Một nhóm các nhà nghiên cứu Nhật Bản thuộc phòng thí nghiệm Quantum Machine Unit, ở viện khoa học công nghệ Okinawa vừa tạo ra giải pháp “xe bay” lơ lửng trên mặt đường đúng nghĩa đen, xe không cần động cơ đốt trong hay động cơ điện để vận hành.
Những chuyến tàu đệm từ siêu tốc, với công nghệ được viết tắt là maglev (magnetic levitation) đạt tốc độ lên trên 500 km/h, thậm chí con tàu L0 Series của Nhật còn đạt kỷ lục 603 km/h, đơn giản vì con tàu không có bánh, và nó cũng không chạm vào đường ray, từ đó triệt tiêu gần như hoàn toàn ma sát lăn, chỉ còn ma sát giữa thân vỏ con tàu với không khí. Kỷ lục tàu đệm từ đang vận hành thương mại với vận tốc cao nhất là tuyến Thượng Hải, Trung Quốc, ứng dụng công nghệ Transrapid của Đức, kết nối sân bay quốc tế Thượng Hải với quận Phổ Đông, chỉ mất 8 phút để di chuyển quãng đường 30.5 km.
“Xe bay” của người Nhật Bản vận hành dựa trên quy tắc giống hệt. Chiếc xe được tạo ra từ vật liệu nghịch từ. Con đường trải nhựa phía dưới sẽ có những nam châm công suất cực lớn, tạo ra từ trường rất mạnh đẩy chiếc xe lơ lửng trong không khí. Rồi chỉ cần một lực đẩy rất nhẹ là xe sẽ có thể chạy ở vận tốc cao, vì không có ma sát giữa bánh xe với mặt đường.
Vấn đề của tàu đệm từ là luôn luôn cần nguồn điện để giữ từ trường nâng cả đoàn tàu khổng lồ lên khỏi bề mặt đường ray. Chỉ cần ngắt điện là tàu sẽ chạm đường ray. Các nhà khoa học của viện khoa học công nghệ Okinawa cải tiến thiết kế tàu đệm từ, để chỉ cần nguồn điện ban đầu giúp chiếc ô tô lơ lửng khỏi mặt đường, sau đó vật liệu trên mặt đường sẽ giúp chiếc xe bay trong không khí. Và như đã nói, xe chạy không cần động cơ điện hay động cơ xăng để tạo mô men xoắn giúp bánh xe lăn trên đường.
Để làm được điều này, các nhà khoa học Nhật ứng dụng một loại vật liệu tên là than chì nghiền. Thông qua quy trình xử lý hóa học, họ trộn than nghiền với sáp, rồi tạo ra những tấm khung, phía dưới là lưới nam châm để tạo ra từ trường. Những tấm vật liệu này tạo ra từ trường đủ mạnh để xe lơ lửng trong không khí. Từ trường vừa giữ xe lơ lửng để chạy ở tốc độ cao, vừa giữ xe không chệch khỏi đường.
Đương nhiên đây mới chỉ là những thử nghiệm đầu tiên. Kích thước xe lẫn đường đệm từ được OIST thử nghiệm nhỏ hơn nhiều so với kích thước ô tô hiện giờ. Và công nghệ đệm từ lượng tử không đơn thuần phóng to ra cho đủ kích thước xe gia đình là xong. Ở kích thước thực tế, để tạo ra từ trường đủ mạnh giúp xe lơ lửng trong không khí, phải làm lạnh không gian để làm giảm động năng bề mặt. Nếu không giảm nhiệt độ của miền lượng tử, khó có thể tạo ra khả năng xe tự lơ lửng trong không khí.
Một vấn đề khác của ô tô lơ lửng ở kích thước thật là một hiện tượng gọi là giảm chấn xoáy, vortex damping. Một hệ thống dao động có xu hướng mất trạng thái do những yếu tố bên ngoài và theo thời gian. Ở trường hợp xe bay của người Nhật, phải tìm ra cách để than chì giữ được năng lượng khi ở trong từ trường mạnh.
