(H2N2)-Một loại sợi đạt hiệu suất cao, hấp thụ năng lượng tốt mà không bị gẫy vỡ hơn cả Kevlar vừa được các nhà nghiên cứu của Bộ Quốc phòng Mỹ chế tạo. Mặc dù vẫn trong giai đoạn phát triển, nhưng vật liệu này có thể được sử dụng chế tạo áo giáp chống đạn, dù, hoặc ở các vật liệu composit sử dụng cho phương tiện giao thông, máy bay và vệ tinh trong tương lai. Những sợi này đã được chế tạo từ các ống nano các-bon được xe thành sợi và liên kết với nhau bằng một polime. Vật liệu thu được cứng và chắc trong khi vẫn mềm dẻo.
Nhóm nghiên cứu cho biết, họ muốn chế tạo ra một loại sợi thế hệ mới vừa siêu cứng lại siêu bền khác hẳn với các loại sợi khác là hoặc cứng hoặc mềm. Loại sợi mà nhóm chế tạo ra vừa mềm lại vẫn cứng. Chúng có thể hấp thụ và phân tán những lượng năng lượng lớn trước khi bị hỏng. Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy độ cứng của vật liệu rất cao, chưa từng thấy.
Để chế tạo loại sợi này, các nhà nghiên cứu tiến hành với các ống nano các-bon. Những phân tử các-bon hình trụ này được biết là có độ cứng cao nhất trong số các vật liệu tự nhiên nếu ở từng phân tử. Nhưng một thách thức lớn nhất trước đây đó là khi các ống nano này được bó với nhau chúng mất đi sức mạnh bởi độ trượt ngang. Để giải quyết vấn đề này các nhà nghiên cứu đã bổ sung một polime để liên kết chúng lại và sau đó vật liệu thu được được xe thành sợi. Tỷ lệ cứng và hỏng của vật liệu thu được được thí nghiệm bằng phương pháp thử nghiệm Kính hiển vi Electron Quét hình (SEM) tại chỗ. Phương pháp này sử dụng một chiếc kính hiển vi công suất cao để quan sát sự biến hình của vật liệu dưới một chùm electron quét. Kết quả cho thấy vật liệu có khả năng hấp thụ năng lượng cao mà không bị vỡ hơn so với Kevlar, mặc dù Kevlar vẫn có khả năng chống vỡ cao hơn. Bước tiếp theo là nghiên cứu cách xử lý các tương tác giữa các chùm ống nano các-bon và các ống nano bên trong các chùm để tăng độ cứng của vật liệu. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang nghiên cứu các kỹ thuật như liên kết chéo cộng hóa trị các ống trong các chùm bằng cách sử dụng bức xạ electron năng lượng cao để góp phần xử lý tốt hơn các tương tác. Một liên kết cộng hóa trị là một liên kết hóa học giữa các cặp có chung electron giữa các nguyên tử, trong trường hợp này là các nguyên tử các-bon của các ống nano các-bon.
Nguồn Hoahocngaynay.com/Gizmag
