Các vật liệu hấp thụ rung động, giảm âm thanh như tấm cao su và bọt nở có xu hướng dày, cồng kềnh và mềm. Tuy nhiên, một vật liệu mới là một ngoại lệ lớn đối với xu hướng đó, vì nó hấp thụ rung động trong khi vẫn cứng và mỏng.
Thông thường, nếu bạn muốn xây dựng một công trình chắc chắn và không bị biến dạng nhưng cũng có khả năng hấp thụ rung động gây phiền nhiễu, bạn phải kết hợp các vật liệu cứng chịu lực với các chất mềm hơn. Một lựa chọn khác là kết hợp bộ giảm xóc cơ học vào công trình.
Trong cả hai trường hợp, sản phẩm hoàn thiện sẽ nặng hơn, cồng kềnh hơn và đắt hơn so với khi chỉ sử dụng vật liệu cứng. Đó chính là lúc vật liệu composite mới ra đời.
Được phát triển bởi Ioanna Tsimouri, Andrei Gusev và Walter Caseri tại viện nghiên cứu ETH Zurich, vật liệu này bao gồm các lớp vật liệu cứng xếp chồng siêu mỏng được kết nối bằng các lớp polyme đàn hồi mỏng hơn nữa. Cụ thể hơn, các nguyên mẫu ban đầu bao gồm các tấm kính dày từ 0,2 đến 0,3 mm xen kẽ với các lớp silicon PDMS (polydimethylsiloxane) chỉ dày vài trăm nanomet.
Tỷ lệ này rất quan trọng vì các mô hình máy tính chỉ ra rằng để đạt được hiệu suất mong muốn, vật liệu composite cần có ít nhất 99% vật liệu cứng (theo thể tích) và ít hơn 1% polyme. "Sẽ có rất ít hiệu ứng giảm chấn nếu lớp polyme quá mỏng", Tsimouri, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết. "Nếu quá dày, vật liệu sẽ không đủ cứng".
Các mẫu vật liệu đã chịu được các thử nghiệm độ bền uốn ba điểm tiêu chuẩn, đồng thời cũng thể hiện chất lượng giảm chấn tuyệt vời ở nhiệt độ xuống tới -125 ºC (-193 ºF).
Trong một cuộc trình diễn về các đặc tính của vật liệu composite - có thể xem trong video bên dưới - các tấm vật liệu và kính tiêu chuẩn đã được thả từ độ cao 25 cm (9,8 in) xuống mặt bàn. Trong khi kính nảy lên không trung và phát ra tiếng kêu lạch cạch lớn, vật liệu composite không nảy lên và phát ra âm thanh nhỏ.
Người ta hy vọng rằng khi công nghệ được phát triển hơn nữa, các phiên bản khác nhau của vật liệu có thể được sử dụng trong các ứng dụng như cửa sổ, vỏ máy, phụ tùng ô tô và thậm chí là các thành phần hàng không vũ trụ. Và như một phần thưởng bổ sung, phiên bản composite gốc thủy tinh hiện tại có thể được tái chế hoàn toàn, vì một lượng nhỏ PDMS phân hủy thành thủy tinh khi nóng chảy.
Một bài báo về nghiên cứu này gần đây đã được công bố trên tạp chí Composites Part B: Engineering.
Nguồn: NewAtlas
12 Phát minh tuyệt vời cho việc khai thác gỗ
