Vật liệu "siêu đàn hồi" có thay đổi hình dạng theo nhiệt độ

Chất đàn hồi tinh thể lỏng mới được tạo ra có thể tạo thành nhiều hình dạng khác nhau và chuyển từ dạng này sang dạng khác dưới tác động của nhiệt.

Vật liệu polyme mới được tạo ra mang tính đàn hồi như cao su. Nó có thể được tạo thành nhiều hình dạng phức tạp khi ở nhiệt độ phòng, nhưng khi được nung nóng đến nhiệt độ chuyển tiếp khoảng 80 độ, nó sẽ "tan chảy" thành hình dạng phẳng. Khi được làm lạnh, nó lại trở về hình dạng như cũ chỉ trong vài phút.

Loại vật liệu đặc biệt này được giáo sư Rafael Verduzco và cộng sự Morgan Barnes thuộc Đại học Rice (Mỹ) tạo ra, hứa hẹn tính ứng dụng cao trong y sinh và công nghệ robot mềm.

Verduzco, giáo sư về công nghệ nano và khoa học vật liệu cho biết: từ lâu các nhà khoa học thế giới đã tìm cách tạo ra vật liệu đàn hồi và tinh thể lỏng, nhưng ít người nghĩ đến việc cho chúng tương tác với nhau.

Một khuôn mặt được tạo ra từ loại vật liệu mới - (Ảnh: Jeff Fitlow/Rice University).

"Chúng tôi nghĩ rằng nếu có thể tối ưu hóa sự cân bằng giữa các dạng vật chất, làm cho chúng không quá cứng hoặc không quá mềm thì sẽ có được những thay đổi hình dạng tinh vi như loại vật liệu này", Verduzco nói.

Vật liệu ở trạng thái tinh thể lỏng là dạng dễ nhất để tạo hình khối. Khi vật liệu được tạo hình trong khuôn, sau năm phút để dưới ánh sáng cực tím sẽ thiết lập trật tự tinh thể.

Không giống những loại polime khác chỉ thay đổi được hình dạng đơn giản như kéo dài và co lại, vật liệu mới này có thể chuyển từ hình dạng 2D sang hình dạng 3D hoặc từ hình dạng 3D này sang hình dạng 3D khác.

Mục tiêu tiếp theo của nhóm nghiên cứu là hạ thấp nhiệt độ chuyển tiếp các hình dạng vật liệu.

"Nếu chúng có thể thay đổi hình dạng ở nhiệt độ cơ thể thì sẽ mở ra cho chúng ta nhiều ứng dụng trong y sinh hơn. Nó có thể ứng dụng trong việc tạo ra các nút điện thoại thông minh hoặc văn bản chữ nổi cho người khiếm thị", Barnes nói.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng đang sáng chế loại vật liệu có phản ứng với ánh sáng mà không chỉ là nhiệt như hiện nay.

"Thay vì làm nóng toàn bộ, dùng ánh sáng để kích hoạt một phần mẫu vật sẽ là cách dễ dàng hơn để điều khiển một robot mềm bắt chước chuyển động sinh học trong tương lai", nhóm nghiên cứu nói.