Thông tin chuyên ngành Vật liệu xây dựng Việt Nam

NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG

Cơ chế hoạt động của vật liệu “tự chữa lành”

(07/01/2019 3:07:24 PM) Trước kia, việc sở hữu một loại vật liệu có khả năng tự phục hồi sau khi bị nứt vỡ hay biến dạng là một điều không tưởng, thì trong Cách mạng 4.0 mọi chuyện đã khác. Những vật liệu này có thật và rất đa dạng: từ cao su, kim loại cho đến gương, kính, bê tông,...

Một chút về lịch sử của vật liệu tự tái tạo

Vật liệu tự tái tạo được con người ngày nay nâng lên một tầm cao mới. Tuy nhiên, chúng ta hoàn toàn không phải là những người người đầu tiên biết đến khả năng tiềm ẩn này.

Từ hàng nghìn năm trước, các cư dân La Mã cổ đại đã biết khéo léo sử dụng kĩ thuật phục hồi vật liệu khi thi công các công trình kiến trúc. Bằng cách trộn tro núi lửa, vôi sống và nước để làm vữa, dùng đá túp làm gạch, và thế là các công trình "thách thức thời gian" như đền Pantheon và đấu trường La Mã ra đời. Cả hai tồn tại đã xấp xỉ 1900 năm.


Đền Pantheon sừng sững giữa Roma, Ý.

Bị choáng ngợp bởi tiềm năng này, vào thế kỉ 19, nhiều nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu vật liệu tự phục hồi. Tuy vậy, mãi đến gần đây, ngành này mới dần được công nhận và biết đến rộng rãi.

Nguyên lí hoạt động của vật liệu tự tái tạo

Cho tới nay, thành tựu lớn nhất của con người có lẽ là hiểu được cơ chế đằng sau quá trình này. Nhìn chung, vật liệu tự tái tạo có thể được chia thành 3 kiểu: kiểu vật lí, kiểu hóa học và kiểu sinh học.

Dạng vật lí hoạt động nhờ tận dụng được các tính chất riêng của vật chất. Chẳng hạn như một loại hợp kim nổi tiếng của niken – titan, thường được biết đến với tên Nitinol - thuộc loại vật liệu có khả năng ghi nhớ hình dạng (shape-memory material).

Cấu trúc mạng tinh thể và liên kết đặc biệt giữa các thành phần trong hợp kim cho phép khối vật chất trở lại hình dáng ban đầu sau khi bị biến dạng.
 
Bẻ gập, uốn cong hoặc xoắn bao nhiêu lần tùy thích – chỉ cần được hơ nóng, hợp kim này sẽ lập tức trở lại hình dạng ban đầu của mình. Tuy nhiên, khả năng "uốn éo" này không tồn tại vĩnh viễn mà sẽ mất đi sau khoảng 10 triệu lần tự tái tạo.

Ngoài ra, một số loại polime như PVC, PE, PP... cũng có thể tự tái tạo, nhưng cần đến một vài tác nhân kích thích từ môi trường. Khi bị nứt, vỡ, khối polime sẽ được làm nóng để phân cắt thành các molime mắt xích, sau đó đưa vào môi trường thích hợp để tái trùng hợp thành polime ban đầu.

Tiếp theo là dạng hóa học. Dạng này hoạt động nhờ các loại "keo" đặc chủng được pha vào khối vật chất. Khi điều chế vật liệu dạng này, người ta sẽ bỏ thêm vào đó các viên con nhộng chứa hỗn hợp "keo" có kích cỡ cực nhỏ. Khi vật liệu chịu tổn thương, các vật chứa này giải phóng hỗn hợp và tác nhân kết dính, di chuyển đến và làm liền "vết sẹo" của khối chất.


Hệ thống ống chứa vi mạch được lấy cảm hứng từ mạch máu của con người.

Dạng sinh học hoạt động nhờ một số loại nấm và vi khuẩn đặc biệt có khả năng sản xuất khoáng chất. Ví dụ điển hình nhất cho dạng này là xi măng.

Bào tử nấm hoặc vi khuẩn cùng với một số dưỡng chất cần thiết cho sự sinh trưởng của chúng được pha vào hỗn hợp xi măng. Những bào tử này sẽ âm thầm tồn tại ở đây, cho tới khi một vết nứt xuất hiện. Chính vết nứt tạo điều kiện cho nước thấm vào khối xi măng, cho các bào tử một môi trường hoàn hảo để nảy mầm.


