Công Nghệ

Đây là cách các nhà khoa học làm điều đó


Vì vậy thép cứng cũng có thể được uốn cong. Đối với thể thủy tinh nhân tạo cũng vậy. Và màn hình TV, điện thoại thông minh bây giờ cũng có thể uốn cong. Càng ngày, các nhà khoa học càng chứng minh cho chúng ta thấy rằng không có thứ gì trên thế giới này không thể bị bẻ cong.

Gần đây nhất trong một nghiên cứu trên tạp chí Science, các nhà khoa học lần đầu tiên cho biết họ đã bẻ cong băng, hay các tinh thể băng được biết đến là cực kỳ giòn và cứng. Thông thường, bạn chỉ có thể làm vỡ một viên nước đá chứ không thể bẻ cong nó.

Nhưng các nhà khoa học vật liệu đã làm được, uốn một sợi băng mềm như sợi mì mà không làm nó tan chảy.

Băng cũng có thể bị bẻ cong: Đây là cách các nhà khoa học thực hiện - Ảnh 1.

Các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra băng dẻo, có thể uốn cong

Nghiên cứu mới được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Chiết Giang ở Hàng Châu, Trung Quốc. Trong đó, họ đã tạo ra một sợi băng cực kỳ mỏng, rất lý tưởng để thể hiện các đặc tính đàn hồi đáng kinh ngạc.

Thông thường, nước đá ở dạng tinh thể băng có rất nhiều khuyết tật, chẳng hạn như các vết nứt và lỗ rỗng bên trong và trên bề mặt. Điều này làm cho các tinh thể nước đá rất giòn, và chúng sẽ vỡ ra ngay khi có tác động ngoại lực.

Nhưng trong những điều kiện đặc biệt, các nhà khoa học có thể tạo ra những tinh thể băng khắc phục được tất cả những khiếm khuyết đó. Ví dụ, tại Đại học Chiết Giang, họ đã tạo ra những sợi băng tinh khiết có kích thước nhỏ hơn một phần mười sợi tóc người bằng cách dẫn hơi nước vào một buồng điện nhỏ.

Buồng điện có một chốt vonfram được tích điện đến 2.000 vôn để tạo ra điện trường hút hơi nước vào. Trong khi đó, các nhà khoa học đổ nitơ lỏng ra bên ngoài để hạ nhiệt độ của nó từ -70oC đến -150oC. Hơi nước tinh khiết ở điều kiện này sẽ đóng băng thành những sợi chỉ có đường kính 4,4 micromet hoàn hảo trên đầu chốt vonfram.

Ở nhiệt độ cực thấp, các sợi băng hình thành có thể đạt được hệ số biến dạng là 10,9%. Trong khi đó, hệ số biến dạng của băng thông thường chỉ là 0,3%. Điều này cho phép các nhà khoa học uốn sợi băng mỏng này thành một hình dạng gần như tròn, sau đó chúng vẫn đàn hồi như ban đầu.

Về mặt lý thuyết, các nhà khoa học cho biết hệ số đàn hồi của độ có thể lên tới 15%. Do đó, họ vẫn có thể cải thiện thêm độ dẻo của băng trong thí nghiệm này.

Limin Tong, tác giả của nghiên cứu mới tại Đại học Chiết Giang, cho biết ông có ý tưởng tạo ra những dải ruy băng linh hoạt khi nhìn vào ngành công nghiệp thủy tinh. Nếu kính thông thường dùng để làm ly, làm cửa sổ rất dễ vỡ thì kính khi cán dài và mỏng để làm cáp quang lại rất dẻo và linh hoạt.

Bằng cách đưa băng vào một quy trình xử lý phù hợp, nhóm của Tong đã chứng minh tiềm năng của vật liệu, cho phép nó đạt được mức độ toàn vẹn cơ học và chất lượng quang học cao như các vật liệu khác. tinh thể giòn khác?”, Erland Schulson, một kỹ sư tại Dartmouth College cho biết.

Các vi sợi được tạo ra từ hai loại băng khác nhau, mỗi loại có mật độ khác nhau, và các sợi này không có các khuyết tật cấu trúc giống như các tinh thể băng thông thường. Cấu trúc bên trong của chúng được xây dựng từ các tinh thể đơn lẻ với các nguyên tử được sắp xếp theo mô hình giống như tổ ong lặp đi lặp lại. Đây chính là bí quyết giúp chúng trở nên hoàn hảo và không bị giòn, gãy khi chịu tác động của ngoại lực.

Không có ranh giới thớ, không có vết nứt hoặc các đặc điểm khác giới hạn độ căng đàn hồi mà nó có thể chịu đựng.Schulson nói. Ngoài ra, sự hoàn hảo khiến toàn bộ mạng tinh thể của nó gần như trong suốt.

Băng cũng có thể bị bẻ cong: Đây là cách các nhà khoa học làm - Ảnh 2.

Vật liệu băng dẻo có thể truyền 99% ánh sáng qua nó.

Để kiểm tra khả năng truyền ánh sáng của băng, Tong và các đồng nghiệp của ông chiếu tia laze vào một đầu của nó và đo độ sáng ở đầu kia với tỷ lệ 99%. “Chúng có thể dẫn ánh sáng từ đầu này sang đầu kia“, Tong nói. Và nó hoạt động giống hệt như một sợi cáp quang.

Nhưng chắc chắn những dải băng linh hoạt này sẽ không thể thay thế thủy tinh trong việc truyền internet trên khắp thế giới. Đó là bởi vì chúng sẽ tan chảy ở nhiệt độ phòng giống như nước đá thông thường.

Mặc dù vậy, Tong cho biết các tinh thể băng dẻo có một ứng dụng rất hứa hẹn. Tức là chúng có thể đo nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí.

Khi bạn để đầu điện cực vonfram tiếp xúc với môi trường ô nhiễm, nó sẽ thu gom hơi nước xung quanh, mang theo các hạt vật chất và khiến các tinh thể băng hình thành không hoàn hảo như ở dạng siêu tinh khiết. Điều này sẽ làm giảm khả năng truyền sáng của nó, vì các hạt bụi và chất ô nhiễm có thể hấp thụ hoặc phân tán ánh sáng trong dải băng.

Bằng cách đo tỷ lệ phản xạ vi sai này, Tong và các đồng nghiệp đã có thể dự đoán mức độ ô nhiễm của không khí trong môi trường. Đó là nguyên tắc cho phép nhóm bắt đầu chế tạo một cảm biến siêu nhỏ và siêu nhạy từ các dải băng linh hoạt của nó.

Thật là một nghiên cứu thú vị và tuyệt vời.

Theo Thanh Long

Pháp luật & Độc giả

.



Source link

Tin Tức 7S

Tin tức 7s: Cập nhật tin nóng online Việt Nam và thế giới mới nhất trong ngày, tin nhanh thời sự, chính trị, xã hội hôm nay, tin tức chính thống VN.Cập nhật tin tức 24/7: Giải trí, Thể thao...tại Việt Nam & Thế giới hàng ngày. Thông tin, hình ảnh, video clip HOT cập nhật nhanh & tin cậy nhất.

Related Articles

Back to top button