Trang chủ Sống bằng sáng tạo Khoa học công nghệ Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 - Nhà khoa...

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Nhà khoa học Việt chế tạo thành công hợp kim ‘nhớ’ hình dạng

Hợp kim ghi nhớ hình dạng (SMA) là vật liệu có thể trở lại hình dạng ban đầu sau khi bị tác động vật lý hoặc hóa học.
Mô phỏng trạng thái của hợp kim nhớ hình.
Mô phỏng trạng thái của hợp kim nhớ hình.

Ví dụ, vỏ ô tô biến dạng sau va chạm chỉ cần nhúng vào nước nóng là khôi phục hình dáng ban đầu.

Vật liệu có thể trở lại trạng thái ban đầu

Hợp kim ghi nhớ hình dạng (Shape memory alloy – SMA) là một loại vật liệu thông minh thế hệ mới đang được nghiên cứu và sử dụng nhiều trên thế giới. Đồ vật làm từ nguyên liệu SMA khi bị biến dạng bởi tác động ngoại lực sẽ khôi phục hình dạng gốc nhờ một quá trình nhiệt cơ học thích hợp.

Vật liệu SMA được coi là một loại vật liệu đa năng, ứng dụng nhiều trong y tế (phẫu thuật chỉnh hình, các thiết bị van tim, van nong…), công nghiệp vũ trụ (anten, cơ cấu đóng mở pin mặt trời…), chế tạo robot, các nhóm ngành kỹ thuật, thậm chí đã từng được giới thiệu trong ứng dụng làm vỏ ô tô (khi bị biến dạng sau va chạm, chỉ cần một phích nước nóng cũng có thể khôi phục lại hình dáng ban đầu của vỏ xe).

Nhóm nghiên cứu của GS Nguyễn Huy Dân và cộng sự Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu cấu trúc và tính chất của hợp kim nhớ hình SMA. Loại vật liệu này được nhóm nghiên cứu trên ba hệ hợp kim khác nhau.

Đó là hệ hợp kim Nitinol gồm nguyên tố Niken (Ni) – Titan (Ti) – Đồng (Cu); hệ hợp kim Heusler gồm Mn (Mangan) – Ga (Gali) – Al (Nhôm) và hệ hợp kim Entropy cao gồm Ti-Zr (Zirconi) – Ni – Cu.

Tỉ lệ hợp phần trong mỗi hợp kim đều được nhóm tính toán để phù hợp với mục đích chế tạo. GS Dân cho biết, hệ hợp kim Nitinol có tính dẫn điện và độ bền cao nên được sử dụng để gia công cơ khí rất tốt, còn loại hợp kim Heusler có thể ứng dụng trong kỹ thuật làm lạnh.

Nghiên cứu được nhóm thực hiện từ năm 2019, thời điểm đó, vật liệu SMA chưa từng được nghiên cứu ở Việt Nam. Loại hợp kim này có đặc tính “thông minh” như vậy là nhờ sự linh hoạt trong cấu trúc nguyên tử của các thành phần hợp kim.

Không giống với hợp kim thông thường, hợp kim nhớ hình có thể tự sắp xếp nguyên tử và tồn tại ở hai dạng khác nhau: Cấu trúc tinh thể biến dạng và cấu trúc tinh thể ban đầu. Nhờ vậy, hợp kim vẫn giữ được hình dạng mới cho đến khi được “nhắc nhở” trở lại trạng thái nguyên gốc bằng cách cho nhiệt hoặc dòng điện tác động vào.

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu áp dụng phương pháp luyện kim hồ quang để tạo ra loại hợp kim này ở dạng khối. Để làm vật liệu mỏng và nhỏ hơn, nhóm sử dụng phương pháp phun băng nguội nhanh.

Sau đó, phương pháp phun xạ được áp dụng giúp tạo ra vật liệu ở dạng nano. Các cấu trúc của vật liệu được khảo sát bằng phương pháp nhiễu xạ tia X và kính hiển vi điện tử.

Công trình nghiên cứu được tặng giải thưởng công trình Nghiên cứu cơ bản xuất sắc nhất của Viện Khoa học Vật liệu năm 2022.

Nhiều tiềm năng ứng dụng

GS Dân chia sẻ, yếu tố quan trọng quyết định thành công của loại hợp kim nhớ hình là tỉ lệ từng nguyên tố kim loại trong vật liệu đó. Bởi một hợp kim có nhiều thành phần kim loại khác nhau, việc tìm ra khối lượng phù hợp của từng hợp phần có thể ảnh hưởng cấu trúc và tính chất nhớ hình của vật liệu.

“Một số kim loại như Mangan trong quá trình nấu luyện rất dễ bay hơi, vì vậy phải điều chỉnh và thử nghiệm nhiều tỉ lệ khác nhau, đảm bảo quá trình tản nhiệt mà không ảnh hưởng tới tính chất hợp kim”, ông nói.

