--Quảng cáo---
--Quảng cáo---

Các hạt từ tính tạo thành vật liệu lập trình thông minh

THÁI BẰNG - 12:00 30/12/2019

(khoahocdoisong.vn) - Những vật liệu thông minh, được lập trình có thể thay đổi hình dạng và thực hiện các chức năng theo yêu cầu rất cần thiết cho những ứng dụng trong lĩnh vực robot, thiết bị điện tử đeo trên người, kiến trúc xây dựng, sản xuất và vận chuyển.

Hàng loạt vật liệu mới đã được phát triển những năm gần đây, nhưng đến nay không có hệ thống vật liệu duy nhất nào có thể tích hợp hiệu quả các thao tác hình dạng đa chức năng.

Một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Georgia và Trường Đại học bang Ohio hiện đang phát triển một vật liệu polymer mềm, có thể thay đổi hình dạng bằng phương pháp ứng dụng từ trường. Nhóm nghiên cứu dự đoán, vật liệu mới này có thể tạo nền tảng cho nhiều công nghệ mới.

Theo các nhà nghiên cứu, thách thức trong phát triển một vật liệu linh hoạt, có thể lập trình là một số thao tác hình dạng trái ngược với nhau. Ví dụ, khả năng đảo ngược nhanh đòi hỏi phải chuyển đổi hình dạng bằng lực tác động, nhưng vấn đề khóa lại một định hình mong muốn cũng đòi hỏi khả năng chống lại ngoại lực mạnh tác động.

Để vượt qua những thách thức này, các nhà khoa học phát triển một loại vật liệu hai thành phần. Thành phần đầu tiên là một loại polymer nhớ hình dạng vô định hình, phát trên trên cơ sở acryit (SMP), có mô đun ứng suất thấp, độ co giãn cao và nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh trung bình ( vùng nhiệt độ mà từ đó, polymer chuyển từ trạng thái giống như thủy tinh sang trạng thái giống như cao su).

Những đặc điểm này khiến SMP mềm và dễ uốn ở nhiệt độ tương đối thấp, cho phép vật liệu chuyển động với lực nhỏ và không bị gãy vỡ. Thành phần thứ hai của vật liệu là hai loại hạt từ tính, Fe3O4 và NdFeB, cung cấp phản ứng từ tính cho SMP.

Khi vật liệu được áp một từ trường, các hạt từ tính cảm ứng sẽ dẫn đến sự gia nhiệt làm cho SMP nóng lên, tính chất này khiến vật liệu hai thành phần được mở khóa, trở lên mềm và linh hoạt với những đặc tính uốn vặn dưới tác động của ngoại lực. Khi tắt từ trường tắt, vật liệu nguội đi, trở nên cứng hay “bị khóa”, quá trình này diễn ra chỉ vài giây.

Vật liệu thông minh, được cấu tạo từ polymer và các hạt từ tính. Ảnh Advanced Science News

Những tính chất đặc trưng của vật liệu có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ lệ của polymer và những hạt từ tính, cho phép thực hiện hàng loạt những chức năng tùy chọn như cuộn và uốn, thậm chí có thể kẹp giữ các vật thể có khối lượng gấp 1.000 lần khối lượng của miếng vật liệu.

Hệ thống vật liệu này có thể được lập trình lại, không bị ràng buộc vào một trạng thái cố định, có khả năng biến đổi đảo ngược hình dạng ngược nhanh và khả năng khóa cứng định hình. Loại vật liệu này có thể được áp dụng cho các hoạt động tiết kiệm năng lượng trong các lĩnh vực như thiết bị y sinh để phẫu thuật xâm lấn tối thiểu (phẫu thuật nội soi), siêu vật liệu linh hoạt, điện tử tái cấu hình và linh hoạt, điện toán hình thái học, robot mềm chủ động và nhiều ứng dụng khác.

Vật liệu thông minh tự khóa cứng định hình. Video Advanced Science News

Theo Advanced Science News (link gốc)
  • Sáng kiến đột phá trong nhận dạng hình ảnh của Máy học
    Công nghệ- Thái Bằng - 08:27 18/12/2019
    (khoahocdoisong.vn) - Học sâu là một lĩnh vực thứ cấp rất quan trọng trong Máy học nhằm tạo ra hệ thống trí tuệ nhân tạo, mô phỏng cấu trúc và chức năng của não. Cơ sở những mô hình này là các mạng lưới thần kinh nhân tạo, mô phỏng sự kết nối thần kinh bộ não động vật, thực hiện các chức năng nhận thức như giải quyết vấn đề.

(0) Bình luận
Nổi bật Khoa học & Đời sống
Trung Quốc trao trả 5 công dân Việt Nam nghi nhiễm vi rút Corona
Thời sự- Trần Thanh - 18:41 29/01/2020
Đại diện Bệnh viện Đa khoa tỉnh Lào Cai cho biết, trong các ngày từ 27-28/1, đơn vị đã tiếp nhận tổng cộng 5 công dân Việt Nam có dấu hiệu sốt trở về từ Trung Quốc. Hiện tại dù sức khỏe các bệnh nhân đều đã ổn định nhưng vẫn cần cách ly để theo dõi.
--Quảng cáo---
--Quảng cáo---
--Quảng cáo---
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO