Vật liệu nhân tạo không thể cắt đầu tiên trên thế giới

Một nhóm nghiên cứu quốc tế dẫn đầu bởi Đại học Durham (Anh) và Viện Công cụ máy móc và Công nghệ tạo hình IWU ở Chemnitz (Đức) đã tạo ra một loại vật liệu mới không thể cắt bằng các dụng cụ như máy mài góc, máy khoan hoặc tia nước áp suất cao.

Ý tưởng về vật liệu này được nhóm nghiên cứu phát triển từ lớp vỏ dai của quả bưởi và vỏ ngoài chống nứt của động vật thân mềm. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Scientific Reports hôm 20.7.

Loại vật liệu mới có tên gọi là Proteus, được đặt theo tên một vị thần Hy Lạp có khả năng thay đổi hình dáng. Vật liệu này được làm từ cấu trúc nhôm di động bao quanh các hạt sứ tròn, dù rất nhẹ nhưng chắc chắn và không thể cắt.

Khi cắt bằng máy mài góc hoặc mũi khoan, các rung động được tạo ra bởi các hạt sứ bên trong vỏ nhôm làm cùn đĩa cắt hoặc mũi khoan. Sự tương tác giữa đĩa cắt và hạt sứ tạo ra rung động liên tục chống lại dụng cụ cắt. Lưỡi cắt hoặc mũi khoan sẽ dần bị mòn, cuối cùng trở nên không hiệu quả, suy yếu và bị phá hủy bởi phản lực.

Ngoài ra, mảnh sứ bị cắt tạo thành các hạt mịn, lấp đầy cấu trúc của vật liệu và cứng lại khi tốc độ của dụng cụ cắt tăng lên do lực tương tác giữa các hạt sứ. Theo cách này, bản chất thích nghi của vật liệu vô hiệu hóa mọi tác động của dụng cụ cắt.

Các tia nước áp suất cao cũng được phát hiện là không hiệu quả vì bề mặt cong của các hạt sứ khiến tia nước phun rộng hơn, làm giảm đáng kể tốc độ và lực cắt.

Tác giả chính của nghiên cứu, tiến sĩ Stefan Szyniszewski, trợ lý giáo sư Cơ khí ứng dụng thuộc Khoa Kỹ thuật của Đại học Durham, cho biết: “Về cơ bản, việc cắt vật liệu của chúng tôi giống như cắt xuyên qua một miếng thạch chứa đầy vàng. Nếu bạn cắt qua lớp thạch, bạn sẽ chạm tới vàng và vật liệu sẽ rung theo cách phá hủy đĩa cắt hoặc mũi khoan”.

“Vật liệu này có thể có nhiều ứng dụng hữu ích và thú vị trong ngành an ninh và an toàn. Hiện tại chúng tôi không biết về bất kỳ vật liệu không thể cắt nào khác được sản xuất. Đây là những gì chúng tôi đã đạt được với vật liệu mới và chúng tôi rất hào hứng với tiềm năng của nó”, tiến sĩ Szyniszewski nói thêm.

Các nhà nghiên cứu cho biết vật liệu mới có thể được dùng để sản xuất khóa xe đạp, áo giáp nhẹ hoặc các thiết bị bảo vệ những người làm việc với dụng cụ cắt. Họ đang xin cấp bằng sáng chế cho công nghệ vật liệu mới và hy vọng có thể làm việc với các đối tác trong ngành để phát triển Proteus thành các sản phẩm cho thị trường.

Long Hải (theo Scitech Daily)