9 loại vật liệu kỳ lạ nhất thế giới

  •   53
  • 17.757

Con người luôn nỗ lực tìm kiếm những loại vật liệu mới với nhiều tính năng ưu việt hơn. Và trong số đó có những loại vật liệu tưởng chừng như chỉ bước ra từ phim khoa học viễn tưởng...

Sau đây là 9 loại vật liệu được cho là kỳ quái nhất hành tinh:

9. Vantablack - Vật liệu đen nhất thế giới

Vantablack
Vật liệu này có thể hấp thụ 99,96% ánh sáng.

Vantablack là một trong những vật chất nhân tạo đen nhất được tạo ra vào năm 2014 do các kỹ sư của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) ở Mỹ.

Vantablack được làm bằng mảng ống nano carbon liên kết theo chiều dọc, vật liệu này có thể hấp thu 99,96% ánh sáng. Nó có khả năng che phủ một viên kim cương màu vàng tự nhiên nặng 16,78 carat, biến viên đá sáng lấp lánh trở thành màu đen kịt. Về tính ứng dụng, Vantablack được sử dụng trong kính viễn vọng và máy ảnh để chống lóe sáng.

8. Wurtzite boron nitride (w-BN) và Lonsdaleite - Vật liệu cứng hơn kim cương

Nếu được hỏi đâu là vật liệu cứng nhất thế giới, hẳn nhiều người sẽ trả lời là kim cương. Tuy nhiên, nhờ sự phát triển của khoa học và công nghệ, con người đã tìm ra vật chất cứng hơn cả kim cương.

Năm 2009, các nghiên cứu tại Đại học giao thông Thượng Hải (Trung Quốc) và đại học Nevada (Mỹ) đã công bố tìm thấy 2 vật liệu có thể đánh bại kim cương về độ cứng. Đó là Wurtzite boron nitride (w-BN) và Lonsdaleite.

Wurtzite boron nitride (w-BN) và Lonsdaleite - Vật liệu cứng hơn kim cương
Wurtzite boron nitride (w-BN) và Lonsdaleite có độ cứng vượt trội kim cương.

w-BN có cấu trúc tương tự với kim cương nhưng nó còn có thêm Boron và Nitơ. Trong tự nhiên, w-BN được tạo ra từ áp lực và sức nóng khủng khiếp của núi lửa phun trào. Như vậy, để tạo được chất này, con người sẽ phải tạo ra các vụ nổ tương tự thế, nghĩa là cực kỳ khó thực hiện.

Do là vật liệu hiếm nên các chỉ số về w-BN chỉ dựa trên chương trình mô phỏng chạy trên máy tính. Theo đó, các nhà khoa học cho rằng w-BN cứng và ổn định về mặt hóa học hơn kim cương ở nhiệt độ cao (kim cương khi gặp nhiệt độ cao, các tính chất hóa học cũng như vật lý sẽ không còn như cũ, độ bền đặc trưng bị tổn hại).

Lonsdaleite cũng được tạo ra từ carbon giống như kim cương, mặc dù có cấu trúc khác. Điều thú vị là Lonsdaleite là chất trong vũ trụ được tìm thấy khi một thiên thạch giàu than chì va vào trái đất. Các mô phỏng khoa học hiện nay cho thấy vật liệu này cứng hơn kim cương 58%. Nhờ cấu trúc đặc biệt, Lonsdaleite có thể sử dụng trong ngành cắt đá, kim loại, ngành mỹ phẩm...

Tuy nhiên, các nghiên cứu về w-BN và Lonsdaleite mới chỉ dựa trên chương trình mô phỏng chạy trên máy tính chứ chưa có điều kiện xác minh vật lý. Do đó, đến thời điểm hiện tại, kim cương vẫn giữ được vị trí vật liệu tự nhiên cứng nhất thế giới.

7. Ultra Hydrophobic – Vật liệu siêu chống nước trong thế giới hiện đại

Khoa học gần đây đã đạt được một số tiến bộ đáng kể trong việc phát triển các hợp chất siêu chống nước và mở ra nhiều ứng dụng hữu ích trong cuộc sống. Ultra Hydrophobic là một trong số đó. Vật liệu này được nghiên cứu dựa trên khả năng chống nước của lá sen.

Hiệu ứng lá sen là cảm hứng để các nhà khoa học tạo ra vật liệu siêu chống nước Ultra Hydrophobic.
Hiệu ứng lá sen là cảm hứng để các nhà khoa học tạo ra vật liệu siêu chống nước Ultra Hydrophobic.

