Ứng dụng thú vị từ sapphire siêu cấp

Ứng dụng thú vị từ sapphire siêu cấp
Sapphire được biết đến với độ bền, khiến loài đá quý này trở thành vật liệu thiết yếu trong quốc phòng, đồng hồ cao cấp và dụng cụ khoa học.

Ứng dụng thú vị từ sapphire siêu cấp

Saphire ẩn chứa nhiều ứng dụng thú vị.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở Austin (Mỹ) đã phát triển kỹ thuật để biến sapphire thành thứ có giá trị với khả năng chống sương mù, bám bụi và duy trì độ trong suốt trong những môi trường khắc nghiệt nhất. Từ đó, có thể định hình lại các ngành công nghiệp từ đồ điện tử đến thám hiểm không gian.

Tiềm năng của sapphire

Sapphire được biết đến với độ bền, khiến loài đá quý này trở thành vật liệu thiết yếu trong quốc phòng, đồng hồ cao cấp và dụng cụ khoa học.

Tuy nhiên, theo PGS Chih-Hao Chang - Khoa Kỹ thuật Cơ khí Walker của Đại học Texas và là người đứng đầu nghiên cứu, sapphire là một vật liệu có giá trị cao vì độ cứng và nhiều ưu điểm khác.

Tuy nhiên, những đặc tính khiến nó trở nên hấp dẫn cũng khiến nó khó sản xuất ở quy mô nhỏ. Để vượt qua thách thức này, PGS Chang và nhóm của ông đã tạo ra các cấu trúc nano dựa trên sapphire duy trì các đặc tính đáng chú ý của vật liệu đồng thời giới thiệu các tính năng mới.

Những cấu trúc này cung cấp tỷ lệ khung hình cao nhất từng được ghi nhận đối với sapphire, do đó tăng cường chức năng mà không ảnh hưởng đến độ bền của nó.

Từ cấu trúc nano đến siêu vật liệu

Dạng sapphire mới hoạt động khác với sapphire khối truyền thống. Mặc dù không chống trầy xước tốt như loại chưa biến đổi, nhưng nó vẫn có thể so sánh với vonfram và thủy tinh truyền thống. Tuy nhiên, bước đột phá thực sự nằm ở khả năng đẩy lùi sương mù, bụi và ánh sáng chói trong khi vẫn giữ được tính toàn vẹn về mặt cấu trúc.

“Điều này rất thú vị vì các cấu trúc nano theo truyền thống được coi là dễ vỡ, nhưng việc chế tạo chúng bằng sapphire có thể giải quyết được vấn đề này”, TS Kun-Chieh Chien từ phòng thí nghiệm của ông Chang cho biết.

Việc tạo ra các cấu trúc nano sapphire này mở ra cánh cửa cho một thế hệ vật liệu mới vừa có khả năng phục hồi vừa đa chức năng. Khả năng tự làm sạch khiến chúng đặc biệt hữu ích cho các môi trường mà việc bảo trì khó khăn hoặc không thể thực hiện được.

Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu đã quan sát mắt bướm đêm và tìm thấy cấu trúc nhỏ giúp côn trùng này nhìn thấy trong bóng tối bằng cách giảm độ chói. Lấy cảm hứng từ điều này, họ đã thiết kế các cấu trúc nano sapphire giúp bề mặt trong hơn và dễ nhìn hơn. Tuy nhiên, lợi ích không dừng lại ở đó. Các cấu trúc nano này cũng ngăn sương mù. Thiết kế đặc biệt của chúng ngăn hơi ẩm hình thành, giúp ống kính và cửa sổ luôn trong vắt.

Giống như lá sen, chúng làm cho các giọt nước đọng lại và lăn ra ngoài, giúp bề mặt khô ráo và sạch sẽ mà không tốn nhiều công sức. “Cấu trúc nano sapphire của chúng tôi không chỉ đa chức năng mà còn bền chắc về mặt cơ học, trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền và hiệu suất cao”, sinh viên Mehmet Kepenekci trong nhóm nghiên cứu cho biết.

Cải thiện cuộc sống hàng ngày

này có thể thay đổi cuộc sống hàng ngày theo những cách đáng ngạc nhiên. Hãy tưởng tượng màn hình không bao giờ bị trầy xước và luôn trong suốt, ngay cả dưới ánh nắng gay gắt. Kính không bị mờ? Có thể. Cửa sổ ô tô luôn trong suốt bất kể độ ẩm? Cũng có thể. Máy ảnh và các ống kính khác có thể hoạt động tốt hơn mà không bị ánh sáng chói khó chịu. Ngay cả kính chắn gió cũng có thể ngừng bám bụi, nghĩa là ít phải vệ sinh hơn và có tầm nhìn tốt hơn.

