Thiết kế vật liệu mang cấu trúc tự nhiên

Một nhóm các nhà khoa học đã đánh giá các xu hướng thiết kế chung của một loạt các vật liệu có cấu trúc tự nhiên và xác định cần có những gì để thiết kế và chế tạo các cấu trúc bắt chước tự nhiên.

Trong tự nhiên, gỗ, vỏ cây và các vật liệu có trọng lượng nhẹ, cứng và mạnh mẽ. Đáng chú ý, những vật liệu này hình thành trong nhiệt độ môi trường tự nhiên không phải trong điều kiện nhiệt độ cao mà tại đó vật liệu cấu trúc nhân tạo được tạo thành. Những loại vật liệu tương tự như vậy khó có thể được tổng hợp.

Trên tạp chí Vật liệu Tự nhiên, một nhóm các nhà khoa học đã đánh giá các xu hướng thiết kế chung của các vật liệu có cấu trúc tự nhiên và xác định những yếu tố cần thiết để thiết kế và chế tạo các cấu trúc bắt chước tự nhiên này. Các nhà khoa học cho biết những thách thức liên quan đến đặc tính toàn diện về độ mạnh, độ dẻo dai để xác định cơ cấu nhiều thang.

Đánh giá toàn diện này cung cấp những hiểu biết mới về các nguyên tắc thiết kế có thể dẫn đến cách tiếp cận tổng hợp hiệu quả hơn các vật liệu có cấu trúc nhẹ được sử dụng trong xây dựng các tòa nhà, các công trình giao thông, pin và hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời.

Trong tự nhiên, rất nhiều các cấu trúc vật liệu gỗ, vỏ cây, xương là vật liệu tạo thành từ các thành phần đơn giản trong điều kiện nhiệt độ môi trường thông thường và mang những đặc tính đặc biệt. Mặc dù, các thành phần nguyên liệu thường có tính chất nội tại nghèo nàn, các thuộc tính bên ngoài vượt trội là kết quả của sự sắp xếp các lớp cứng và mềm trong cấu trúc thứ bậc phức tạp, với kích thước trải rộng từ nano đến macro. Các vật liệu có trọng lượng nhẹ thường được tạo nên từ sự kết hợp hoàn hảo giữa sức mạnh và độ dẻo dai, mặc dù 2 thuộc tính cấu trúc chính có xu hướng loại trừ lẫn nhau.

Thu Giang (Theo Science Daily)/Báo Xây dựng

Share

Tin liên quan

Đề xuất một số giải pháp trang bị hệ thống PCCC cho khu vực sạc xe điện tại nhà chung cư

Đề xuất một số giải pháp trang bị hệ thống PCCC cho khu vực sạc xe điện tại nhà chung cư

(KTVN 262) Trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp, yêu cầu giảm phát thải khí nhà kính ngày càng cấp bách,...
Một số định hướng chính sách phòng cháy chữa cháy đối với khu vực sạc xe điện và bãi đỗ xe tại tầng hầm nhà cao tầng, khu dân cư tại Việt Nam

Một số định hướng chính sách phòng cháy chữa cháy đối với khu vực sạc xe điện và bãi đỗ xe tại tầng hầm nhà cao tầng, khu dân cư tại Việt Nam

(KTVN 262) Trước thực trạng phát thải khí nhà kính, ô nhiễm môi trường sống, biến đổi khí hậu đang diễn biến phức tạp, khó...
Bối cảnh và vấn đề đặt ra đối với phát triển hạ tầng bến, bãi đỗ xe và nhà ở cao tầng trong phòng cháy nổ trước nhu cầu sử dụng xe điện tại Việt Nam

Bối cảnh và vấn đề đặt ra đối với phát triển hạ tầng bến, bãi đỗ xe và nhà ở cao tầng trong phòng cháy nổ trước nhu cầu sử dụng xe điện tại Việt Nam

(KTVN 262) Sự chuyển đổi phương tiện giao thông từ xe chạy nguyên liệu hóa thạch sang xe chạy điện là xu thế tất yếu...
Phát triển hạ tầng giao thông tĩnh và phòng chống cháy nổ  cần cách tiếp cận đồng bộ

Phát triển hạ tầng giao thông tĩnh và phòng chống cháy nổ cần cách tiếp cận đồng bộ

(KTVN 262) Sự gia tăng của xe điện trong các đô thị lớn đang diễn ra nhanh hơn đáng kể so với khả năng thích...