 
Những "chiến binh" này sẽ sinh trưởng không ngừng và quá trình sống của chúng tạo ra một sản phẩm phụ mà chúng ta rất cần - các tinh thể calcium carbonate. Trung bình thì cứ sau 3 tuần, một vết nứt rộng 1mm có thể được lấp đầy. Lúc này, nấm và vi khuẩn trưởng thành sẽ chết – nhưng chúng để lại rất nhiều bào tử, luôn sẵn sàng cho chu trình chữa lành mới.


 
Mặc dù đa phần mới chỉ ở giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm, những vật liệu này thực sự đã mở ra một chương mới đầy hứa hẹn cho ngành công nghiệp và xây dựng toàn thế giới. Hi vọng là trong một ngày không xa, chúng ta sẽ có thể sử dụng chúng trong cuộc sống hàng ngày.

VLXD.org (TH/ Ted-Ed)

 

Các tin khác:

Nghiên cứu tái sử dụng bột nhựa thải từ quá trình sản xuất bo mạch điện tử làm gạch bê tông xây dựng ()

Khám phá vữa siêu bền cơm nếp xây thành của Trung Quốc ()

Những nghiên cứu mới nhất về phát triển cường độ sớm và cường độ muộn trong bê tông (P4) ()

Nga nghiên cứu sử dụng đất đá trên mặt trăng để sản xuất VLXD bằng công nghệ in 3D ()

Những nghiên cứu mới nhất về phát triển cường độ sớm và cường độ muộn trong bê tông (P3) ()

Bê tông tự vá lành vết nứt trong vài ngày ()

Nam Phi: Nước tiểu làm thành gạch xây nhà thân thiện với môi trường ()

Những nghiên cứu mới nhất về phát triển cường độ sớm và cường độ muộn trong bê tông (P2) ()

Những nghiên cứu mới nhất về phát triển cường độ sớm và cường độ muộn trong bê tông (P1) ()

Cà rốt cũng làm xi măng kết dính hơn và giảm khí thải carbon dioxide cho ngành xây dựng ()

Chứng khoán:

