Vật liệu có thể giúp tàu chiến Trung Quốc thống trị biển cả

Công nghệ mới có thể giúp tàu chiến Trung Quốc tăng độ bền và khả năng cơ động.

Một phát minh mới mang tính đột phá trong công nghệ sản xuất thép của các nhà khoa học Trung Quốc có thể giúp những chiếc tàu chiến và tàu ngầm của nước này di chuyển nhanh hơn, có tuổi thọ cao hơn so với tàu nước ngoài, South China Morning Post ngày 15/9 đưa tin.

Vật liệu mới này là hợp chất giữa đồng và thép duplex, được các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Kim loại thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc ở Thẩm Dương, Liêu Ninh, dưới sự dẫn dắt của giáo sư Yang Ke, nghiên cứu trong suốt 10 năm, nhằm chống lại kẻ thù nguy hiểm nhất của tàu thuyền là một loại vi khuẩn chuyên ăn thép.

Vi khuẩn hiện được coi là kẻ thù nguy hiểm nhất của tàu chiến Trung Quốc, hơn cả mối đe dọa từ tàu chiến nước khác. Vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa hiện hữu ở khắp các đại dương trên thế giới và đặc biệt thích ăn thép. Ngay cả những tấm thép không gỉ duplex, loại vật liệu chống gỉ hiệu quả nhất và cứng nhất trong công nghiệp đóng tàu, cũng có thể bị bào mòn tới 40 mm mỗi năm do sự tham lam của loài vi khuẩn này.

Chúng tích tụ trên vỏ tàu ngày một nhiều tạo thành lớp dày có khối lượng lớn, làm tăng ma sát, giảm tốc độ cũng như khả năng cơ động của tàu thuyền. Các nhà khoa học Trung Quốc ước tính rằng khoảng 1/3 số nhiên liệu trên tàu bị lãng phí do lực cản của những lớp gỉ sét gây ra.

Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ mới này có thể giúp Trung Quốc tiết kiệm hàng tỉ nhân dân tệ vì có thể thay thế những loại thép bị han gỉ, hao mòn khi tiếp xúc với nước biển.

Mặc dù mới trong giai đoạn thử nghiệm, loại vật liệu đặc biệt này có thể được ứng dụng để chế tạo những bộ phận quan trọng như các mối hàn hoặc trục chân vịt, nơi việc phủ các loại vật liệu chống gỉ truyền thống là rất khó khăn hoặc không thể. Ngoài tác dụng chống gỉ sét, loại vật liệu này còn giúp tăng khả năng vận hành và độ bền của phương tiện, các nhà khoa học Trung Quốc  cho hay.

Để thử nghiệm loại vật liệu mới này, các nhà khoa học đã cấy vi khuẩn P. aeruginosa lên nó. Hợp chất đồng-thép đã tiêu diệt gần 97% lượng vi khuẩn chỉ trong một tuần, ngăn chặn tình trạng gỉ sét và "loại bỏ hiệu quả lớp màng sinh học" bên ngoài vật liệu, theo báo cáo của nhóm nghiên cứu đăng trên tạp chí Biofouling.

Việc nghiên cứu các loại vật liệu mới để bảo vệ tàu chiến không phải là mới, và đã từng được áp dụng từ thế kỷ 18. Khi đó, hải quân Anh đã tìm cách phủ một lớp đồng lên tàu chiến bằng gỗ để chống mục nát, và chính công nghệ này đã giúp họ giữ vị trí thống trị trên biển trong cuối thế kỷ 18.

Tuy nhiên khi những tàu chiến bằng thép bắt đầu được đóng, lớp phủ bằng đồng này bị loại bỏ vì chúng gây ra trọng lượng quá lớn cho con tàu vốn dĩ đã nặng, đồng thời ảnh hưởng rất lớn đến chi phí chế tạo và độ bền của tàu.

Tàu chiến HMS Dolphin của Anh được bọc đồng để chống mục.

Kinh nghiệm lịch sử này đã gợi cảm hứng cho nhóm nghiên cứu của giáo sư Yang nhằm tìm ra công thức để tối đa hóa khả năng chống vi khuẩn của đồng mà không làm mất đi độ bền của thép.

Ông Huang Weiping, giáo sư kỹ thuật hàng hải tại Đại học Hải dương Trung Quốc, cho rằng vật liệu mới này có thể là bước đột phá giúp Trung Quốc trở thành một cường quốc hải quân mới thống trị biển cả.

"Những lớp phủ chống gỉ hiệu quả nhất cũng phải được thay mới vài năm một lần. Với những dự án ngầm dưới biển, việc sơn phủ nhiều lần này không thể thực hiện được dưới mặt nước", ông Huang nói.

Loại thép mới này cũng có ưu thế rất lớn khi có chi phí rẻ, vì sử dụng các loại vật liệu phổ biến hiện nay. Một số sản phẩm diệt vi khuẩn tương tự cũng đã được phát triển cho mục đích y tế, nhưng chúng quá đắt để có thể áp dụng trong công nghiệp đóng tàu.

"Tuổi thọ của con tàu không phụ thuộc vào những bộ phận bền nhất, mà là những bộ phận yếu nhất. Bởi vậy chỉ cần sử dụng loại thép này để chế tạo những bộ phận nhạy cảm nhất cũng có thể tăng hiệu năng và độ bền của con tàu lên đáng kể", ông Huang tuyên bố.

Tuy nhiên, loại vật liệu này mới chỉ được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, và nó cần phải trải qua môi trường thực tế để chứng tỏ ưu điểm của mình, và kết quả kiểm nghiệm trong thực tế có thể không được tốt như trong phòng thí nghiệm, nhà khoa học này cảnh báo.

Hiện hải quân Trung Quốc chưa công bố những dữ liệu về sự ảnh hưởng của loại vi khuẩn ăn thép này với tàu chiến của họ. Tuy nhiên hải quân Mỹ phải chi tới 23 tỉ USD mỗi năm để làm sạch tàu chiến khỏi những lớp gỉ sét.

Năm 2011, tàu sân bay USS Independence đã buộc phải trở về cảng và được đưa lên bờ bảo dưỡng chỉ sau chưa đầy một năm hoạt động vì tình trạng gỉ sét nghiêm trọng trên các bộ phận bằng thép xung quanh động cơ.

Trí Dũng (theo vnexpress)