Chế tạo thành công siêu hợp kim "nhớ hình dạng" có thể quay trở lại hình dạng cũ đến 10 triệu lần
Chế tạo thành công siêu hợp kim "nhớ hình dạng" có thể quay trở lại hình dạng cũ đến 10 triệu lần
  Ngày đăng : 17/10/2016 Lượt xem:  5118
Vật liệu

Các nhà khoa học tại đại học Maryland (Hoa Kỳ) và đại học Kiel (Đức) mới đây đã chế tạo thành công một hợp kim từ các nguyên tố niken, titan và đồng có khả năng siêu việt trong việc nhớ hình dạng (shape-memory). Điều này có nghĩa là cho dù bạn uốn cong hay xoắn nó bao nhiêu lần đi nữa, thì chỉ cần làm nóng, nó sẽ ngay lập tức quay trở lại hình dạng được thiết kế ban đầu. Ấn tượng hơn cả là đặc tính này vẫn được duy trì trong khoảng 10 triệu chu kỳ như thế. Kết quả của nghiên cứu được đăng trên tạp chí danh tiếng Science.

Giáo sư Manfred Wuttig của đại học Maryland, một trong những tác giả chính của nghiên cứu cho biết “Thông thường các hợp kim nhớ hình dạng - giống các loại dùng trong phẫu thuật xâm lấn tối thiểu(minimally invasive surgery hay MIS) - lấy lại hình dạng chỉ trong một hoặc một vài lần, chứ không thể rất nhiều lần”. Richard James một nhà khoa học vật liệu nhớ hàng đầu tại đại học Minnesota, người không hề liên quan đến nghiên cứu cũng phải công nhận: "Cá nhân tôi đã làm rất nhiều, rất nhiều về các hợp kim [nhớ hình dạng], những hợp kim mà có các đặc tính cực kỳ thú vị, nhưng không một loại hợp kim nào có thể sử dụng sau vài chu kỳ”

Về nguyên lý, đặc tính phi thường này có được là nhờ vào cấu trúc nguyên tử của các thành phần trong hợp kim. Theo đó, các nguyên tử nickel, titan và đồng có thể tự sắp xếp theo hai cách khác nhau. Đặc biệt là chúng có thể chuyển đổi qua lại nhiều lần giữa các cách này. Nhờ vậy nên khi uốn cong, hợp kim sẽ giữ nguyên hình dạng mới cho đến khi nó được “nhắc nhở” trở lại trạng thái nguyên gốc bằng cách sử dụng nhiệt. Ngoài ra, nó có thể “nhớ” được hình dạng ban đầu trong vòng 10 triệu chu kỳ trong khi những hợp kim trước đó có xu hướng mất khả năng phục hồi sau một số lần nhất định.

Được biết, trong quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã vấp phải khó khăn lớn là làm sao để có thể thực hiện được số lần uốn cong, đốt nóng lên đến 10 triệu lần như thế. Đây là một số lần khá lớn để một người thực hiện. Wutting cho biết “Để kéo dãn thì nó không quá khó, bạn có thể mua [hoặc xây] những máy ứng suất biến dạng (stress-strain machine) nhỏ… Khi đó, quá trình này có thể tự động hóa”. Tuy nhiên, khó khăn nằm ở chỗ họ phải dùng nhiệt để giúp hợp kim trở lại hình dạng ban đầu sau mỗi chu kỳ. Để có thể giải quyết vấn đề này, Wutting và đồng nghiệp đã phải sử dụng một lò chuyên dụng. Tuy nhiên nhóm cho biết, cũng đã phải mất một vài tuần để tiến hành những thử nghiệm này.

Nói về ứng dụng của loại vật liệu này, Richard James cho biết: “Đây thực sự là một bước đột phá lớn, và nó có thể làm cho các hợp kim ‘nhớ hình dạng’ được sử dụng rộng rãi hơn trong công nghệ hàng ngày”. Một số ứng dụng tiềm năng có thể kể đến như van nhân tạo, hay trong lĩnh vực vận tải có thể dùng làm vật liệu cho máy bay hoặc ứng dụng trong những sản phẩm tiêu dùng như tủ lạnh…

Đây là video giới thiệu một loại hợp kim nhớ và khả năng của nó, các bạn có thể xem thêm các video tương tự với từ khóa “shape memory alloy”. Video này chỉ để cho các bạn thấy khả năng phụ hồi hình dạng chứ không thể hiện thành quả của nghiên cứu này.

Quay Về

Chế tạo thành công siêu hợp kim "nhớ hình dạng" có thể quay trở lại hình dạng cũ đến 10 triệu lần
Chế tạo thành công siêu hợp kim "nhớ hình dạng" có thể quay trở lại hình dạng cũ đến 10 triệu lần
  Ngày đăng : 17/10/2016 Lượt xem:  5119
Vật liệu

Các nhà khoa học tại đại học Maryland (Hoa Kỳ) và đại học Kiel (Đức) mới đây đã chế tạo thành công một hợp kim từ các nguyên tố niken, titan và đồng có khả năng siêu việt trong việc nhớ hình dạng (shape-memory). Điều này có nghĩa là cho dù bạn uốn cong hay xoắn nó bao nhiêu lần đi nữa, thì chỉ cần làm nóng, nó sẽ ngay lập tức quay trở lại hình dạng được thiết kế ban đầu. Ấn tượng hơn cả là đặc tính này vẫn được duy trì trong khoảng 10 triệu chu kỳ như thế. Kết quả của nghiên cứu được đăng trên tạp chí danh tiếng Science.

