Buzz
'Ước mơ của chúng tôi là tạo ra một robot từ lưới kim loại lỏng', tiến sĩ Zhang chia sẻ.
Nếu bạn đã xem bộ phim kinh điển 'Kẻ hủy diệt 2: Ngày phán xét', chắc chắn bạn không thể quên được T-1000, một người máy phản diện được tạo từ hợp kim đa hình, một loại kim loại lỏng cho phép hắn có thể tan chảy, chui qua khe cửa rồi tái tạo lại hình dáng của bất kỳ ai.
Vào năm 1991, khi bộ phim được phát hành, công nghệ kim loại lỏng để tạo ra T-1000 vẫn là viễn tưởng.
Nhưng trong một nghiên cứu mới trên tạp chí Additive Manufacturing, một nhóm nhà khoa học từ Đại học Binghamton, New York, tuyên bố họ đã tạo ra một 'mạng kim loại lỏng đầu tiên trên thế giới', một thứ mà khi bạn nhìn vào, sẽ gợi nhớ ngay đến người máy T-1000.
Một bản thử nghiệm bàn tay đã được tạo ra từ hợp kim Field, một hỗn hợp của bismuth, indium và thiếc, lấy tên theo Simon Quellen Field, người phát minh ra nó. Hợp kim Field có nhiệt độ nóng chảy thấp, chỉ khoảng 62 độ C và thường được sử dụng trong lĩnh vực hạt nhân như một chất làm mát.
Tuy nhiên, sử dụng tính chất này cho một mục đích khác, phó giáo sư, tiến sĩ Cơ khí kỹ thuật Pu Zhang cùng với hai nghiên cứu sinh tiến sĩ Fanghang Deng từ Đại học Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh và tiến sĩ Nguyễn Quang Khả từ Đại học Bách khoa, ĐHQG TP HCM đã thành công trong việc chế tạo những mạng kim loại có khả năng hóa lỏng, sau đó vẫn khôi phục lại dạng cứng ban đầu của chúng.
Khi được hỏi về nghiên cứu của mình, tiến sĩ Zhang thích so sánh với công nghệ kim loại lỏng đã tạo ra T-1000 trong Kẻ hủy diệt 2. Nhưng khi người ta nói rằng có lẽ đó không phải là sự so sánh tốt nhất, Zhang đã cười và thú nhận: 'Thành thật mà nói, tôi chưa bao giờ xem bộ phim đó!'.
Công việc của một nhà khoa học như ông là biến các ý tưởng không tưởng thành hiện thực. Zhang đã dành nhiều năm nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học vật liệu, sử dụng các mô hình tính toán trên máy tính để thiết kế các mạng lưới kiến trúc và vật liệu lai.
Khi thấy tiềm năng của hợp kim Field, Zhang đã nảy ra ý tưởng kết hợp nó với một lớp vỏ cao su để tạo ra vật liệu hybrid với các tính chất vượt trội hơn hẳn.
Cho đến nay, không có nhà khoa học nào có thể tạo ra các mạng tinh thể hợp kim Field hóa lỏng sau đó khôi phục lại nguyên dạng của chúng, một tính chất tuyệt vời với vô số ứng dụng có thể biến các bộ phim viễn tưởng thành sự thật.
Vấn đề với hợp kim này, đó là 'nếu không có vỏ, nó sẽ không thể phục hồi hình dạng, vì kim loại lỏng sẽ chảy đi ngay lập tức', Zhang nói. Vì vậy, ông đã phải dành tới nửa năm để nghiên cứu, chế tạo một lớp vỏ cao su cho hợp kim Field.
Để đảm bảo tính ứng dụng, lớp vỏ này cần tích hợp được cả công nghệ in 3-D, đúc chân không và phủ lớp phù hợp (được sử dụng trên các mạch điện tử để bảo vệ chống ẩm, bụi, hóa chất và nhiệt độ).
