Vật liệu mới có thể điều chỉnh được độ cứng bằng từ trường

TheoScience Advances, các nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm quốc gia Livermore (Mỹ) đã phát triển được một siêu vật liệu mới với các thuộc tính có thể được kiểm soát bằng từ trường. Để chứng minh khả năng của loại vật liệu này, các nhà khoa học đã chế tạo các mẫu sản phẩm có khả năng thay đổi độ cứng, rất hữu ích trong chế tạo robot và sản xuất áo chống đạn.

Siêu vật liệu gồm các chất có tính chất kỳ lạ, được xác định chủ yếu bởi cấu trúc, chứ không phải bởi thành phần của chúng. Trong tự nhiên cũng có một số siêu vật liệu, nhưng hầu hết các vật liệu đã biết đều được tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Đặc biệt, những vật liệu như vậy có thể điều khiển các dao động theo một quỹ đạo cụ thể, cho phép may những chiếc “áo tàng hình” không thể dùng ánh sáng hoặc âm thanh để phát hiện.

Trong công trình nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã phát triển một siêu vật liệu cơ học, nhạy cảm từ trường bên ngoài. Vật liệu mới bao gồm mạng lưới các ống nhựa rỗng chứa đầy một loại chất lỏng đông cứng lại khi có từ trường. Chất lỏng là các vi hạt sắt lơ lửng trong dầu. Nếu không có từ trường, các hạt di chuyển ngẫu nhiên, nhưng khi ở gần từ trường, các hạt đó xếp thẳng hàng với nam châm dọc theo các đường lực, do đó toàn bộ cấu trúc trở nên cứng.

Các nhà khoa học đã tiến hành các thử nghiệm có thể làm tăng độ cứng của cấu trúc gồm những thành phần siêu vật liệu. Trong tương lai, các vật liệu như vậy có thể được kết hợp với nam châm điện, nghĩa là tạo ra từ trường với sự trợ giúp của các thiết bị điện. Ví dụ, có thể sử dụng vật liệu mới để may đồng phục thể thao giảm được tác động của những cú va đập, hay chế tạo thân robot có thể mềm dẻo khi bò qua đường hầm, nhưng khi ra khỏi đường hầm thì thân robot cứng lại để tiếp tục thực hiện các nhiệm vụ.