Kính không vỡ lấy cảm hứng từ vỏ sò

Các nhà khoa học đến từ Đại McGill ở Montreal phát triển loại kính bền và cứng hơn, dựa theo lớp bên trong vỏ của động vật thân mềm.

Cấu trúc của vật liệu kính mới (A) và xà cừ (B). Ảnh: Đại học McGill

Thay vì vỡ thành nhiều mảnh khi chịu tác động mạnh, vật liệu mới dễ uốn giống nhựa và có thể dùng để cải tiến màn hình điện thoại di động trong tương lai cùng nhiều ứng dụng khác.

Dù chỉnh nhiệt và ép nhiều lớp có thể giúp gia cố kính, những kỹ thuật này rất tốn kém và không còn hiệu quả khi bề mặt bị phá hủy. Theo Allen Ehrlicher, phó giáo sư ở khoa Kỹ thuật sinh học tại Đại học McGill, vật liệu do ông và cộng sự phát triển không chỉ bền gấp 3 lần kính thông thường mà còn chịu nứt tốt gấp 5 lần.

Lấy ý tưởng từ tự nhiên, nhóm nghiên cứu tạo ra vật liệu tổng hợp từ kính và acrylic mô phỏng xà cừ. "Tự nhiên là bậc thầy của thiết kế. Nghiên cứu cấu trúc của vật liệu sinh học và hiểu rõ chúng hoạt động như thế nào sẽ truyền cảm hứng cho những vật liệu mới", Ehrlicher chia sẻ. Ông giải thích xà cừ có độ cứng của vật liệu rắn và độ bền của vật liệu mềm. Xà cừ cấu tạo từ các mẩu vật liệu cứng xen kẽ với protein mềm có tính đàn hồi cao. Cấu trúc này tạo ra độ bền vượt trội, khiến xà cừ dẻo dai gấp 3.000 lần vật liệu cấu thành.

Các nhà nghiên cứu mô phỏng lại cấu trúc của xà cừ với các lớp mảnh kính và acrylic, tạo ra một vật liệu đục có độ bền đặc biệt cao, dễ sản xuất với chi phí rẻ. Sau đó, họ tiến xa hơn khi biến vật liệu tổng hợp thành trong suốt về mặt quang học. "Bằng cách điều chỉnh chiết xuất của acrylic, chúng tôi làm nó hòa lẫn vào lớp kính để vật liệu thực sự trong suốt", trưởng nhóm Ali Amini, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ ở Đại học McGill, cho biết.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu lên kế hoạch cải tiến vật liệu bằng cách tích hợp công nghệ thông minh cho phép kính thay đổi đặc tính cơ học, màu sắc và tính dẫn điện.

An Khang (Theo Phys.org)