Một nhóm các nhà khoa học tại Anh đã chế tạo thành công một chiếc cánh máy bay có khả năng tự sửa chữ sau khi hư hỏng. Được công bố tại hội nghị Royal Society diễn ra trong tuần này tại London, thành quả của họ được xem là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực vật liệu tự lành và có thể sẽ được áp dụng trên nhiều thứ khác, chẳng hạn màn hình điện thoại tự phục hồi vết nứt.
Nhóm nghiên cứu đến từ đại học Bristol đã âm thầm phát triển công nghệ này trong vòng 3 năm trở lại đây. Tiết lộ với tờ Independent, lãnh đạo nghiên cứu, giáo sư Duncan Wass cho biết ông hy vọng rằng các sản phẩm có khả năng tự lành, tự phục hồi hư hỏng sẽ sớm đến tay người tiêu dùng trong tương lai rất gần.
Nhóm của Duncan đã tập trung nghiên cứu loại vật liệu sợi carbon composte - một vật liệu rất cứng nhưng nhẹ và đang được sử dụng ngày một nhiều hơn trong nhiều lĩnh vực sản xuất, từ cánh may bay thương mại cho đến các loại vợt chơi thể thao và xe đạp tính năng vận hành cao.
Giáo sư Wass và các cộng sự đã hợp tác với các kỹ sư hàng không tại đại học Bristol nhằm giải quyết thắc mắc của họ về những cách thức để ngăn ngừa những vết nứt siêu nhỏ, hầu như không thể phát hiện được hình thành trên cánh và thân máy bay? Từ đây, nhóm đã nghĩ ra một giải pháp khá kỳ dị mà sau này đã được phát triển thành một công nghệ hữu ích.
Theo phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã thêm vào các quả cầu rỗng, siêu nhỏ vào vật liệu carbon. Quả cầu nhỏ đến mức nếu nhìn bằng mắt thường thì trông không khác gì bột. Tuy nhiên, bên trong mỗi quả cầu chứa một loại chất lỏng giúp phục hồi đứt gãy. Những quả cầu siêu nhỏ sẽ vỡ ra, chất lỏng bên trong sẽ thấm vào các vết nứt để lại bởi tác động trước khi tiếp xúc với một chất xúc tác để kích hoạt một phản ứng hóa học khiến vết nứt liền lại.
Giáo sư Wass cho biết: "Chúng tôi lấy ý tưởng từ cơ thể người. Chúng ta không tiến hóa để có thể chống chịu mọi tổn thương trừ khi có lớp da dày như da tê giác. Tuy nhiên, khi chúng ta bị thương, chúng ta chảy máu sau đó da cũng liền lại và tự lành. Chúng tôi chỉ đưa cơ chế này lên một vật liệu tổng hợp với tiêu chí: hãy tạo ra một thứ gì đó có thể tự phục hồi."
Các thử nghiệm cho thấy vật liệu vẫn đạt được độ cứng cần thiết sau khi tự phục hồi, qua đó mở ra khả năng cho những chiếc cánh máy bay có thể tự sửa chữa ngay khi đang bay.
Vết nứt không được phát hiện trên Boeing 737-297 của Aloha Airlines đã khiến một phần lớn thân bị xé toạc do mất áp suất ngay khi đang bay, 1 người thiệt mạng và 65 người bị thương. (Aloha Airlines Flight 243, 29 tháng 4 năm 1988).
Công nghệ này cũng khiến cho thủ tục kiểm tra an toàn máy bay trở nên đơn giản hơn với chi phí thấp hơn bởi nơi những vết nứt xuất hiện và được vật liệu tự phục hồi sẽ xuất hiện dấu hiệu riêng, giống như một vết thâm vậy. Điều này sẽ cho phép đội ngũ kỹ sư hàng không nhanh chóng phát hiện vị trí hư hại và đảm bảo rằng họ sẽ không bỏ lỡ vị trí nào sau khi kiểm tra toàn bộ máy bay.
Theo giáo sư Wass, để tạo ra dấu hiệu nhận biết vị trí hư hại, ông cần phải bổ sung một loại thuốc nhuộm. Ông nói: "Chúng tôi có thể sẽ thực hiện điều này với một thứ gì đó mà mắt thường không thấy nhưng có thể phát hiện dưới ánh đèn cực tím bởi lẽ bạn sẽ không muốn thấy một chiếc cánh máy bay loang lỗ những vệt đỏ cho thấy nó bị hư hại như thế nào."
Dựa trên nhiệt độ bên ngoài, vật liệu có thể mất từ vài giờ đến 1 ngày để phục hồi. Giáo sư Wass giải thích: "Nếu máy bay đang lăng trên đường băng tại Dubai, vết nứt có thể chỉ mất vài giờ để liền lại nhưng nếu tại một nơi như Reykjavik (Iceland) vào mùa đông, quy trình này có thể mất hơn 24 giờ."
Nói về tính khả thi của công nghệ, giáo sư Richard Catlow đến từ đại học London cho biết chất xúc tác được dùng trong nghiên cứu trên đã được sử dụng khá rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa dầu và nó có thể mang lại nhiều lợi ích to lớn cho các lĩnh vực khác ở chi phí thấp.
Quảng cáo
Ngoài lĩnh vực hàng không, nghiên cứu của đại học Bristol có thể được áp dụng cho tất cả các vật liệu sợi carbon composte khác. Như vậy khả năng tự phục hồi sẽ có thể xuất hiện trên một chiếc gậy chơi golb, vợt tennis, cần câu cá, mũ bảo hiểm v.v… Bên cạnh đó, công ty mỹ phẩm L'Oreal cũng đã vừa liên hệ với nhóm nghiên cứu để đăng ký sử dụng công nghệ này trên dòng sản phẩm nước sơn móng tay tự phục hồi. Còn về màn hình tự lành vết nứt, giáo sư Wass cho rằng sẽ mất khoảng từ 5 đến 10 năm nữa để công nghệ đủ hoàn thiện và áp dụng.
P/S: Công nghệ vật liệu tự lành của đại học Briston sẽ rất cần thiết đối với lĩnh vực hàng không bởi nó có thể xem là yếu tố tăng tính an toàn. Trong lịch sử ngành hàng không đã ghi nhận nhiều vụ tai nạn liên quan đến sự sai sót cũng như hỏng hóc hiển vi của cấu trúc. Những tổn hại này có thể xuất hiện do chính thiết kế của máy bay hoặc do hiện tượng mỏi kim loại (metal fatigue) qua thời gian khai thác. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về các vụ tai nạn máy bay do những vết nứt trên thân, trên cánh hay động cơ qua một bài viết tới.
Theo: Independent
