Nhóm chuyên gia đại học Cambridge phát triển vật liệu tự phục hồi làm từ muối và gelatine

Tạp Chí Giáo Dục

Thứ tư, 23.02.2022, 10:02

Thay vì cần nung nóng, vật liệu mới có thể tự vá lành ở nhiệt độ phòng và tiếp tục hoạt động mà không cần con người can thiệp.

Nhóm chuyên gia tại Đại học Cambridge, Anh, phát triển vật liệu in 3D có thể tự vá lành và phân hủy sinh học, đồng thời cảm nhận được sức căng, nhiệt độ và độ ẩm, Phys hôm 18/2 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí NPG Asia Materials.

Công nghệ cảm biến mềm có thể giúp thay đổi robot, các giao diện xúc giác, thiết bị điện tử đeo trên người và mang lại nhiều ứng dụng khác. Tuy nhiên, phần lớn công nghệ cảm biến mềm không bền và tiêu tốn nhiều năng lượng.

Chuyên gia David Hardman tại Khoa Kỹ thuật thuộc Đại học Cambridge cùng đồng nghiệp phát triển vật liệu tự liền mới có thể dùng cho việc chế tạo tay giả và robot mềm. Vật liệu này có thể nhận biết khi bị hư hại, thực hiện các bước cần thiết để tạm thời chữa lành rồi tiếp tục làm việc mà không cần con người can thiệp.

"Chúng tôi đã nghiên cứu vật liệu tự phục hồi vài năm. Tuy nhiên, giờ chúng tôi tìm kiếm những biện pháp nhanh và rẻ hơn để chế tạo các robot tự chữa lành", tiến sĩ Thomas George-Thuruthel tại Khoa Kỹ thuật thuộc Đại học Cambridge, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.

Những phiên bản robot cũ cần được làm nóng để vá lành, nhưng nhóm nghiên cứu đang phát triển các vật liệu mới có thể tự liền ở nhiệt độ phòng, giúp chúng trở nên hữu ích hơn khi ứng dụng thực tế.

"Chúng tôi bắt đầu với một vật liệu co giãn gốc gelatine giá rẻ, có thể phân hủy sinh học và tương thích sinh học. Chúng tôi tiến hành nhiều thử nghiệm khác nhau để kết hợp hợp các cảm biến vào vật liệu bằng cách thêm nhiều thành phần dẫn điện", Hardman nói.

Nhóm nghiên cứu phát hiện cảm biến chứa muối natri clorua thay vì mực carbon giúp tạo ra vật liệu với những đặc tính mong muốn. Muối có thể hòa tan trong hydrogel chứa đầy nước, cung cấp con đường thuận lợi cho sự dẫn truyền ion hay sự chuyển động của ion. Khi đo điện trở của các vật liệu in 3D, nhóm nhà khoa học phát hiện những thay đổi về sức căng dẫn đến một chuỗi phản ứng có thể dùng để tính toán sự biến dạng của vật liệu. Việc bổ sung muối cũng giúp vật liệu trở nên co giãn hơn.

Các vật liệu tự phục hồi có giá rẻ và dễ chế tạo, chỉ cần in 3D hoặc đúc khuôn. Chúng rất bền và ổn định trong thời gian dài, đồng thời được làm từ những chất an toàn, phổ biến. "Đây thực sự là vật liệu tốt xét về mức độ rẻ và dễ chế tạo. Chúng tôi có thể tạo ra một robot hoàn toàn từ gelatine và in các cảm biến ở bất cứ vị trí nào cần thiết", George-Thuruthel nói.

HT (theo khoahoc.tv)