Các nhà khoa học Trung Quốc vừa tạo ra sợi vải làm từ ống carbon siêu khỏe, siêu dẫn, có thể sử dụng để may quần áo cho các phi hành gia, áo chống đạn và chống phóng xạ. Chỉ carbon được làm từ ống carbon siêu mỏng, với những tính chất vật lý và dẫn điện đặc biệt, khỏe hơn thép 100 lần nhưng trọng lư...
Các nhà khoa học Trung Quốc vừa tạo ra sợi vải làm từ ống carbon siêu khỏe, siêu dẫn, có thể sử dụng để may quần áo cho các phi hành gia, áo chống đạn và chống phóng xạ.
Chỉ carbon được làm từ ống carbon siêu mỏng, với những tính chất vật lý và dẫn điện đặc biệt, khỏe hơn thép 100 lần nhưng trọng lượng chỉ bằng 1/6. Giới nhà khoa học nhiều năm nay vẫn tìm cách dệt vải từ ống carbon. Tuy nhiên, sợi vải từ ống carbon thiếu nhiều tính chất của vải thông thường.
Sợi carbon. (Ảnh: CS Monitor)
Ngoài ra, khi ống carbon được dệt thành chỉ, những mối nối giữa chúng làm giảm tính dẫn và độ bền của sợi vải. Làm tăng tính dẫn và độ khỏe của loại vải này cùng lúc không phải chuyện đơn giản. Những chất phụ gia giúp tăng độ khỏe của sợi vải lại làm giảm tính dẫn điện, nhiệt, còn các loại siêu axit bổ sung phân tử chứa oxy làm tăng tính dẫn nhưng cũng giảm độ dẻo dai.
Các nhà khoa học Trung Quốc đã giải quyết được vấn đề này bằng việc tạo ra sợi vải tổng hợp từ ống carbon và nhựa, nên sợi vải vừa khỏe vừa dẫn điện tốt, các nhà nghiên cứu ở Trung tâm nghiên cứu công nghệ nano Thanh Hoa-Foxconn cho biết.
Sợi vải này rất mềm và có sức bền gấp 5 lần thép, nên thích hợp làm áo chống đạn. Ngoài ra, nhờ tính dẫn điện, nhiệt tốt nên dễ hấp thụ nhiệt khi bị nung nóng, thích hợp trong những môi trường rất lạnh như ngoài không gian. Các ống carbon có thể hấp thu nhiều loại sóng điện từ, nên các nhà khoa học hy vọng sẽ tạo ra quần áo chống nhiễm xạ từ loại vải này.
Các nhà khoa học Trung Quốc vừa phát triển một loại sợi vải đặc biệt, chế tạo từ ống carbon siêu mỏng kết hợp với nhựa, mở ra nhiều ứng dụng đáng chú ý trong công nghệ bảo hộ. Vật liệu này có thể được dùng để may quần áo cho phi hành gia, áo chống đạn, trang phục làm việc trong môi trường lạnh hoặc quần áo hỗ trợ chống phóng xạ. Điểm nổi bật nằm ở sự kết hợp hiếm thấy giữa độ bền cơ học, khả năng dẫn điện, khả năng dẫn nhiệt và độ mềm dẻo tương đối phù hợp với trang phục.
Ống carbon vốn được giới khoa học quan tâm nhờ những tính chất vật lý đặc biệt cùng khả năng dẫn điện đáng chú ý, trong khi khối lượng vật liệu lại rất thấp. Theo thông tin từ bài nghiên cứu, loại chỉ carbon này khỏe hơn thép 100 lần nhưng chỉ nặng bằng một phần sáu so với thép. Sự chênh lệch ấn tượng ấy khiến ống carbon trở thành ứng viên hấp dẫn cho những sản phẩm cần vừa nhẹ vừa chịu lực cao.
Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã tìm cách biến những ống carbon riêng lẻ thành sợi chỉ, sau đó dệt chúng thành vải có thể sử dụng trong đời sống. Tuy nhiên, sợi làm từ ống carbon không sở hữu đầy đủ những đặc tính quen thuộc của vải thông thường, đặc biệt ở độ mềm mại, độ dẻo dai và khả năng chịu lực ổn định. Khi các ống carbon nối với nhau trong quá trình tạo sợi, những điểm tiếp xúc giữa chúng lại làm suy giảm khả năng dẫn điện và độ bền tổng thể.
Bài toán trở nên phức tạp hơn khi việc cải thiện một đặc tính thường kéo theo sự suy giảm ở đặc tính khác, khiến vật liệu khó đạt trạng thái cân bằng. Những chất phụ gia giúp sợi khỏe hơn có thể làm giảm khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt, trong khi siêu axit bổ sung các phân tử chứa oxy lại tăng tính dẫn nhưng làm sợi kém dẻo dai. Vì vậy, tạo ra một loại vải đồng thời bền, dẫn điện tốt, dẫn nhiệt hiệu quả và đủ mềm để mặc là thử thách không nhỏ.
Nhóm nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu công nghệ nano Thanh Hòa-Foxconn cho biết họ đã xử lý vấn đề bằng cách tạo ra sợi vải tổng hợp từ ống carbon và nhựa. Cách kết hợp này giúp vật liệu duy trì độ bền cao, đồng thời cải thiện khả năng dẫn điện mà không đánh mất hoàn toàn độ mềm cần thiết cho quần áo. Thành quả được mô tả như một loại sợi vừa khỏe vừa dẫn điện tốt, phù hợp hơn với những yêu cầu khắt khe của trang phục bảo hộ.
Sợi vải mới vẫn giữ được độ mềm đáng kể, trong khi sức bền được cho là gấp năm lần thép, tạo lợi thế rõ rệt cho các thiết kế cần chịu va đập. Với đặc điểm ấy, vật liệu có thể trở thành lựa chọn đáng chú ý khi sản xuất áo chống đạn, nơi trọng lượng và khả năng bảo vệ đều ảnh hưởng trực tiếp đến người mặc. Tuy nhiên, thông tin được công bố mới dừng ở tiềm năng ứng dụng, chưa đồng nghĩa sản phẩm thương mại đã sẵn sàng thay thế mọi loại áo chống đạn hiện nay.
Khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt của sợi cũng đem lại hướng sử dụng khác, đặc biệt trong những môi trường có nhiệt độ rất thấp như ngoài không gian. Khi bị nung nóng, vật liệu có thể hấp thụ nhiều nhiệt, đặc tính được kỳ vọng hỗ trợ việc tạo ra trang phục phù hợp hơn cho phi hành gia. Trong môi trường khắc nghiệt ấy, một loại vải nhẹ, bền, mềm và có thể tương tác với nhiệt sẽ mang lại nhiều lợi ích cho thiết kế quần áo bảo hộ.
Các ống carbon còn có khả năng hấp thu nhiều loại sóng điện từ, khiến nhóm nghiên cứu hy vọng phát triển quần áo giúp chống nhiễm xạ từ loại vải mới. Nếu được kiểm chứng qua các thử nghiệm cần thiết, công nghệ này có thể phục vụ những người làm việc trong môi trường chứa nhiều nguồn bức xạ hoặc sóng điện từ. Dù vậy, các ứng dụng thực tế vẫn cần thêm nghiên cứu, đánh giá an toàn và thử nghiệm chuyên sâu trước khi loại áo carbon này xuất hiện rộng rãi.