Tuy nhiên, không chỉ có sự tiện lợi, các ngành công nghiệp cần độ trong hoàn hảo - như hình ảnh y tế, hàng không và quang học - cũng có thể thấy những cải tiến lớn. Cấu trúc nano sapphire giúp tạo ra thiết bị mạnh hơn, đáng tin cậy hơn, bền hơn và hoạt động tốt hơn trong những tình huống quan trọng.

Ứng dụng thú vị từ sapphire siêu cấp

GS Chih-Hao Chang (áo sáng) cùng các thành viên trong phòng thí nghiệm.

Bước ngoặt cho thám hiểm không gian

Ngoài ra, sapphire cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong các sứ mệnh không gian vì bụi tích tụ là vấn đề chính đối với tàu vũ trụ và tàu đổ bộ hành tinh. Thiết bị được gửi đến Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa thường bị phủ bụi, làm giảm hiệu quả và tuổi thọ.

Các phương pháp vệ sinh truyền thống không khả thi trong không gian, khiến bề mặt tự làm sạch trở thành tài sản có giá trị cho các sứ mệnh tương lai.

Andrew Tunell – thành viên nhóm nghiên cứu cho biết: “Bề mặt sapphire tự làm sạch của chúng tôi có thể duy trì 98,7% diện tích không có bụi chỉ bằng trọng lực”. Đây là một cải tiến đáng kể so với các công nghệ giảm thiểu bụi hiện có và đặc biệt có lợi cho các ứng dụng trong không gian, nơi không dễ dàng có nước để làm sạch.

Bằng cách kết hợp các cấu trúc nano sapphire vào thiết bị không gian, nhóm nghiên cứu có thể bảo đảm các thiết bị quan trọng vẫn hoạt động trong thời gian dài hơn, cải thiện tỷ lệ thành công của các sứ mệnh ngoài Trái đất.

Cấp độ cải tiến tiếp theo

Bước tiếp theo của các nhà nghiên cứu là mở rộng quy mô sản xuất và nhiều ứng dụng thực tế hơn nữa. Họ muốn chế tạo những cấu trúc nano này trên những bề mặt lớn hơn, tinh chỉnh thêm các đặc tính cơ học và hóa học của chúng, đồng thời mở rộng các ứng dụng tiềm năng của chúng. Sapphire vốn đã rất cứng, nhưng các nhà khoa học đang từng bước khiến nó có thể trở thành một trong những vật liệu quan trọng nhất của tương lai

Bình luận

0 bình luận, đánh giá

TVQuản trị viênQuản trị viên

Xin chào quý khách. Quý khách hãy để lại bình luận, chúng tôi sẽ phản hồi sớm

Trả lời.
Thông tin người gửi
Nhấn vào đây để đánh giá
Thông tin người gửi
Cùng chuyên mục
VTV làm phim thiếu nhi sau 20 năm kể từ "Đội đặc nhiệm nhà C21"

VTV làm phim thiếu nhi sau 20 năm kể từ "Đội đặc nhiệm nhà C21"

04-09-2025 07:31

Từ ngày 4/9, vào lúc 20h các tối thứ Năm và Sáu hàng tuần trên VTV3, ngay sau khi "Cầu vồng ở phía chân trời" kết thúc, khán giả sẽ được thưởng thức bộ phim "Cách em 1 milimet".

Bài xem nhiều

Đáng chú ý

Nổi bật trang chủ
HLV Kim Sang Sik quyết thắng ở giải châu Á
04 Tháng 09, 2025

Trước thềm vòng loại U23 châu Á, huấn luyện viên Kim Sang Sik đã có những chia sẻ đáng chú ý.

Đọc thêm
Ông Trump bất ngờ tuyên bố Mỹ có thể có 'lập trường khác' về Ukraine

Ông Trump bất ngờ tuyên bố Mỹ có thể có 'lập trường khác' về Ukraine

03 Tháng 09, 2025

Tổng thống Mỹ Donald Trump hứa rằng Mỹ sẽ có "lập trường khác" về Nga nếu không có tiến triển nào trong cuộc xung đột...

Tai nạn giao thông giảm cả 3 tiêu chí dịp nghỉ lễ Quốc khánh 2/9

Tai nạn giao thông giảm cả 3 tiêu chí dịp nghỉ lễ Quốc khánh 2/9

03 Tháng 09, 2025

Chiều 3/9, Cục Cảnh sát giao thông (CSGT) Bộ Công an, thông tin về tình hình trật tự an toàn giao thông dịp nghỉ lễ...

Hà Nội đón hơn 2 triệu lượt khách dịp Quốc khánh 2/9

Hà Nội đón hơn 2 triệu lượt khách dịp Quốc khánh 2/9

03 Tháng 09, 2025

Dự kiến 4 ngày nghỉ lễ 2/9 năm nay, Thủ đô Hà Nội đón khoảng 2,08 triệu lượt khách, tăng gấp 3 lần so với...

