Nghiên cứu chế tạo vật liệu xây nhà chống thiên tai từ vỏ dừa

“Bức tường” bên trong quả dừa

Dừa không chỉ là thứ quả giải khát tuyệt vời, mà lớp vỏ ngoài rất cứng của nó còn được người dân nông thôn sử dụng nhiều mục đích. Thông thường, cây dừa có khả năng sinh trưởng cao tới 30m, nhưng khi quả dừa chín, rụng xuống đất kết hợp với gia tốc trọng trường, lực hút của Trái đất, vẫn không bị bất kỳ một tác động nào có thể khiến nó bị tách vỡ, thậm chí một vết nứt cũng không có.

Theo các nhà khoa học thành viên của nhóm nghiên cứu “Thiết kế sinh học và cấu trúc tích hợp” đến từ Bộ môn Cơ học Thực vật thuộc trường Đại học Freiburg (Đức), quả dừa có cấu trúc phức tạp nhưng được chia làm 3 lớp: lớp vỏ bên ngoài, lớp xơ gỗ và lớp trong cùng là bột giấy, trong đó có chứa các chất dinh dưỡng để nuôi mầm cây.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã khám phá “điều bí mật” của quả dừa là nằm ở lớp vỏ trong cùng, được cấu tạo bởi các tế bào hóa gỗ, sắp xếp theo hình thức đan xen đặc biệt nối với nhau bằng các vòng cầu song song.

Điều này đóng vai trò rất quan trọng trong việc phân tán lực tác động từ bên ngoài vào, và cũng đồng nghĩa với việc không có bất kỳ vết nứt nào được tạo ra sau khi quả dừa phải chịu bất kỳ một lực tác động nào từ bên ngoài. Các nhà khoa học lý giải rằng, lớp kết cấu của lớp vỏ xơ bên ngoài đã giúp “đánh lạc hướng” quỹ đạo của trọng lực gây ra những vết nứt ở lớp bên trong cùng của vỏ dừa.

Bền vững tương đương thép

Cuối tháng 6-2016 vừa qua, nhóm các nhà khoa học “Thiết kế sinh học và cấu trúc tích hợp” của Bộ môn Cơ học Thực vật thuộc trường Đại học Freiburg đã trình bày ý tưởng công trình của mình trong cuộc hội thảo dành cho giới Sinh học Thực nghiệm được tổ chức thường niên.

Tại đây, các nhà khoa học đã chia sẻ phương pháp độc đáo của mình khi sử dụng kiến thức, dữ liệu về các tác động vật lý cũng như kỹ thuật nén, ép để khám phá sâu hơn trong việc đi tìm lời giải cho câu hỏi vì sao không có dấu vết nứt nào được tạo ra sau khi quả dừa bị rơi xuống đất từ độ cao 30m hay khi chịu sự tác động khác từ bên ngoài. “Bằng việc phân tích các vết nứt gãy thông qua máy nén và 1 con lắc, kiến thức về giải phẫu học đối với vỏ dừa, chúng tôi xác định được những mối liên quan khi lực tác động bị triệt tiêu lúc quả dừa rơi xuống”, chuyên viên cơ giới sinh học thực vật Stefanie Schmier cho biết.

Nhờ cấu trúc phức tạp của 3 lớp vỏ ngoài cùng nên vỏ dừa sẽ có khả năng triệt tiêu các lực tác động thông qua những vòng cầu song song và tạo ra một kết cấu vững chắc trong công nghệ xây dựng, kiến trúc tương lai. Ưu điểm này của vỏ dừa sẽ giúp các kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng làm giảm nguy cơ gãy nứt, đồng thời kiểm soát hiệu quả những thiệt hại khi có những trận bão, lũ, động đất, sóng thần, sạt lở….  

Các chuyên gia tin rằng, từ vỏ dừa chúng ta có thể sẽ nhanh chóng tìm ra siêu vật liệu tương đương như bê tông nhưng có thể chống được nứt gãy, từ đó giảm thiệt hại về người và tài sản. “Sự kết hợp của cấu trúc trọng lượng nhẹ với hiệu quả triệt tiêu lực tác động của vỏ dừa sẽ giúp cho các tòa nhà tránh được động đất, thảm họa thiên tai hay bất cứ sự cố nào xảy ra đối với các công trình xây dựng”, Stafanie nói.

Theo An Ninh Thủ Đô