Xuất hiện vật liệu mới giúp chế tạo máy bay di chuyển từ Hà Nội tới Thành phố Hồ Chí Minh chỉ trong vòng chưa đến 10 phút

Các nhà khoa học vật liệu của phòng thí nghiệm HRL (Mỹ) đã ứng dụng máy in 3D để tạo ra các bộ phận tùy ý bằng gốm với đặc điểm siêu nhẹ, độ bền cao, tính cách nhiệt tốt và ít rạn nứt. Kết quả này giúp mở ra một thế hệ máy bay phản lực mới có thân hoặc động cơ làm bằng vật liệu gốm, có thể bay với tốc độ siêu thanh với vận tốc lên tới 10.000km/h - tức vào chúng ta có thể bay từ Hà Nội tới Thành phố Hồ Chí Minh chỉ trong vòng chưa đến 10 phút.

Tiến sỹ Tobias Schaedler, thành viên của đội nghiên cứu, cho biết: "Nếu muốn hướng đến những phương tiện di chuyển với vận tốc siêu thanh - khoảng 10 lần tốc độ âm thanh, hay Mach10 - thì chúng ta phải bắt đầu tìm hiểu về vật liệu có thể làm nên chúng, vì lực ma sát với không khí khi di chuyển ở tốc độ như vậy là cực lớn. Chúng tôi đã nghĩ tới ý tưởng sử dụng vật liệu gốm cách nhiệt kiểu mới để bào vệ những bộ phận của máy bay".

Bên cạnh đó, tiến sỹ Schaedler cũng nói thêm rằng chế tạo các chi tiết từ vật liệu gốm khó khăn hơn nhựa và kim loại vì chúng không thể được đúc hoặc gia công một cách dễ dàng như với sự hỗ trợ của công nghệ in 3D thì ông và các đồng nghiệp đã giải quyết được vấn đề này.

Cụ thể, các nhà khoa học đã tạo ra một loại tiền chất của gốm có thể in được như polyme, sau khi xử lý với nhiệt độ cao thì vật liệu polyme này sẽ chuyển hóa thành gốm. Chi tiết nhựa sau khi in sẽ được xử lý nhiệt, biến thành gốm đặc với độ bền cao. Trong khoảng thời gian 30 giây đến 1 phút, một lớp polymer mỏng từ 1,2 đến 2,5cm với mạng lưới cấu trúc tổ ong sẽ được nhiệt năng chuyển hóa sang dạng gốm silicon oxycarbide. Phương pháp này nhanh hơn 1000 lần so với những phương án in gốm 3D xuất hiện trước đó.

Vật liệu gốm này chịu được nhiệt độ lên tới 1.700 độ C và bền hơn 10 lần so với các vật liệu tương tự khác trong cùng điều kiện thử nghiệm. Trong những ứng dụng quan trọng hơn, phương pháp mới cho phép sản xuất nhiều bộ phận nhỏ đặc biệt của vệ tinh và tên lửa, có khả năng chịu nhiệt sinh ra trong quá trình ma sát với không khí ở tốc độ cao, cũng như nhiệt độ cao tạo ra bởi khí thải khi cất cánh. Nhiều chuyên gia đã nhận định rằng phương pháp in vật liệu 3D mới này sẽ giúp con người đến gần hơn mục tiêu chế tạo thành công những vật liệu nhẹ hơn, bền hơn, ở những hình dạng phức tạp hơn

Tham khảo LiveScience