10 loại chất liệu "thần kỳ" thách thức mọi định luật vật lý

Đóng băng ở nhiệt độ cao, "biến hình" từ dạng thể khí sang thể rắn, thay đổi hình dáng,... những hiện tượng phi lý này tưởng chừng như chỉ xuất hiện trong các bộ phim giả tưởng đã xuất hiện ngoài đời thực nhờ bàn tay "phù thủy" của các nhà khoa học.

Hãy cùng tìm hiểu những loại chất liệu "thông minh, siêu nhiên" này là gì mà có thể làm những điều nghịch lý như vậy.

1. Lớp phủ Hydrophobic

Lớp phủ Hydrophobic còn được gọi là lớp phủ nano chống thấm nước. Bề mặt phản quang được phủ lớp phủ này có công năng vượt trội trong chống thấm một số loại chất lỏng, đặc biệt là nước. Ngoài ra lớp phủ này có khả năng chống chày xước, chống bám dính và dễ lau chùi.

Hiện nay, hai loại tiểu phân nano titanium và silicon dioxide cấu thành nên lớp phủ hydrophobic vẫn được sử dụng rộng rãi dưới dạng gel và dạng xịt trong sản xuất giầy dép, may mặc, tâm lót bàn ăn, đặc biệt nó còn được sử dụng để làm sạch đại dương.

2. Kim loại tan chảy

Kim loại tan chảy trong phòng thí nghiệm hay ở nhiệt độ lý tưởng thì là điều đương nhiên. Nhưng kim loại tan chảy trong nhiệt độ thường thì là một điều hoàn toàn kỳ lạ và có vẻ rất vô lý.

Đó chính là Gallium, một kim loại yếu, màu bạc trắng và đặc biệt là tan chảy ở nhiệt độ 29 độ C tạo thành chất lỏng bạc. Đây là một nguyên tố không có trong tự nhiên, chúng ta chỉ có thể thu được khi nung chảy quặng chứa nó.

Gallium được ứng dụng để chế tạo ra các hợp chất như asenua gali và nitrua gali được dùng như các chất bán dẫn trong các điốt phát quang.

Video kim loại Gallium tan khi nằm trong bàn tay người.

3. Vật rắn "nổi" trên khí

Hexafluoride, hay còn gọi là khí gas SF6, là chất khí không độc, không màu, không mùi, nặng gấp 5 lần so với không khí.

Bạn sẽ được thưởng thức một "màn ảo thuật" kỳ diệu nếu thả một số vật có trọng lượng nhỏ vào trong hộp chứa khí gas SF6, chúng sẽ lơ lửng như có "phép lạ".

Khi hút khí Hexafluoride, môi trường trong thanh quản của bạn bị thay đổi, sóng âm có tộc độc chậm hơn, tần số âm thanh giảm, khiến giọng nói của bạn bị trầm đi.

4. Bột nổ

Bạc fulminate và nitrogen triiodide (NI3) là hai loại chất nổ mạnh, chỉ cần ma sát nhẹ chúng sẽ phát nổ gây nguy hiểm khi chuyên chở. Đặc biệt, khi chúng nố sẽ xuất hiện những đám khói đầy màu sắc bay lên.

5. Gỗ "thông minh"

Gỗ là loại vật liệu có tính chất vật lý khó tạo đường cong và các hình dáng phức tạp. Trong thực tế để uốn gỗ bằng kỹ thuật truyền thống hỏi hỏi nhiều thiết bị phức tạp.

Các chuyên gia đến từ Viện nghiên cứu khoa học Massachusetts đã sáng chế ra tấm phẳng chứa hạt gỗ có thể uốn cong theo hình dáng nhất định khi được thấm đẫm trong nước từ công nghệ in ấn 4D.

6. Kim loại biết "nhớ"

Ghi nhớ là khả năng đặc biệt chỉ có ở động vật, nhưng có một loại kim loại kỳ lạ lại biết "nhớ" không thua kém gì so với chúng. Điều khó tin này lại là sự thật đối với những vật thể làm bằng hợp kim nitinol.

Khi bị uốn cong, xoắn ốc hay thắt nút, loại hợp kim này sẽ "ghi nhớ" hình dáng ban đầu đó và trở lại trạng thái này "như không có gì xảy ra".

Video giới thiệu khả năng "ghi nhớ" của một loại hợp kim.

7. Đá nóng

Có thể bạn sẽ thắc mắc khi nghĩ đá sao lại "nóng" được?

Hoạt chất sodium acetate, chính là câu trả lời cho hiện tượng thần kỳ này. Chỉ cần một tác động cực nhỏ đến hoạt chất này, chúng sẽ biến đổi thành chất lỏng thành tinh thể.

So về hình dáng bên ngoài, chúng không có gì khác biệt so với nước thường khiến ta không thể phân biệt được. Nhưng bên trong chất lỏng đó lại rất ấm. Nhờ tính năng đặc biệt này, hoạt chất sodium acetate thường được sử dụng làm đệm đun nóng, dùng để sưởi ấm mà không cần đốt lửa ở những nơi có nhiệt độ thấp và thường được mang theo bên người.

8. SAC, vật liệu tự vá liền khi rách

Các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo thành công loại vật liệu thích ứng mới có tên gọi SAC mang đặc tính nửa chất lỏng, nửa chất rắn có thể tự vá liền khi rách và trả lại hình dáng ban đầu sau biến dạng. Điều gì đã làm nên điều kỳ diệu này?

Đó là những "con nhộng" chứa vi khuẩn có cấu trúc tự duy trì khả năng sống bằng cách tự làm lành lại sau khi bị tổn thương.

Loại chất liệu thần kỳ này đã được sử dụng trong chất liệu xây dựng, sản xuất bọc điện thoại, và dùng cho mục đích y khoa.

9. Vật liệu co dãn

Loại vật liệu thần kỳ này là một loại hydrogel được các kỹ sư tại Đại học Havard (Mỹ) sáng tạo ra. Nó có độ bền cao, khả năng co giãn cao tới mức đạt kỷ lục trong thế giới vật liệu.

Vật liệu mới này được ứng dụng nhằm cải thiện tính năng của các sản phẩm sản xuất từ hydrogel, ví dụ khung mô nhân tạo và mắt kính áp tròng mềm.

10. Aerogel - vật liệu rắn nhẹ nhất thế giới

Tìm ra vật liệu rẻ hơn, nhẹ hơn, bền hơn, tối ưu hơn,... để ứng dụng trong cuộc sống là mong muốn bấy lâu nay của con người.
Samuel Kistler (1900-1975), một giáo sư hóa học người Mỹ đã tìm ra một vật liệu nhẹ nhất từ trước tới này được gọi là Aerogel. Đây là thành tựu đáng kinh ngạc, nổi bật, làm thay đổi cuộc sống của con người.

Vật liệu này cứng, trong suốt, giữ nhiệt tốt và không cháy. Đặc điểm nổi bật nhất là nó hơn không khí 1,5 lần nhưng một vật làm bằng Aerogel lại có khả năng "cõng" một vật khác có trọng lượng gấp 500 đến 4.000 lần trọng lượng của nó.