Trong thế giới khoa học vật liệu, một khám phá đột phá đã thách thức các quy tắc vật lý lâu đời.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Wageningen & Research (WUR) ở Hà Lan đã tạo ra một loại vật liệu lai mới, được gọi là "compleximer", kết hợp đặc tính của thủy tinh và nhựa theo cách mà trước đây được coi là "bất khả thi".
Loại vật liệu này không chỉ bền bỉ như nhựa mà còn dễ tạo hình như thủy tinh, mở ra kỷ nguyên mới cho các ứng dụng thực tiễn.
Quá trình tạo ra "compleximer" dựa trên nguyên tắc lực hấp dẫn vật lý giữa các chuỗi phân tử mang điện tích trái dấu. Thay vì sử dụng liên kết hóa học cố định như các vật liệu truyền thống, các nhà khoa học khai thác "nam châm phân tử" – lực tĩnh điện giữa chuỗi dương và âm – để giữ cấu trúc.
Điều này cho phép vật liệu có khoảng cách lớn hơn giữa các chuỗi, tạo "không gian thở" giúp hấp thụ xung lực mà không vỡ vụn.
Phiên bản đầu tiên sử dụng nguyên liệu hóa thạch, nhưng nhóm nghiên cứu đang hướng tới biến thể dựa trên vật liệu sinh học để tăng tính bền vững. Quá trình sản xuất đơn giản: Vật liệu nóng chảy chậm, dễ định hình chi tiết mà không cần thiết bị phức tạp.
Một mảnh compleximer có thể dễ dàng uốn cong. Ảnh: Phys.org
Về tính chất, compleximer vượt trội ở khả năng chống va đập cao. Nó có thể nảy bật khi rơi xuống sàn nhà mà không vỡ, giống như nhựa, nhưng lại dễ thổi và uốn như thủy tinh.
Với màu hổ phách đặc trưng, loại vật liệu này còn có tính tự "chữa lành": Chỉ cần làm nóng bằng máy sấy tóc và ép các khe nứt lại, các "nam châm phân tử" sẽ tái kết nối.
Điều này phá vỡ quy tắc lâu đời trong khoa học vật liệu là "càng dễ xử lý thì càng giòn". Trước đây, các chất lỏng ion mang điện tích được cho là không thể tạo ra vật liệu như vậy, nhưng khám phá này chứng minh điều ngược lại, tiết lộ hành vi phân tử mới mẻ.
Nhà nghiên cứu Sophie van de Lange đang cầm một mảnh vật liệu compleximer mới được phát triển. Ảnh: Phys.org
Ứng dụng tiềm năng của compleximer rất rộng rãi, đặc biệt trong hàng tiêu dùng. Nó phù hợp cho tấm lợp mái nhà, đồ trang trí sân vườn hoặc các sản phẩm ngoài trời, nơi vật liệu dễ bị hư hỏng nhưng có thể được sửa chữa nhanh chóng.
Hơn nữa, "compleximer" còn thúc đẩy xu hướng bền vững: Thay vì tập trung tái chế, nó khuyến khích thiết kế nhựa dễ sửa chữa và phân hủy sinh học.
Trong tương lai, phiên bản dựa trên vật liệu sinh học có thể góp phần vào chuyển đổi toàn cầu sang vật liệu xanh, giảm ô nhiễm nhựa.
Dẫn dắt dự án là Giáo sư Jasper van der Gucht tại WUR, với sự tham gia của ông Wouter Post, một nhà nghiên cứu cấp cao về Công nghệ Nhựa Bền vững.
Theo ông Post, công trình này mở ra cánh cửa cho các loại nhựa không chỉ dễ sửa chữa hơn mà còn có thể được thiết kế để phân hủy sinh học.
“Hầu hết các nghiên cứu ứng dụng tập trung vào việc cải thiện quá trình tái chế, trong khi công trình này mở ra cánh cửa cho các loại nhựa dễ sửa chữa hoặc thậm chí phân hủy sinh học rất nhanh”, ông Post kết luận.
Khám phá này không chỉ là bước tiến khoa học mà còn là minh chứng cho sự sáng tạo, khi kết hợp những yếu tố "không ngờ" để tạo ra loại vật liệu lý tưởng.
Với "compleximer", tương lai của vật liệu học trở nên sáng sủa hơn, hứa hẹn những sản phẩm thông minh, thân thiện với môi trường.
Minh Đức (Theo Interesting Engineering, Phys.org)