'Bộ khung vỏ kiểm soát hình dạng và tính toàn vẹn tổng thể, do đó, bản thân kim loại lỏng có thể chảy quanh các kênh [mà không chảy ra ngoài]. Chúng tôi đã dành hơn nửa năm để phát triển quy trình sản xuất này, bởi vật liệu lưới mới rất khó xử lý. Bạn cần tìm ra công thức cho một vật liệu tốt nhất và các thông số xử lý phù hợp nhất'.
Trong bài báo công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Additive Manufacturing tháng 5, tiến sĩ Zhang cùng Fanghang Deng và Nguyễn Quang Khả đã giới thiệu hình ảnh về các mẫu mạng kim loại lỏng đầu tiên trên thế giới của họ.
Họ đã sử dụng nó để tạo ra các quả bóng, một chiếc ăng-ten giống như mạng nhện, các mạng khối hình lập phương như tổ ong và đặc biệt là một bàn tay có thể mở và nắm tùy theo nhiệt độ bên ngoài môi trường.
Bàn tay này có thể khiến bạn liên tưởng ngày chúng ta tạo ra được người máy T-1000 không còn xa. Tuy nhiên, tiến sĩ Zhang cho biết các ứng dụng trong nghiên cứu này sẽ 'hiền lành' hơn nhiều so với kẻ hủy diệt.
Khi kim loại lỏng ở trạng thái rắn, nó rất an toàn và mạnh mẽ. Nó hấp thụ rất nhiều năng lượng khi tan chảy, sau đó nếu được sưởi ấm và làm mát, kim loại tan chảy có thể trở lại hình dạng ban đầu để sử dụng lại.
Tiến sĩ Zhang cho biết tính chất này sẽ thu hút sự chú ý của NASA hoặc các công ty vận tải vũ trụ tư nhân khác. Chẳng hạn, các nhà thiết kế vệ tinh có thể tạo ra các loại ăng-ten 'mạng nhện' từ vật liệu lai này, gói nó thành một gói nhỏ để tiết kiệm không gian cho tên lửa, sau đó tự bung khi đã ở trên quỹ đạo.
Điều tương tự có thể áp dụng cho các kiến trúc định cư trong tương lai trên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa. Bạn có thể làm tan chảy các ngôi nhà kim loại, khiến chúng gọn gàng hơn khi vận chuyển trên tên lửa. Những ngôi nhà này sau đó có thể tự phục hồi hình dạng của chúng tại điểm đến.
Tiến sĩ Zhang cho biết các mạng kim loại lỏng thậm chí có thể được sử dụng để tạo ra các con tàu vũ trụ liên hành tinh.
'Nếu một tàu vũ trụ gặp sự cố khi hạ cánh trên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa, thường các kỹ sư sử dụng nhôm hoặc thép để tạo các cấu trúc đệm giảm sốc. Tuy nhiên, sau khi hạ cánh, kim loại sẽ hấp thụ năng lượng và biến dạng, làm cho bộ giảm sốc chỉ có thể sử dụng một lần', ông giải thích.
'Nhưng với hợp kim Field này, bạn có thể sử dụng nó như các bộ giảm sốc bằng kim loại khác. Nhưng thay vì bỏ đi sau khi hỏng, bạn có thể làm nóng để khôi phục hình dạng ban đầu của chúng. Điều này có nghĩa là bạn có thể tái sử dụng chúng nhiều lần'.
Tiến sĩ Zhang và nhóm nghiên cứu vẫn đang tiếp tục công việc nghiên cứu về vật liệu mới này. Họ định phát triển thêm các lớp phủ tiên tiến và tạo ra nhiều hình dạng khác nhau cho mạng kim loại lỏng.
'Chúng tôi mong muốn có thể tạo ra một người máy từ lưới kim loại lỏng', tiến sĩ Zhang chia sẻ. 'Với việc đã có một bàn tay, chúng tôi chỉ cần một bước nữa'.
Tham khảo Phys, Additive Manufacturing
