Thủy tinh dẻo

Một vật liệu thủy tinh mới được phát triển bởi nhà nghiên cứu Erkka Frankberg và các đồng nghiệp của Đại học Tampere, sở hữu độ dẻo giống như kim loại ở nhiệt độ phòng.

Tiến sĩ Erkka Frankberg cho biết kính thông thường giòn và dễ vỡ dưới áp lực. Nhưng, nhóm đã phát hiện ra một cách để sản xuất thủy tinh thể hiện hành vi dẻo. Nói cách khác, loại kính mới linh hoạt – bền – dai và cứng hơn kính thông thường.

Tiến sĩ Frankberg và các đồng tác giả từ Phần Lan, Pháp, Ý, Áo, Na Uy và Hoa Kỳ đã sử dụng một kỹ thuật đầy thách thức gọi là lắng đọng xung laser để chuyển alumina (Al2O3) thành trạng thái giống như thủy tinh.

“Đây là một điều cực kỳ khó khăn để chuyển đổi oxit nhôm thành một chất thủy tinh” – tiến sĩ Frankberg nói.

Các quy trình sản xuất thủy tinh truyền thống không thể được áp dụng cho oxit nhôm vì nó dễ dàng chuyển thành dạng tinh thể. Giải pháp là phải làm nguội vật liệu cực nhanh từ nhiệt độ cao, ngăn sự kết tinh không xảy ra.

Lưu ý rằng chế tạo ra thủy tinh có độ dẻo là một việc làm hết sức khó khăn. Các quy trình và công đoạn của tiến sĩ Frankberg sẽ phải được tinh chỉnh và phát triển thêm nữa mới có thể triển khai được trên quy mô công nghiệp và sản xuất hàng loạt, đồng nghĩa với việc giá của chúng sẽ giảm xuống.

“Cả nhôm và oxy đều có trữ lượng rất dồi dào trên trái đất, nhưng mục tiêu của chúng tôi là phải cho ra được một quy trình sản xuất độc đáo, để tạo được loại thủy tinh với các tính chất mà chúng tôi mong muốn” – tiến sĩ Frankberg giải thích.

Muốn thủy tinh có được độ dẻo, điều tiên quyết là nó phải cực kỳ tinh khiết và hoàn hảo. Sự hiện diện của bất kỳ khiếm khuyết nào, chẳng hạn như chỉ một vết nứt, bong bóng hoặc tạp chất, có thể khiến chúng bị gãy.

“Trong loại thủy tinh của chúng tôi, các nguyên tử có thể di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác trước khi thủy tinh bị đè mạnh đến nỗi bị vỡ. Trong khi các loại thủy tinh thông thường khác, lực đè sẽ khiến chúng vỡ trước khi các nguyên tử bắt đầu di chuyển. Đó là lý do tại sao thủy tinh thường dễ bị vỡ” – tiến sĩ Frankberg cho biết.

Trong thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một màng mỏng thủy tinh và đè thử nó dưới các áp lực cơ học. Kết quả cho thấy màng này thể hiện tính chất dẻo như kim loại, khó bị vỡ nhưng nó vẫn là thủy tinh.

“Chúng tôi đã kéo giãn và ép nén các mẫu vật liệu của mình. Bằng cách thực hiện các thử nghiệm kết hợp nén và trượt cắt, chúng tôi đã có thể chứng minh rằng vật liệu này cũng có khả năng điều chỉnh lực trượt. Tuy nhiên thủy tinh có tính dẻo cũng mới chỉ là khởi đầu. Tiếp đây, chúng tôi sẽ nghiên cứu để tìm hiểu tại sao các loại thủy tinh khác có tính chất tương tự nhưng một số chúng vẫn rất dễ vỡ” – tiến sĩ Frankberg cho biết thêm.

Nghiên cứu mới về thủy tinh dẻo đã được xuất bản trên tạp chí Science cùng bản ngắn gọn được đăng trên tạp chí Sci-News trực tuyến.

Tạ Xuân Quan

Theo Quảng Nam Online

Link nguồn: http://baoquangnam.vn/cong-nghe-va-cuoc-song/201912/thuy-tinh-deo-885363/