Vật liệu pin mới mô phỏng cấu trúc lông chim

Chim xanh phương Đông nổi tiếng với phần lông màu xanh sáng trên đầu và lưng. Đây không phải kết quả của sắc tố mà là của cấu trúc lông độc đáo. Giờ đây nhóm nghiên cứu tại Phòng Thí nghiệm vật liệu mềm và vật liệu sống (Đại học ETH Zurich) do Giáo sư Eric Dufresne đứng đầu muốn mô phỏng cấu trúc này để phát triển loại vật liệu mới.

Nhóm ngâm một loại cao su silicone mờ có thể kéo giãn và biến dạng trong dung dịch dầu, sau đó đưa vào lò nhiệt 60 độ C khiến nó phồng lên suốt vài ngày rồi làm lạnh. Họ quan sát cấu trúc nano thành phẩm thu được dưới kính hiển vi. Cao su qua xử lý có mạng lưới kết cấu tương tự lông chim xanh, không chỉ tạo ra màu xanh mà còn sở hữu nhiều đặc tính khác.

Nhà nghiên cứu Carla Fernández Rico cho biết: “Chúng tôi có thể kiểm soát và lựa chọn các điều kiện sao cho mạng lưới được hình thành trong quá trình tách pha”.

Vật liệu mới với quá trình sản xuất đơn giản, có cấu trúc phức tạp dù chỉ được tạo ra từ 2 nguyên liệu, kiểm soát được đặc tính... thu hút sự chú ý lớn từ cộng đồng khoa học vật lý. Một số nhóm nghiên cứu lý thuyết đề xuất dùng mô hình vật lý tìm hiểu rõ hơn về quá trình sản xuất cũng như dự đoán kết quả thí nghiệm.

Tuy nhiên, phòng thí nghiệm đặt trọng tâm vào việc khám phá tiềm năng sử dụng vật liệu mới cho pin và thiết bị lọc nước. Nhờ mạng lưới kết cấu phức tạp mà cao su qua xử lý có thể trở thành chất điện phân rắn thay thế chất điện phân lỏng dùng trong pin hiện tại. Ở lĩnh vực lọc nước, cao su có thể tối ưu hóa khả năng loại bỏ tạp chất lẫn chất ô nhiễm.

Hiện tại vật liệu mới chưa thể được đưa ra thị trường. Nhà nghiên cứu Rico cho biết cao su rất rẻ và dễ kiếm nhưng dung dịch dầu lại khá đắt đỏ, nhóm cần tìm nguyên liệu giá thành hợp lý hơn. Họ đang cân nhắc sử dụng polymer tự nhiên chẳng hạn như cellulose hoặc chitin vì chúng rẻ và thân thiện với môi trường hơn.