Khám phá bí ẩn của vật liệu thông minh

Hãy tưởng tượng một loại vật liệu xây dựng có khả năng biến đổi hình dạng và di chuyển khi nhiệt độ không khí thay đổi như một bông hoa nở khi có ánh nắng mặt trời và khép lại vào ban đêm. Công nghệ vật liệu thông minh đã cho phép những ý tưởng như vậy phát triển mạnh và không giới hạn.

Vật liệu thông minh thay đổi hình dạng mặt tiền

Có rất nhiều loại vật liệu công nghệ cao của tương lai như các nguồn nguyên liệu tái tạo, vật liệu mới như graphene, tuy nhiên, một trong những nhóm vật liệu lớn và không ngừng ra tăng số lượng đó là vật liệu thông minh.

Trong cuốn “The Material of Invention”, tác giả đã cố chụp một bức ảnh chụp vội về vật liệu giống như chụp một loạt các bức hình trong đó mọi người đang di chuyển. Sự so sánh này liên quan tới vật liệu thông minh theo 2 cách: Thứ nhất, vật liệu thông minh là một nhóm có sự thay đổi nhanh chóng. Thứ hai, có rất nhiều loại trong nhóm luôn chuyển động và biến đổi. Trong nhóm này, kim loại và chất dẻo có thể uốn cong, xoắn và biến dạng nhưng khi đặt trong nhiệt độ xác định sẽ trở về hình dạng ban đầu theo lập trình trước khi sản xuất.

Ứng dụng của loại vật liệu này có thể thấy trong ngành công nghiệp y tế, nhựa và kim loại được sử dụng trong những ca phẫu thuật phức tạp, dụng cụ y tế, cấy ghép. Hơn nữa, vật liệu này tuy có hình dạng mỏng nhưng khi cần chịu một lực tác động lớn bên ngoài thì một thiết bị truyền động với đường kính chỉ 4mm làm bằng dây hợp kim niken titan có thể nâng vật có khối lượng 1 tấn.

Vật liệu thông minh thay đổi hình dạng

Ngoài những ứng dụng trong công nghiệp y tế, hầu hết vật liệu thông minh được dùng trong lĩnh vực kỹ thuật như sử dụng cho các khớp nối trong tàu vũ trụ bộ truyền động trong các ứng dụng công nghiệp, công tắc điều chỉnh nhiệt… Một trong những lợi thế quan trọng đó là chúng có thể thay thế các phụ tùng cơ giới nặng và phức tạp.

Nhưng liệu loại vật liệu thông minh có thể thay đổi hình dạng đã được các nhà thiết kế, các kiến trúc sư quan tâm? Công ty kiến trúc Decker Yeadon có trụ sở tại New York đã minh họa cách tiếp cận của công nghệ vật liệu mới với các dự án xây dựng. Hợp kim ghi nhớ hình dạng R-Phase phán ứng giãn nở khi thay đổi nhiệt độ phòng cho phép việc nhận hoặc không nhận nhiệt từ mặt trời.

Trong tương lai, vật liệu ghi nhớ hình dạng có thể dẫn tới một cuộc cách mạng trong việc tháo dỡ cấu trúc của đối tượng. Hãy tưởng tượng một chiếc ghế ngồi văn phòng có cấu tạo phức tạp từ các thiết bị điện tử, nhựa, thủy tinh, sử dụng ốc vít kích hoạt bằng nhiệt. Bằng cách đặt những chiếc ghế này trong bồn nước nóng, các ốc vít kích hoạt bằng nhiệt sẽ hoạt động và tự tháo dỡ tất cả các bộ phận của ghế.

Thu Giang (Theo Arch Daily)/Báo Xây dựng