Khi quan sát khả năng chống nước trong tự nhiên dưới kính hiển vi vào thập niên 1970, các nhà khoa học phát hiện trong lá sen có chứa chất sáp không phân cực có khả năng chống kết dính, nhờ vậy lá sen có thể "giữ mình" sạch sẽ trong đầm lầy.

Ultra Hydrophobic có ứng dụng vô cùng đa dạng. Vật liệu này có thể sử dụng để tạo ra những bộ quần áo, giày dép chống thấm nước, bùn, chất bẩn. Ngoài ra, với khả năng thấm nước ưu việt, nó có thể được dùng để phủ lên các thiết bị điện tử giúp chúng hoạt động tốt trong môi trường nước. Đây còn là một loại "sơn" tường lý tưởng để bảo vệ ngôi nhà của bạn khỏi bụi bặm hay chất bẩn.

6. Nitrogen Triiodide - Hợp chất hóa học cực kì "nhạy cảm"

Nitrogen Triiodide là một hợp chất hóa học dạng dầu không ổn định có thể phát nổ với bất kì tiếp xúc đột ngột nào. Cấu tạo hóa học của nó gồm 1 nguyên tử nitơ ở đỉnh liên kết với 3 nguyên tử I-ốt, tạo thành hình dạng tháp.

Nitrogen Triiodide có cấu tạo hóa học hình tháp, gồm 1 nguyên tử nitơ ở đỉnh liên kết với 3 nguyên tử I-ốt.
Nitrogen Triiodide có cấu tạo hóa học hình tháp, gồm 1 nguyên tử nitơ ở đỉnh liên kết với 3 nguyên tử I-ốt.

Một số hợp chất khác từ nitơ như nitroglycerin có thể phát nổ ngay khi có lực mạnh tiếp xúc, trong khi đó, Nitrogen Triiodide phát nổ chỉ với sự chạm nhẹ của một quả bóng, tạo thành khói tím rất độc và khó chịu.

Hợp chất này có nhiều ứng dụng hữu ích trong cuộc sống nhưng sẽ là thảm họa nếu nó được dùng làm vũ khí trong chiến tranh.

5. Hydrogel - Polyme độ bền cao và khả năng co giãn kỉ lục

Hydrogel là một loại Polyme có khả năng hấp thụ nước gấp 30-60 lần so với kích thước vốn có của nó và có thể tự thay đổi kích thước dưới nhiệt độ thích hợp. Nó tồn tại dưới dạng tinh thể lỏng. Khả năng thấm hút và tăng kích thước phụ thuộc vào loại và phần trăm tạp chất tạo ra gel.

Hydrogel được ứng dụng rộng rãi trong y tế để làm kính áp tròng
Hydrogel được ứng dụng rộng rãi trong y tế để làm kính áp tròng, chất phủ bề mặt vết thương, tái tạo mô và thay thế nhân tế bào.

Hiện nay, Hydrogel được ứng dụng rộng rãi trong nhà kính và vườn ươm nông nghiệp, giúp giữ ẩm và nước cho đất tốt hơn hàng trăm lần so với trước đây. Ngoài ra, vật liệu này rất có tiềm năng trong y tế với kỹ thuật cấy ghép mô. Và đây cũng có thế trở thành một vật dụng trang trí nhà cửa rất độc đáo.

4. Nitinol - Hợp kim dẻo dai có khả năng ghi nhớ

Nitinol là một loại hợp kim giữa Titan và Niken với tỷ lệ gần như bằng nhau. Nó có khả năng quay trở lại hình dạng ban đầu dù bạn quấn, bẻ nó như thế nào bằng hiệu ứng ghi nhớ của nó. Dù qua nhiều quá trình trao đổi nhiệt lặp lại nhiều lần, nó vẫn có khả năng quay trở lại hình dạng ban đầu.

Nitinol được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử, cơ khí, điện thoại thông minh và ngành y dược. Mặc dù, vật liệu này khá đắt đỏ nhưng vấn đề này có thể giải quyết khi chúng được sản xuất hàng loạt trong tương lai.

3. Gallium Metal - Kim loại tan chảy trong tay người

Gallium (Gali), nguyên tố hóa học có số nguyên tử 31. Đây là chất không tồn tại trong tự nhiên, nhưng dễ dàng tìm thấy sau các phản ứng nung chảy nhôm, kẽm... và được chiết xuất từ dầu thô hydroxide nhôm.