Giáo sư Manfred Wuttig của đại học Maryland, một trong những tác giả chính của nghiên cứu cho biết “Thông thường các hợp kim nhớ hình dạng - giống các loại dùng trong phẫu thuật xâm lấn tối thiểu(minimally invasive surgery hay MIS) - lấy lại hình dạng chỉ trong một hoặc một vài lần, chứ không thể rất nhiều lần”. Richard James một nhà khoa học vật liệu nhớ hàng đầu tại đại học Minnesota, người không hề liên quan đến nghiên cứu cũng phải công nhận: "Cá nhân tôi đã làm rất nhiều, rất nhiều về các hợp kim [nhớ hình dạng], những hợp kim mà có các đặc tính cực kỳ thú vị, nhưng không một loại hợp kim nào có thể sử dụng sau vài chu kỳ”

Về nguyên lý, đặc tính phi thường này có được là nhờ vào cấu trúc nguyên tử của các thành phần trong hợp kim. Theo đó, các nguyên tử nickel, titan và đồng có thể tự sắp xếp theo hai cách khác nhau. Đặc biệt là chúng có thể chuyển đổi qua lại nhiều lần giữa các cách này. Nhờ vậy nên khi uốn cong, hợp kim sẽ giữ nguyên hình dạng mới cho đến khi nó được “nhắc nhở” trở lại trạng thái nguyên gốc bằng cách sử dụng nhiệt. Ngoài ra, nó có thể “nhớ” được hình dạng ban đầu trong vòng 10 triệu chu kỳ trong khi những hợp kim trước đó có xu hướng mất khả năng phục hồi sau một số lần nhất định.

Được biết, trong quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã vấp phải khó khăn lớn là làm sao để có thể thực hiện được số lần uốn cong, đốt nóng lên đến 10 triệu lần như thế. Đây là một số lần khá lớn để một người thực hiện. Wutting cho biết “Để kéo dãn thì nó không quá khó, bạn có thể mua [hoặc xây] những máy ứng suất biến dạng (stress-strain machine) nhỏ… Khi đó, quá trình này có thể tự động hóa”. Tuy nhiên, khó khăn nằm ở chỗ họ phải dùng nhiệt để giúp hợp kim trở lại hình dạng ban đầu sau mỗi chu kỳ. Để có thể giải quyết vấn đề này, Wutting và đồng nghiệp đã phải sử dụng một lò chuyên dụng. Tuy nhiên nhóm cho biết, cũng đã phải mất một vài tuần để tiến hành những thử nghiệm này.

Nói về ứng dụng của loại vật liệu này, Richard James cho biết: “Đây thực sự là một bước đột phá lớn, và nó có thể làm cho các hợp kim ‘nhớ hình dạng’ được sử dụng rộng rãi hơn trong công nghệ hàng ngày”. Một số ứng dụng tiềm năng có thể kể đến như van nhân tạo, hay trong lĩnh vực vận tải có thể dùng làm vật liệu cho máy bay hoặc ứng dụng trong những sản phẩm tiêu dùng như tủ lạnh…

Đây là video giới thiệu một loại hợp kim nhớ và khả năng của nó, các bạn có thể xem thêm các video tương tự với từ khóa “shape memory alloy”. Video này chỉ để cho các bạn thấy khả năng phụ hồi hình dạng chứ không thể hiện thành quả của nghiên cứu này.

Quay Về

Chế tạo thành công siêu hợp kim "nhớ hình dạng" có thể quay trở lại hình dạng cũ đến 10 triệu lần
Chế tạo thành công siêu hợp kim "nhớ hình dạng" có thể quay trở lại hình dạng cũ đến 10 triệu lần
  Ngày đăng : 17/10/2016 Lượt xem:  5120
Vật liệu

Các nhà khoa học tại đại học Maryland (Hoa Kỳ) và đại học Kiel (Đức) mới đây đã chế tạo thành công một hợp kim từ các nguyên tố niken, titan và đồng có khả năng siêu việt trong việc nhớ hình dạng (shape-memory). Điều này có nghĩa là cho dù bạn uốn cong hay xoắn nó bao nhiêu lần đi nữa, thì chỉ cần làm nóng, nó sẽ ngay lập tức quay trở lại hình dạng được thiết kế ban đầu. Ấn tượng hơn cả là đặc tính này vẫn được duy trì trong khoảng 10 triệu chu kỳ như thế. Kết quả của nghiên cứu được đăng trên tạp chí danh tiếng Science.

You must be a registered subscriber in order to view this Article.
Quay Về

Hình ảnh tiêu biểu