Phát hiện kim loại biết biến hình theo nhiệt

Theo báo cáo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Nature, các nhà khoa học thuộc Đại học Minnesota (Mỹ) đã khám phá ra nguyên mẫu của một họ vật liệu thông minh mới, có thể được dùng để sản xuất nhiều vật dụng khác nhau, từ thiết bị điện tử, động cơ máy bay tới các tàu vũ trụ.

Được gọi là một "mactensit", tinh thể kim loại mới có 2 kiểu sắp xếp nguyên tử khác nhau, chuyển đổi liền mạch giữa chúng. Điểm đặc biệt về kim loại này là, nó có thể thay đổi hình dạng hàng chục ngàn lần khi được đốt nóng hoặc làm mát và không bị biến chất, không giống công nghệ hiện có.

Hiện nay, các kim loại mactensit đều có cấu tạo là hợp kim của niken và titan. Chúng có khả năng "ghi nhớ" hình dạng phi thường và ngay cả sau khi bị bẻ cong vẫn sẽ trở về hình dạng ban đầu. Vì đặc tính này, các kim loại mactensit còn được gọi là những vật liệu "ghi nhớ hình dạng".

Theo giới khoa học, các kim loại mactensit thay đổi hình dạng khi bị đốt nóng hoặc làm mát ở một nhiệt độ nhất định nào đó. Khi ấy, các nguyên tử tạo nên cấu trúc của chúng sẽ tái sắp xếp bản thân trong một sự biến đổi đột ngột nhưng có trật tự.

Khả năng biến đổi đặc biệt này đồng nghĩa với việc, các kim loại mactensit có thể được dùng để chế tạo máy móc hoặc thiết bị thông minh, có khả năng ứng phó với sự thay đổi nhiệt độ như ở máy bay, tàu vũ trụ hay thậm chí làm các khung định hình hàn gắn xương hoặc "que" chống đỡ động mạch tim mở rộng trong phẫu thuật.

Tuy nhiên, nhược điểm của các kim loại mactensit hiện nay là, sau nhiều lần biến đổi hình dạng, chúng bị tích tụ những căng thẳng ở bên trong, gây suy thoái và cuối cùng là phá vỡ chúng. Hợp chất mới của các nhà nghiên cứu Mỹ gồm kẽm, vàng và đồng, đã khắc phục được nhược điểm này. Nó có thể biến đổi hình dạng gần như vô hạn định, với rất ít tổn hại bên trong, mở ra triển vọng về hàng loạt ứng dụng mới đối với loại vật liệu này.

Nhóm nghiên cứu hiện hướng mục tiêu tới việc sử dụng khám phá về kim loại mới để tạo ra một họ chất gốm ở dạng rắn cũng có khả năng biến hình tới, lui.