Gali tan chảy trong tay người.
Gali tan chảy trong tay người.

Kim loại gali là 1 trong những chất ít được biết đến nhất. Loại kim loại này rất kì lạ và rất khó hiểu đối với các nhà khoa học. Gali có một vẻ bề ngoài nhìn cực kỳ bắt mắt, đẹp óng ánh với màu bạc đặc trưng. Nó là kim loại mềm nhưng hóa rắn khi gặp lạnh và hóa lỏng khi ở nhiệt độ lớn hơn 29.76 độ C.

Nếu giữ một kim loại gali rắn trong lòng bàn tay tầm vài phút, nhiệt độ cơ thể sẽ khiến chúng hóa lỏng. Kim loại này rất đặc biệt, có thể làm tiêu hủy thủy tinh, kim loại, nhưng hoàn toàn thân thiện với con người và không độc hại. Tuy nhiên, giá thành cũng không hề rẻ, 1 kg gali có giá khoảng 3.000 USD.

Gali được ứng dụng được ứng dụng rất nhiều trong vật lý cũng như các sinh hoạt hàng ngày. Đèn LED là một trong những ứng dụng tiêu biểu nhất.

2. Aerogel - loại vật liệu rắn nhẹ nhất thế giới

Aerogel còn được gọi là khói đông lạnh, là một thuật ngữ phổ biến để nói về một nhóm vật liệu đặc biệt sử dụng cho ngành không gian vũ trụ từ đầu thập niên 1960.

Aerogel là vật liệu rắn nhẹ nhất thế giới, có cấu trúc hóa học tương tự như thủy tinh nhưng mật độ phân tử gấp hơn 1.000 lần. Nó nặng gấp 3 lần không khí và nhẹ hơn thủy tinh 1.000 lần.

Aerogel nhẹ đến mức có thể đặt trên một bông hoa.
Aerogel nhẹ đến mức có thể đặt trên một bông hoa.

Mặc dù trọng lượng khiêm tốn nhưng nó rất mạnh mẽ. Nó có thể chịu được vật nặng gấp nó 10.000 lần. Đặc biệt, Aerogel có khả năng cách nhiệt tốt nên được ứng dụng trong lĩnh vực không gian vũ trụ để bảo vệ các phi hành gia dưới bức xạ nhiệt của mặt trời.

Với những khả năng phi thường đó, Aerogel xứng đáng với cái tên “vật liệu tốt nhất hành tinh”. Không chỉ được dùng trong ngành không gian vũ trụ, vật liệu này cũng được sử dụng để phát hiện sự hấp thụ bức xạ hạt nhân của chất thải hạt nhân và phát hiện những vi sinh vật có hại.

Tuy nhiên, chi phí sản xuất Aerogel rất lớn, do mỗi lần chỉ sản xuất được một lượng rất nhỏ và điều kiện sản xuất yêu cầu những thiết bị tối tân. Mức giá hiện nay khá đắt, khoảng 100 USD cho mỗi centimet khối, tương đương 23.000 USD mỗi pound (khoảng 453,6 g).

1. Magnetic Thinking Putty - Đất sét ma thuật

Đây là một loại chất dẻo đặc biệt có khả năng hấp thụ từ trường của nam châm và hút các vật bằng kim loại khác. Nó có thể lao đến thỏi nam châm như một sinh vật sống và nhanh chóng nuốt chửng thỏi nam châm như một con quái vật trong thời gian ngắn. Nó được tạo ra bằng cách bỏ bột kim loại oxit sắt vào đất sét để biến thành nam châm sắt từ.

Đất sét ma thuật
Đất sét ma thuật có thể lao đến thỏi nam châm như một sinh vật sống và nhanh chóng nuốt chửng thỏi nam châm này.

Khi không có nam châm ở gần, đất sét ma thuật sẽ như các loại đất sét khác, bạn có thể vo tròn, kéo giãn tùy ý, thậm chí xé như xé giấy.

Món đồ chơi đặc biệt này sẽ khiến những giờ phút giải trí của bạn trở nên thú vị, giúp bạn giải tỏa căng thẳng, mệt mỏi sau những giờ học tập và làm việc.

Cập nhật: 25/01/2021 Theo khampha/ANTĐ
  • 53
  • 17.757

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook