ứng dụng thực tế ngay lập tức. "Phát hiện này không chỉ đặt ra một tiêu chuẩn mới cho vật liệu siêu đàn hồi mà còn giới thiệu các nguyên tắc mới cho thiết kế vật liệu, điều này chắc chắn sẽ truyền cảm hứng cho những đột phá hơn nữa trong khoa học vật liệu," Xu nói thêm.