Ông Trump học được 'những điều thú vị' về xung đột Ukraine

Ông Trump học được 'những điều thú vị' về xung đột Ukraine

03 Tháng 09, 2025

Tổng thống Mỹ Donald Trump cho biết ông đã biết được những điều thú vị về cuộc xung đột ở Ukraine mà sắp tới cũng...

U23 Việt Nam tổn thất lực lượng ở vòng loại U23 châu Á

U23 Việt Nam tổn thất lực lượng ở vòng loại U23 châu Á

03 Tháng 09, 2025

Cầu thủ Việt kiều Trần Thành Trung gặp chấn thương nên không thi đấu tại vòng loại U23 châu Á lần này.

Giá vàng ngày 3/9: Vàng nhẫn có thương hiệu tăng mạnh, thế giới sát mốc 3.500 USD

Giá vàng ngày 3/9: Vàng nhẫn có thương hiệu tăng mạnh, thế giới sát mốc 3.500 USD

03 Tháng 09, 2025

Giá vàng trong nước (3/9) duy trì trên mốc 130 triệu đồng, vàng nhẫn một số thương hiệu tăng mạnh; Vàng thế giới tăng mạnh...

Tuyển Việt Nam sử dụng 7 cầu thủ nhập tịch đấu Malaysia?

Tuyển Việt Nam sử dụng 7 cầu thủ nhập tịch đấu Malaysia?

03 Tháng 09, 2025

Đội tuyển Việt Nam có thể sử dụng 7 cầu thủ nhập tịch ở trận tái đấu Malaysia trên sân nhà thuộc vòng loại thứ...

"Putin đang nhìn chúng ta", NATO lo sợ vì các cuộc tập trận ở Baltic

03 Tháng 09, 2025

Do các giai đoạn của cuộc tập trận Quadriga-2025 của NATO tại Baltic trùng với cuộc tập trận Zapad-25 của Nga tại Belarus, Liên minh...

Du học sinh Việt khắp nơi háo hức, bồi hồi chia sẻ kế hoạch Ngày Quốc khánh 2/9

Du học sinh Việt khắp nơi háo hức, bồi hồi chia sẻ kế hoạch Ngày Quốc khánh 2/9

02 Tháng 09, 2025

Mặc dù ở xa không thể đi xem diễu binh, diễu hành nhưng các du học sinh cho biết kế hoạch sẽ xem tường thuật...

Tuấn Hưng mở cửa đón cựu chiến binh và người cao tuổi xem lễ diễu binh, diễu hành A80

Tuấn Hưng mở cửa đón cựu chiến binh và người cao tuổi xem lễ diễu binh, diễu hành A80

02 Tháng 09, 2025

Tuấn Hưng mở rộng cửa ngôi nhà tại phố Hàng Khay (Hà Nội) để đón cựu chiến binh và người già cao tuổi nghỉ chân,...

Chúc mừng Quốc khánh Việt Nam, Ngoại trưởng Mỹ Marco Rubio: Mỹ ngưỡng mộ sự kiên cường, quyết tâm của người Việt

Chúc mừng Quốc khánh Việt Nam, Ngoại trưởng Mỹ Marco Rubio: Mỹ ngưỡng mộ sự kiên cường, quyết tâm của người Việt

02 Tháng 09, 2025

Thay mặt Chính phủ Hợp chúng quốc Hoa Kỳ, tôi xin gửi lời chúc mừng chân thành tới Chính phủ và nhân dân Việt Nam...

Đà Nẵng: Phát hiện ổ nhóm chứa chấp, tổ chức sử dụng ma túy trong quán bar

Đà Nẵng: Phát hiện ổ nhóm chứa chấp, tổ chức sử dụng ma túy trong quán bar

02 Tháng 09, 2025

Công an TP Đà Nẵng vừa bắt quả tang nhóm đối tượng tổ chức và chứa chấp việc sử dụng trái phép chất ma túy...

Chính sách giáo dục có hiệu lực từ tháng 9 năm 2025

Chính sách giáo dục có hiệu lực từ tháng 9 năm 2025

02 Tháng 09, 2025

Chính sách giáo dục có hiệu lực từ tháng 9/2025 liên quan đến Đại học Quốc gia, phòng học bộ môn, dạy và học bằng...

Messi im tiếng, Inter Miami thất bại ở chung kết Leagues Cup

Messi im tiếng, Inter Miami thất bại ở chung kết Leagues Cup

02 Tháng 09, 2025

Bỏ lại sau lưng những đối thủ cứng cựa, CLB Inter Miami chạm trán Seattle Sounders trong trận chung kết Leagues Cup 2025.

8.81214 sec| 2306.43 kb