Trong điều kiện bị tác động nhiệt, polymer sẽ lưu lại hình dạng có thể di chuyển linh hoạt và lưu trữ nhiều năng lượng hơn bất kỳ phiên bản nào đã biết. Zhenan Bao thuộc Đại học Stanford ở California cho biết nhóm của cô đã nghiên cứu ra một loại polymer bộ nhớ hình dạng cho phép robot di chuyển cánh tay khi polymer được làm nóng. Loại polymer mới này có thể nâng gấp 5.000 lần trọng lượng của chính nó và có thể tích trữ năng lượng gấp 6 lần so với phiên bản cũ. Polymer bộ nhớ hình dạng là vật liệu có thể bị kéo giãn hoặc biến dạng, và chỉ có thể trở lại hình dạng ban đầu sau khi được nung nóng.
Thông tin về Polymer ghi nhớ hình dạng
Những vật liệu như vậy có nhiều ứng dụng trong ngành robot học; nhưng trước đây chúng không thể lưu trữ đủ năng lượng để thực hiện hoạt động hữu ích. Các nhà nghiên cứu tạo ra vật liệu bằng cách kết hợp bộ khung polypropylene glycol với methylene bisphenylurea. Khi kéo giãn, liên kết hydro hình thành giữa những chuỗi của vật liệu mới, cho phép nó duy trì hình dáng biến dạng. Khi bị đun nóng tới 70 độ C, liên kết đứt gãy và vật liệu trở lại hình dáng cũ.
Kết quả thí nghiệm cho thấy loại polymer mới có thể căng ra gấp 5 lần chiều dài ban đầu. Nó cũng có thể lưu trữ 17,9 joule ở dạng mở rộng và chứa nhiều năng lượng gấp 6 lần các phiên bản cũ. “Vật liệu có thể dùng để nâng vật nặng, trợ giúp người gặp khó khăn trong đi lại”, Bao giải thích.
Nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục thử nghiệm bằng cách chế tạo cơ bắp nhân tạo; gắn vào vật liệu polymer ở cánh tay của một mannequin gỗ. Sau đó họ làm nóng vật liệu tới mức co lại, khiến mannequin tự gập cánh tay. Bao cho biết loại polymer; do họ phát triển có mức giá khá rẻ. Chỉ tiêu tốn 22 USD cho một kilogram.
Chia sẻ về loại polymer mới
“Loại vật liệu mới này của chúng tôi giống như một dây cao su có thể giữ nguyên hình dạng sau khi bị kéo giãn”, Anthamatten nói. “Nhưng chỉ cần một cái chạm nhẹ bằng ngón tay là nó trở về hình dạng ban đầu. Hầu hết các ứng dụng của polymer ghi nhớ hình dạng hiện nay; đều yêu cầu vật liệu phải tác động lên môi trường xung quanh. Nhưng rất hiếm nghiên cứu đo đạc cụ thể năng lượng cơ học; mà polymer nhớ hình dạng có thể sinh ra”.
Nó có thể được lập trình để giữ một hình dạng tạm thời nào đó. Trước khi các kích thích nhiệt đưa nó về hình dạng ban đầu. Các nhà phát minh coi đây là một loại “nhựa có não và cơ bắp”. Cách nó kiểm soát quá trình kết tinh xảy ra khi được làm lạnh hoặc kéo giãn.
Bằng cách sử dụng các lớp lót phân tử ức chế (không làm dừng hẳn) quá trình tinh thể hóa này; các nhà nghiên cứu có thể thiết lập một “điểm nóng chảy”. Mà tại đó sự thay đổi hình dạng được kích hoạt. Nhóm điều chỉnh số lượng và loại lót được sử dụng. Cũng như thử nghiệm các mô hình phân phối của họ thông qua các polymer. Để đạt được kết quả cuối cùng. Nghiên cứu này được công bố hồi đầu tháng 2.
Truy cập trang deavit.com để theo dõi nhiều bài viết hay khác nhé!
