Proteus: Vật liệu nhân tạo bền chắc có thể “phản lại” lực cắt

Một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Durham (Anh) và Viện Fraunhofer (Đức) mới đây đã chế tạo ra vật liệu siêu nhẹ có tên là Proteus. Loại vật liệu nhân tạo này có độ bền cao và có thể chống lại lực cắt từ các dụng cụ như máy cắt, máy khoan hay tia nước áp suất cao. Kết quả nghiên cứu đã được nhóm công bố trên tạp chí Scientific Reports hôm 20/7 vừa qua.

Cụ thể, theo nhóm nghiên cứu, loại vật liệu mới này hoạt động giống như một động vật sống hơn là vật vô tri. Đó là “vật liệu thông minh” được làm từ những quả cầu sứ bọc trong cấu trúc nhôm di động và có thể được dùng để tạo ra loại áo giáp bền siêu nhẹ.

Nhóm nghiên cứu đã nảy ra ý tưởng phát triển vật liệu mới từ lớp vỏ tế bào cứng của quả bưởi và vỏ ngoài chống nứt trên vỏ của các loài hải sản. Nghiên cứu cho biết, vỏ bưởi có cấu trúc giúp bảo vệ phần bên trong khỏi các va đập từ cú rơi lên tới 10m. Các vật liệu này đều khá nhẹ, và Proteus cũng vậy – chỉ bằng 15% độ đặc của thép.

Trong các thử nghiệm, máy cắt, máy khoan hoặc tia nước áp suất cao đều không thể cắt qua được lớp Proteus dày (tuy có thể cắt qua được vỏ ngoài). Sự tương tác giữa đĩa cắt và hạt sứ sẽ tạo ra rung động đan xen và các hạt mịn giống giấy nhám, sẽ làm cùn và “chống lại dụng cụ cắt” dựa trên chính lực cắt.

Kết quả là lưỡi cắt sẽ mòn dần, cuối cùng hoạt động không hiệu quả do phản lực và trở nên yếu đi. Ngoài ra, tia nước áp suất cao cũng không thể cắt được Proteus bởi bề mặt cong của hạt sứ sẽ làm tia nước phun rộng hơn, khiến tốc độ và lực cắt của nó giảm đáng kể.

>> Quantum Stealth: Vật liệu “tàng hình” mới cho ngụy trang quân sự

Tiến sĩ Stefan Szyniszewski thuộc Đại học Durham, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Khi cắt vật liệu của chúng tôi, về cơ bản, bạn sẽ thấy giống như cắt qua miếng thạch chứa đầy thỏi vàng. Nếu cắt qua lớp thạch, bạn sẽ chạm tới thỏi vàng. Vật liệu sẽ rung lên theo cách có thể phá hủy lưỡi cắt hoặc mũi khoan. Sứ lẫn trong vật liệu dễ uốn này bao gồm các hạt rất mịn, có thể cản máy cắt hoặc máy khoan. Vậy nên, vật liệu có thể trở nên hữu ích khi dùng trong lĩnh vực an ninh.”

Nó có thể được sử dụng để sản xuất ổ khóa xe đạp, áo chống đạn siêu nhẹ và thiết bị bảo vệ cho những người thường xuyên làm việc với dụng cụ cắt.

Nhóm nghiên cứu hiện đang xin cấp bằng sáng chế cho vật liệu mới và hy vọng có thể làm việc với những đối tác nhằm phát triển sản phẩm trên thị trường.

Video về vật liệu Proteus:

Phan Anh (tổng hợp)