Phát triển thành công vật liệu có thể tự biến hình

Kushman , Theo Trí Thức Trẻ
Bình luận 0

Các nhà khoa học đã tạo ra một bông hoa nhân tạo có thể tự nở với vật liệu tự biến hình này.

Vật liệu có khả năng tự biến hình theo lập trình có thể giúp tạo ra các thiết bị y tế cấy ghép có khả năng tự triển khai bên trong cơ thể với tốc độ tuỳ ý.

Khả năng tự biến hình đem lại cho vật liệu này nhiều khả năng ứng dụng mới cũng như mở rộng hỗ trợ các ứng dụng đã có. “Đây là một cơ chế rất bình thường ở các sinh vật sống. Chim tiến hoá mọc ra cánh để có thể bay được.” theo nhà nghiên cứu Sergei Sheiko, một nhà khoa học về vật liệu tại Đại học North Carolina.

Các nhà khoa học đã phát triển nhiều loại vật liệu có khả năng thay đổi cấu trúc trong các năm qua, nhưng chúng thường cần có một tác động bên ngoài để kích thích quá trình biến đổi hình dạng như ánh sáng, nhiệt độ, điện tích hay độ axit.

Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp các chuyên gia muốn có các thiết bị có thể thay đổi hình dáng mà không cần kích thích bên ngoài nhằm duy trì trạng thái ổn định của môi trường. Ví dụ, “cơ thể người tốn nhiều năng lượng nhằm duy trì thân nhiệt và tính kiềm,” theo Sheiko trả lời báo Live Science.


Vật liệu có khả năng tự biến hình theo lập trình có thể giúp tạo ra các thiết bị y tế cấy ghép có khả năng tự triển khai bên trong cơ thể với tốc độ tuỳ ý.

Ảnh: Thí nghiệm với vật liệu tự biến hình (xem video dưới)

Vật liệu có khả năng tự biến hình theo lập trình có thể giúp tạo ra các thiết bị y tế cấy ghép có khả năng tự triển khai bên trong cơ thể với tốc độ tuỳ ý.

Ảnh: Thí nghiệm với vật liệu tự biến hình (xem video dưới)

Ông và các đồng nghiệp đã phát triển thành công loại vật liệu có thể tự biến hình theo thời gian. “Nó giống như một máy pha cafe hay máy giặt - bạn hẹn giờ và nó tự chạy.”

Vật liệu này sở hữu hai mạng lưới liên kết hoá học, có các tác động ngược nhau. Một mạng lưới rất dẻo dai, đóng vai trò cốt lõi của quá trình biến hình, còn mạng lưới còn lại có thể uốn cong quyết định tốc độ thay đổi hình dạng của vật liệu. Bằng cách cân bằng tỉ lệ giữa hai mạng lưới liên kết hoá học này, các nhà nghiên cứu có thể lập trình tốc độ biến hình từ vài giây đến vài giờ.

Trong thí nghiệm, các nhà khoa học có thể tạo ra một bông hoa nhân tạo có cánh nở ra từng cái một. “Mục đích của công trình này là cho phép vật liệu tổng hợp có chức năng và thuộc tính của các tế bào sống.” theo Sheiko. Nhiệt độ có thể làm cho quá trình này nhanh hay chậm hơn. “Đây là một cách khác để kiểm soát quá trình và có thể hữu ích cho một số ứng dụng.”

Trong thí nghiệm, các nhà khoa học có thể tạo ra một bông hoa nhân tạo có cánh nở ra từng cái một. “Mục đích của công trình này là cho phép vật liệu tổng hợp có chức năng và thuộc tính của các tế bào sống.”

Vật liệu biến hình có thể thay đổi hình dạng theo thời gian có thể kích thích sự phát triển của các thiết bị y tế cấy ghép được lập trình để tự triển khai sau khi được cấy. Hình dáng ban đầu của thiết bị cho phép cấy ghép mà không cần phẫu thuật phức tạp và thiết bị sẽ tự thay đổi hình dạng để có được chức năng mong muốn.

Các nghiên cứu trong tương lai có thể sẽ khám phá ra cách hẹn giờ. Theo Sheiko, “việc lập trình để vật liệu có thể biến đổi thành nhiều hình dạng theo chuỗi cũng là một thử thách.”

Bình luận