SMA đã được nghiên cứu, ứng dụng nhiều trên thế giới trong những năm gần đây nhưng tại Việt Nam đây là một lĩnh vực còn khá mới mẻ. Do đó, việc chế tạo sản xuất và ứng dụng loại hợp kim thông minh này ở nước ta rất hạn chế. Giá thành chế tạo lại cao nên khả năng ứng dụng trong đời sống chưa nhiều.

Theo Giáo Dục Thời Đại

CÁC TIN KHÁC

Sản phẩm hỗ trợ tăng trí nhớ từ dược liệu quý sẵn có

Cao dược liệu hương nhu tía và rau sam đắng là thành phần chính của sản phẩm hỗ trợ tăng cường trí nhớ, bảo vệ sức khỏe.

Công nghệ giúp gia tăng giá trị cho củ gừng

Đối với gừng, việc sử dụng công nghệ chiết xuất CO2 lỏng sẽ giúp thu được những thành phần hoạt chất chất lượng cao, có hoạt tính sinh học quý.

Tiến sĩ chế tạo thiết bị thăm dò hiệu suất chip thế hệ mới

TS Lê Xuân Lực, 34 tuổi, cùng cộng sự phát triển thành công đầu dò loại nhiều chân cho phép tiếp xúc nhiều điểm có thể đo hiệu suất chip chính xác hơn.

Sáng chế mới trong bảo quản hạt cà phê

Với mong muốn ứng dụng các công nghệ tiên tiến giải quyết công đoạn làm khô hạt giống khi gặp tình trạng mưa dài ngày, giúp cho việc sản xuất hạt giống cà phê được nhanh chóng, kịp thời, tăng hiệu quả kinh doanh của đơn vị sản xuất, ThS Phạm Văn Thao (Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp Tây Nguyên) cùng cộng sự đã nghiên cứu, hoàn thiện công trình khoa học 'Ứng dụng công nghệ sấy nhiệt độ, ẩm độ thấp và giải pháp kiểm soát ẩm độ, nhiệt độ kho để bảo quản hạt giống cà phê trong thời gian dài'.

Mỹ phát triển robot lặn biển phục vụ cứu hộ, khảo sát và giám sát dưới nước

Công ty Greensea IQ (Mỹ) vừa cho ra mắt loại robot thông minh chuyên hoạt động trong những môi trường biển nhiều thách thức.

Gạo lai thịt bò có thể giải quyết khủng hoảng lương thực

Các nhà khoa học ở Đại học Yonsei, Seoul, phát triển loại thức ăn bền vững mới là gạo lai thịt bò, giúp giải quyết khủng hoảng lương thực và biến đổi khí hậu.

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.25) Tháp Nhạn (Phú Yên): Chứng tích cổ ngàn tuổi kết nối quá khứ và hiện tại – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Trải qua cả ngàn năm lịch sử, bất chấp thăng trầm thời gian, Tháp Nhạn vẫn sừng sững trên sườn núi Nhạn, tiếp tục kể câu chuyện về Bà Thiên Y A Na, về hành trình khai phá và phát triển mảnh đất Phú Yên của người Chăm cũng như người Việt.

Bí ẩn những người có “trí nhớ siêu phàm”, thế giới chỉ 100-200 người

Chỉ cần nhắc một ngày bất kỳ trong quá khứ, người có trí nhớ siêu phàm kể lại được những gì đã xảy ra hôm ấy.

Tạo ra loại “keo” mới giúp bịt kín màng não sau phẫu thuật

Một nhóm các bác sĩ phẫu thuật thần kinh học và kỹ sư sinh học Mỹ đã chế tạo ra loại "keo" đặc biệt dùng cho các ca phẫu thuật mở màng não.

Nghiên cứu tiết lộ sự thực thú vị về tuổi thọ tối đa của con người

Dù tuổi thọ của con người vẫn đang tăng nhưng không có nghĩa là không có giới hạn, các chuyên gia nhận định những người sống trên 115 tuổi hiện vẫn còn hiếm.

Cáp treo Nữ Hoàng (Quảng Ninh) – TOP 5 tuyến cáp treo hiện đại của Việt Nam thu hút nhiều khách du lịch (P.2) – [VIETKINGS-TOPPLUS – Hành trình TOP Việt Nam]

(kyluc.vn) Cáp treo Nữ hoàng băng qua cửa ngõ Vịnh Cửa Lục, nối liền từ bờ biển Bãi Cháy tới núi Ba Đèo (Hòn Gai - Thành phố Hạ Long). Với sự độc đáo, nơi đây đã trở thành điểm đến không thể bỏ lỡ tại Quảng Ninh.

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.24) Chợ Bình Tây (Thành phố Hồ Chí Minh): Ngôi chợ cổ giữa lòng Chợ Lớn – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Chợ Bình Tây (còn được gọi là Chợ Lớn, Chợ Lớn Mới) với lối kiến trúc cổ, mang đậm phong cách Á Đông, được thành lập trong những năm đầu tiên hình thành vùng đất Sài Gòn xưa. Nơi đây là điểm buôn bán, giao thương quan trọng giữa Tp. Hồ Chí Minh và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, cũng như với một số nước trong khu vực như Campuchia, Lào, Thái Lan…