Kim loại: Hồi phục hình dạng cũ sau khi biến dạng

Các kỹ sư đã tiến hành pha chế những dạng kim loại có thể phục hồi hình dạng gốc và bất ngờ bật tách thành dạng mới sau khi bị ép thành nhiều nếp và rập nổi nếu có thêm một ít hơi nóng.

Chỉ đạo nghiên cứu giáo sư Taher Saif đại học Illinois cho biết lần đầu tiên họ thấy kim loại bật tách ngược trở sau khi bị biến dạng.

Thông thường, nếu bạn uốn 1 cái móc hay thậm chí 1 cái kẹp giấy, nó gần như ko thể hồi phục lại 100 % trạng thái không xoắn ban đầu. Những đặc tính vật lý như vậy được xác định bởi cấu trúc hoá học và kết tinh kim loại. Cấu trúc kết tinh hay còn gọi là cấu trúc vi mô được hình thành từ những nhóm nguyên tử bé xíu có kích cỡ khác nhau tùy theo việc các nguyên tử cùng nhóm này tập hợp với nhau như thể nào.

Giáo sư cho biết khi phương pháp thí nghiệm được mở rộng, kim loại có khả năng phục hồi có thể được dùng cho bất cứ vật thể bằng kim loại nào bị rập nổi từ xe hơi đến thân máy bay cho đến những vật dụng hàng ngày như những dụng cụ làm vườn hay những kết cấu kim loại trên vali

Nó hoạt động ra sao

Giáo sư Saif là một kỹ sư cơ khí cùng với các nghiên cứu sinh đã thử trộn lẫn những hạt kim loại có kích cỡ như tinh bột và đã tiến hành xem xét cấu trúc vi mô trong phạm vi những lớp mỏng aluminum và vàng. Bằng cách kiềm soát nhiệt độ suốt quá trình sản xuất, nhóm nghiên cứu đã tạo ra những lớp kim loại mỏng với nhiều hạt mịn có kích cỡ dưới 100 nanomet so với độ rộng của sợi tóc là khoảng 100.000 nanomet.

Nghiên cứu cho thấy loại kim loại không phải là vấn đề mà vấn đề chính là kích cỡ của hạt trong cấu trúc kết tinh của kim loại và sự phân bố kích cỡ này

Theo báo cáo thứ 6 trên tập san Science, những tinh nguyên tử phải nhỏ nhưng không được quá nhỏ để có thể khôi phục lại trạng thái gốc. Những hạt này quá nhỏ để làm cho kim vỡ và có khả năng bật tách lại khi bị uốn cong, trong khi những hạt quá lớn tạo nên kim loại quá dễ uốn đến nỗi cong và rũ xuống.

Ngay lập tức

Theo các chuyên gia thì nguyên tắc để làm kim loại bật tách lại hình dạng gốc đó chính là sự cân bằng giữa tính giòn và dễ uốn hay chính là sự cân bằng giữa những hạt bé và những hạt quá to.

Với một hỗn hợp những hạt bé và to thì một dạng “kéo co” xảy ra khi mà những hạt lớn hơn cong, chúng sẽ đẩy và kéo những hạt bé và phát ra tiếng kểu răng rắc như bị nứt.

Đây là phương pháp mà kim loại có thể ứng dụng thực tế, sau khi có sự va chạm, những hạt đàn hồi trong kim loại bị biến đổi bị bật và phóng thích năng lượng tích trữ đồng thời thúc đẩy những hạt to quay ngược trở lại vị trí ban đầu.

Các chuyên gia phát hiện rằng việc áp dụng hơi nóng có thể thúc đẩy viêc phóng thích năng lượng và do đó kim loại sẽ co lại hình dạng gốc.

Ánh Phượng