Vật liệu composit tự chữa lành ở nhiệt độ thấp

03:05' PM - Thứ sáu, 17/03/2017

Ngày nay, vật liệu composit gia cường bằng sợi rất được ưa chuộng nhờ độ bền và nhẹ của chúng, đặc biệt chúng rất thích hợp để chế tạo máy bay hoặc vệ tinh. Nhưng rủi ro của những vết nứt cỡ micro bên trong vật liệu có thể gây ra những thảm họa khó lường. Những vết nứt này không chỉ khó phát hiện mà cũng rất khó sửa chữa, vì vậy hiện đang có nhu cầu lớn về những vật liệu composit tự chữa lành.

Các nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp Birmingham (Anh) và Viện Công nghệ Harbin (Trung Quốc) đã phát triển phương pháp chế tạo vật liệu gia cường bằng sợi, có thể tự chữa lành ở nhiệt độ cực thấp đến -60oC. Để làm được như vậy, họ đã đưa vào vật liệu composit các mạch rỗng ba chiều nhằm mục đích cung cấp và giải phóng tác nhân chữa lành, cùng với các phần tử dẫn dạng xốp để gia nhiệt bên trong và làm băng tan giá khi cần.

Theo một nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu, cả hai thành phần nói trên đều rất quan trọng. Nếu không có thành phần gia nhiệt, chất lỏng sẽ bị đông cứng lại ở nhiệt độ -60oC, vì vậy phản ứng hóa học không thể được khởi phát. Còn nếu không có các mạch rỗng thì chất lỏng dùng để chữa lành vật liệu sẽ không thể được tự động đưa đến các vết nứt.

Phương pháp chế tạo như trên cho phép vật liệu composit tự chữa lành các vết nứt ở nhiệt độ cực thấp và tạo điều kiện để sửa chữa vật liệu này trong những tình huống khó tiếp cận, ví dụ tuabin phong điện ngoài khơi hoặc thậm chí máy bay và vệ tinh đang bay.

Các nhà nghiên cứu đã đạt hiệu quả chữa lành trên 100% ở nhiệt độ -60oC đối với vật liệu laminat gia cường bằng sợi thủy tinh. Nhưng họ cho biết, kỹ thuật này có thể được áp dụng cho phần lớn các vật liệu composit tự chữa lành. Trong một số thử nghiệm, họ đã sử dụng vật liệu tấm dạng ống nano cacbon làm lớp dẫn, kết quả cho thấy vật liệu composit kiểu mới có thể tự chữa lành với khả năng phục hồi đến 107,7% năng lượng đứt gãy và 96,22% khả năng chịu tải cao nhất.

Nhóm nghiên cứu đang tìm cách giảm thiểu tác động tiêu cực mà các thành phần gia nhiệt gây ra đối với khả năng chịu tải của vật liệu. Họ dự định sẽ sử dụng lớp gia nhiệt tiên tiến hơn để đạt được mục đích này. Mục tiêu cao nhất của họ là phát triển cơ chế tự chữa lành khiến cho vật liệu composit có thể tự chữa lành trong mọi điều kiện, bất kể kích thước của các vết nứt lớn như thế nào.

HV

Theo ChemistryWorld, 9/2016

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,