Các nhà khoa học đã tạo ra mạng tinh thể kim loại lỏng đầu tiên trên thế giới

Các nhà nghiên cứu vừa phát triển thành công mạng tinh thể kim loại lỏng đầu tiên trên thế giới, phát minh này sẽ mở đường cho việc tạo ra các cấu trúc có thể tự phục hồi hình dạng khi bị hư hại do tác động ngoại lực.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Bingham đã tạo ra một số vật thể từ loại vật liệu mới ưu việt này, từ quả bóng, kết cấu tổ ong đến thậm chí là một bàn tay có thể mở ra và nắm vào tùy theo nhiệt độ bên ngoài môi trường trông khá đáng sợ. Điểm chung của chúng là nhẹ và cực kỳ bền.

Bí quyết của phát minh này nằm ở hợp kim của Field - một loại kim loại làm từ bismuth, indium và thiếc nóng chảy ở nhiệt độ tương đối thấp, chỉ 62°C. Đặc tính này khiến nó có thể tan chảy ngay trong nước nóng. Nhưng khi hợp kim được làm mát, nó sẽ đông lại, trở nên cứng không thua kém gì hầu hết các kim loại khác.

Kỹ thuật được các nhà khoa học sử dụng là in 3D một mạng tinh thể hoặc bộ khung cho một cấu trúc từ hợp kim của Field. Sau đó, cấu trúc này sẽ được lấp đầy bằng một lớp cao su - bạn có thể liên tưởng tới lớp da bao phủ trên cơ thể chúng ta. Miễn là nhiệt độ được duy trì dưới 62°C, cấu trúc này sẽ vẫn đảm bảo độ cứng và nguyên vẹn.

Tuy nhiên khi nhiệt độ tăng cao hơn mốc đó, hợp kim của Field sẽ bắt đầu nóng chảy. Vấn đề là lớp cao su sẽ vẫn giúp giữ mọi thứ kết dính lại với nhau. Cũng chính nhờ vậy, cấu trúc có thể được uốn cong, định hình và thậm chí được ép mỏng như một chiếc bánh kẹp kem khi cần thiết. Cứ để hợp kim nguội và cứng lại, nhưng lớp vỏ cao su sẽ kéo nó trở lại hình dạng ban đầu.

“Lớp vỏ cao su đóng vai trò rất quan trọng. Nếu không có, kim loại lỏng sẽ nóng chảy và trôi đi khi gặp nhiệt độ cao hơn ngưỡng cho phép. Bộ vỏ cao su sẽ kiểm soát hình dạng và tính toàn vẹn tổng thể, kim loại nếu bị nóng chảy sẽ vẫn ở bên trong mà không bị chảy ra ngoài. Chúng tôi đã dành hơn nửa năm để phát triển quy trình sản xuất như vậy, bởi vì loại vật liệu mới này rất khó xử lý. Bạn cần tìm ra công thức cho một vật liệu tốt nhất và các thông số xử lý phù hợp nhất”.

Nói đến đây, nhiều người trong số chúng ta có thể nghĩ ngay tới bộ phim "Kẻ hủy diệt 2: Ngày phán xét". Trong đó có nhân vật T-1000, một người máy phản diện được cấu tạo từ hợp kim đa hình, một dạng kim loại lỏng cho phép hắn có thể tan chảy, chui qua khe cửa rồi tái tạo lại thành hình dáng của bất cứ ai. Về cơ bản loại vật liệu mới này cũng sở hữu đặc tính trên nhưng tất nhiên không thể biến hình “ảo diệu” như T-1000.

Đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học cố gắng tạo ra một loại kim loại lỏng ưu việt, nhưng chưa có bất kỳ ai chế tạo ra được các mạng tinh thể hợp kim Field hóa lỏng sau đó khôi phục lại nguyên dạng của chúng, một tính chất tuyệt vời có tiềm năng ứng dụng rất lớn.

Tất nhiên tiềm năng ứng dụng của kim loại lỏng không chỉ dừng lại ở việc chế tạo robot hay làm phim. Loại vật liệu này hoàn toàn có thể được sử dụng để tạo ra các bộ phận chịu va đập cao, trên tàu vũ trụ, vệ tinh.

“Bạn có thể làm tan chảy những ngôi nhà làm bằng loại vật liệu mới của chúng tôi, khiến chúng gọn gàng hơn để dễ dàng vận chuyển lên mặt Trăng. Những ngôi nhà này sau đó có thể tự tái tạo hình dạng của chúng tại điểm đến”.