Nói một cách ngắn gọn, đây mới chỉ là những nghiên cứu ban đầu, còn tương lai ô tô không cần đổ xăng sạc pin hay thậm chí là bơm lốp vẫn còn rất xa.
Theo Ecoticias
Những chuyến tàu đệm từ siêu tốc, với công nghệ được viết tắt là maglev (magnetic levitation) đạt tốc độ lên trên 500 km/h, thậm chí con tàu L0 Series của Nhật còn đạt kỷ lục 603 km/h, đơn giản vì con tàu không có bánh, và nó cũng không chạm vào đường ray, từ đó triệt tiêu gần như hoàn toàn ma sát lăn, chỉ còn ma sát giữa thân vỏ con tàu với không khí. Kỷ lục tàu đệm từ đang vận hành thương mại với vận tốc cao nhất là tuyến Thượng Hải, Trung Quốc, ứng dụng công nghệ Transrapid của Đức, kết nối sân bay quốc tế Thượng Hải với quận Phổ Đông, chỉ mất 8 phút để di chuyển quãng đường 30.5 km.
“Xe bay” của người Nhật Bản vận hành dựa trên quy tắc giống hệt. Chiếc xe được tạo ra từ vật liệu nghịch từ. Con đường trải nhựa phía dưới sẽ có những nam châm công suất cực lớn, tạo ra từ trường rất mạnh đẩy chiếc xe lơ lửng trong không khí. Rồi chỉ cần một lực đẩy rất nhẹ là xe sẽ có thể chạy ở vận tốc cao, vì không có ma sát giữa bánh xe với mặt đường.
Vấn đề của tàu đệm từ là luôn luôn cần nguồn điện để giữ từ trường nâng cả đoàn tàu khổng lồ lên khỏi bề mặt đường ray. Chỉ cần ngắt điện là tàu sẽ chạm đường ray. Các nhà khoa học của viện khoa học công nghệ Okinawa cải tiến thiết kế tàu đệm từ, để chỉ cần nguồn điện ban đầu giúp chiếc ô tô lơ lửng khỏi mặt đường, sau đó vật liệu trên mặt đường sẽ giúp chiếc xe bay trong không khí. Và như đã nói, xe chạy không cần động cơ điện hay động cơ xăng để tạo mô men xoắn giúp bánh xe lăn trên đường.
Để làm được điều này, các nhà khoa học Nhật ứng dụng một loại vật liệu tên là than chì nghiền. Thông qua quy trình xử lý hóa học, họ trộn than nghiền với sáp, rồi tạo ra những tấm khung, phía dưới là lưới nam châm để tạo ra từ trường. Những tấm vật liệu này tạo ra từ trường đủ mạnh để xe lơ lửng trong không khí. Từ trường vừa giữ xe lơ lửng để chạy ở tốc độ cao, vừa giữ xe không chệch khỏi đường.
Đương nhiên đây mới chỉ là những thử nghiệm đầu tiên. Kích thước xe lẫn đường đệm từ được OIST thử nghiệm nhỏ hơn nhiều so với kích thước ô tô hiện giờ. Và công nghệ đệm từ lượng tử không đơn thuần phóng to ra cho đủ kích thước xe gia đình là xong. Ở kích thước thực tế, để tạo ra từ trường đủ mạnh giúp xe lơ lửng trong không khí, phải làm lạnh không gian để làm giảm động năng bề mặt. Nếu không giảm nhiệt độ của miền lượng tử, khó có thể tạo ra khả năng xe tự lơ lửng trong không khí.
Một vấn đề khác của ô tô lơ lửng ở kích thước thật là một hiện tượng gọi là giảm chấn xoáy, vortex damping. Một hệ thống dao động có xu hướng mất trạng thái do những yếu tố bên ngoài và theo thời gian. Ở trường hợp xe bay của người Nhật, phải tìm ra cách để than chì giữ được năng lượng khi ở trong từ trường mạnh.
Nói một cách ngắn gọn, đây mới chỉ là những nghiên cứu ban đầu, còn tương lai ô tô không cần đổ xăng sạc pin hay thậm chí là bơm lốp vẫn còn rất xa.
Theo Ecoticias
