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

Bài xem nhiều

Đáng chú ý

Nổi bật trang chủ
Hết cửa dự World Cup, Indonesia bị Malaysia vượt mặt
14 Tháng 10, 2025

Lỡ hẹn với tấm vé dự World Cup 2026, Indonesia mất luôn vị trí top 3 Đông Nam Á vào tay đội tuyển Malaysia.

Đọc thêm
Bất ngờ giá vé chợ đen trận Nepal – Việt Nam

Bất ngờ giá vé chợ đen trận Nepal – Việt Nam

13 Tháng 10, 2025

Giá vé chợ đen trận lượt về giữa tuyển Việt Nam và Nepal không đẩy lên quá cao như những trận đấu trước đây.

Tạm giữ người đàn ông 2 lần đốt rác trên tầng thượng làm cháy nhà hàng xóm

Tạm giữ người đàn ông 2 lần đốt rác trên tầng thượng làm cháy nhà hàng xóm

13 Tháng 10, 2025

Hoàng Công Sơn bị Công an TP Hà Nội tạm giữ sau khi 2 lần đốt rác trên tầng thượng, khiến lửa bùng phát, cháy...

Phương Oanh có động thái mới gây chú ý

Phương Oanh có động thái mới gây chú ý

13 Tháng 10, 2025

Tối 11/10, diễn viên Phương Oanh – vợ Shark Bình – gây chú ý khi bất ngờ đăng tải một dòng trạng thái mới trên...

Trung Quốc cảnh báo trả đũa các tối hậu thư thuế quan của Mỹ

Trung Quốc cảnh báo trả đũa các tối hậu thư thuế quan của Mỹ

13 Tháng 10, 2025

Bắc Kinh đã tuyên bố rõ ràng rằng họ sẽ không nhượng bộ trước những lời đe dọa áp thuế mới nhất của Washington, đồng...

Bóng đá Việt Nam có sự thay đổi đột phá

Bóng đá Việt Nam có sự thay đổi đột phá

12 Tháng 10, 2025

Bóng đá Việt Nam vừa đưa ra một cải cách mang tính đột phá, nhận được sự đồng tình ủng hộ của giới chuyên môn...

Bắt nhóm đối tượng chèo thuyền trộm tài sản của người dân chạy lũ ở Nghệ An

Bắt nhóm đối tượng chèo thuyền trộm tài sản của người dân chạy lũ ở Nghệ An

12 Tháng 10, 2025

Nước dâng cao, người dân cuống cuồng chạy lũ. Lợi dụng điều này, nhóm đối tượng ở xã Tân Phú, tỉnh Nghệ An chèo thuyền...

Dự báo thời tiết 12/10: Nhiều khu vực trên cả nước xuất hiện mưa rào và dông

Dự báo thời tiết 12/10: Nhiều khu vực trên cả nước xuất hiện mưa rào và dông

12 Tháng 10, 2025

Dự báo thời tiết ngày 12/10, nhiều khu vực trên cả nước có mưa rào và dông. Trong mưa dông khả năng có lốc, sét,...

B Ray có gì để tuyên bố sẽ là quán quân Anh trai say hi mùa 2?

B Ray có gì để tuyên bố sẽ là quán quân Anh trai say hi mùa 2?

12 Tháng 10, 2025

Hơn một lần B Ray nói, nam rapper đến với "Anh trai say hi" mùa 2 là để trở thành quán quân.

Mỹ sẽ mất tất cả trong cuộc chiến với Nga

Mỹ sẽ mất tất cả trong cuộc chiến với Nga

12 Tháng 10, 2025

Trung tá đã nghỉ hưu của Quân đội Mỹ Daniel Davis phát biểu với blogger Rachel Blevins trên kênh YouTube của cô rằng phương Tây...

Angelina Jolie từng vay tiền Brad Pitt sau ly hôn

Angelina Jolie từng vay tiền Brad Pitt sau ly hôn

11 Tháng 10, 2025

Minh tinh Angelina Jolie tiết lộ từng rơi vào tình trạng tài chính khó khăn, buộc phải vay tiền Brad Pitt sau khi ly hôn....

Công an Hưng Yên khởi tố 'nữ quái' lừa mua đất ruộng, chiếm đoạt hơn 3,5 tỷ đồng

Công an Hưng Yên khởi tố 'nữ quái' lừa mua đất ruộng, chiếm đoạt hơn 3,5 tỷ đồng

11 Tháng 10, 2025

Lợi dụng quen biết, Trần Thị Huyền đưa ra thông tin gian dối về khu ruộng lừa nạn nhân đưa tiền nhờ mua hộ, chiếm...

Ông Kim Jong-un tuyên bố ủng hộ Nga giải quyết tận gốc cuộc chiến Ukraine và bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ

Ông Kim Jong-un tuyên bố ủng hộ Nga giải quyết tận gốc cuộc chiến Ukraine và bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ

11 Tháng 10, 2025

Lập trường của Bình Nhưỡng về vấn đề Ukraine vẫn rõ ràng và nhất quán: Nhà lãnh đạo Triều Tiên Kim Jong-un tuyên bố nước...

Cao tốc Hà Nội - Thái Nguyên: Nước rút, các phương tiện lưu thông bình thường

Cao tốc Hà Nội - Thái Nguyên: Nước rút, các phương tiện lưu thông bình thường

11 Tháng 10, 2025

Sáng ngày 11/10, Cục Đường bộ Việt Nam thông tin về tình hình ngập nước trên cao tốc Hà Nội- Thái Nguyên, các phương tiện...

Vì sao tái đấu ĐT Nepal trên sân Thống Nhất, ĐT Việt Nam được tính là... đội khách?

Vì sao tái đấu ĐT Nepal trên sân Thống Nhất, ĐT Việt Nam được tính là... đội khách?

11 Tháng 10, 2025

Dù được chơi trên sân nhà Thống Nhất, ĐT Việt Nam vẫn được tính là đội khách trong trận lượt về gặp ĐT Nepal ở...

1.14330 sec| 2307.258 kb