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

BBS

0

9.60

0.00

0

BCC

44800

7.40

-0.20

0

BHT

0

4.00

0.00

0

BT6

41630

5.50

-0.20

0

BTS

2

4.50

0.00

0

CCM

0

24.50

0.00

0

CTI

172540

35.15

-0.45

0

CVT

1060365

50.90

-0.50

3800

CYC

7980

2.40

0.00

0

DC4

1700

10.30

-1.10

0

DHA

0

29.70

0.00

0

DIC

0

6.10

0.00

0

DXV

10

3.82

-0.14

0

GMX

0

25.00

0.00

0

HCC

4400

16.60

0.00

0

HLY

0

15.60

0.00

0

HOM

0

4.10

0.00

0

HPS

0

7.00

0.00

0

HT1

4410

14.75

-0.45

0

HVX

0

4.10

0.00

0

MCC

0

13.80

0.00

0

NAV

10

5.00

0.00

0

NHC

0

36.40

0.00

0

NNC

20040

48.40

-0.30

0

QNC

20000

3.00

0.00

0

SCC

0

1.90

0.00

0

SCJ

3800

3.40

0.10

0

SCL

0

3.00

0.00

0

SDN

0

35.00

0.00

0

SDY

0

7.70

0.00

0

SHN

204400

9.90

-0.10

0

TBX

0

9.00

0.00

0

TCR

6120

3.42

0.22

0

TMX

100

7.60

-0.80

0

TSM

0

2.70

0.00

0

TTC

500

18.40

-0.10

0

TXM

0

9.70

0.00

0

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

API

100

28.90

0.00

0

ASM

1098520

10.05

-0.75

0

B82

0

2.40

0.00

0

BCE

9160

5.85

0.03

0

BCI

51340

41.90

0.30

29170

C47

4400

11.60

-0.50

0

C92

0

10.00

0.00

0

CCL

42240

4.60

-0.13

0

CDC

0

17.50

0.00

0

CID

0

4.10

0.00

0

CID

100

2.90

0.70

0

CII

534340

31.35

-0.55

0

CLG

20

3.83

-0.27

0

CNT

6

9,7

-0,3

0

CNT

1800

2.90

-0.50

0

CSC

2200

24.50

0.00

0

CTD

92910

166.00

-3.50

0

CTN

14200

1.30

0.10

0

D11

0

15.70

0.00

0

D2D

3600

73.80

3.80

0

DC2

0

6.50

0.00

0

DIG

809400

27.40

-0.70

0

DIH

0

12.20

0.00

0

DLG

180700

3.20

-0.10

0

DLR

0

9.40

0.00

0

DRH

123220

18.85

-0.75

0

DTA

4500

7.25

-0.05

0

DXG

1223580

37.00

-1.20

0

HAG

1318480

7.00

-0.19

0

HBC

605600

42.40

-1.60

0

HDC

26070

14.40

-0.30

0

HDG

41680

47.00

-1.10

0

HLC

0

7.00

0.00

0

HQC

1951870

2.27

-0.05

0

HTI

1010

15.60

-0.35

0

HU1

20

9.50

0.36

0

HU1

0

0

0

0

HU3

101480

14.10

0.85

0

HUT

590150

8.70

-0.20

600

ICG

0

6.40

0.00

0

IDI

958390

13.00

-0.70

0

IDJ

40400

3.10

0.00

0

IDV

1000

31.80

-0.40

0

IJC

80950

9.20

-0.24

0

ITA

579100

3.01

-0.05

0

ITC

990

14.30

-0.60

0

KAC

0

15.55

0.00

0

KBC

1171890

12.90

-0.55

0

KDH

19700

35.85

-1.10

0

L10

0

17.90

0.00

0

L18

0

8.60

0.00

0

LCG

20

9.70

-0.45

0

LGL

10260

9.30

-0.01

0

LHC

0

56.00

0.00

0

LHG

43770

21.30

-0.40

0

LIG

6400

3.90

0.00

0

LM8

2050

25.00

0.70

0

LUT

0

2.10

0.00

0

MCG

140

3.39

0.20

0

MDG

0

13.50

0.00

0

NBB

19570

23.75

-1.75

0

NDN

191728

15.70

-0.40

0

NHA

0

12.20

0.00

0

NKG

140960

29.70

-1.20

0

NTB

439

7,7

0,3

0

NTB

81851

0.50

0.00

0

NTL

109860

9.50

-0.30

0

NVT

1534720

7.07

0.46

0

OGC

282600

2.09

-0.06

0

PDR

261560

38.40

-1.00

0

PFL

297505

1.60

0.10

0

PFL

141500

1.50

0.00

0

PHC

71700

17.00

-0.30

0

PHH

5100

6.90

-0.10

0

PHH

21100

7.00

0.00

0

PPI

34160

1.52

-0.01

0

PSG

47600

0.80

0.00

0

PSG

10

6,2

0,2

0

PTC

60

6.11

0.00

0

PTL

500

3.61

-0.09

0

PVA

4

14,7

0,9

7

PVA

28200

1.20

0.00

0

PVL

42600

2.30

0.00

0

PVR

16900

2.80

0.20

0

PVV

800

1.40

0.10

400

PVX

1535849

2.10

-0.10

0

PXA

0

1.10

0.00

0

PXI

6400

2.10

0.00

0

PXL

341300

1.90

0.00

0

PXS

25800

7.68

-0.03

0

PXT

0

3.90

0.00

0

QCG

423450

13.30

-0.50

0

RCL

0

19.00

0.00

0

REE

520000

37.60

-1.10

0

S96

56400

1.00

-0.10

0

S96

2

12,6

0,8

10

S99

675

5.10

0.00

0

SC5

0

24.20

0.00

0

SD2

1

4.70

0.00

0

SD3

6

6,4

0,4

0

SD3

6000

6.60

-0.40

0

SD5

300

9.70

0.00

0

SD6

500

6.60

0.20

0

SD7

0

3.40

0.00

0

SD9

0

8.40

0.00

0

SDH

0

1.90

0.00

0

SDT

0

7.80

0.00

0

SDU

0

11.50

0.00

0

SIC

0

12.90

0.00

0

SJE

0

28.00

0.00

0

SJS

34000

31.50

-0.10

0

STL

5500

3.30

0.00

0

STL

7

12,8

0,8

0

SZL

10

34.45

0.45

0

TDC

70250

9.01

-0.05

0

TDH

140230

15.10

-0.50

0

THG

560

42.90

0.30

0

TIG

190800

3.70

-0.30

0

TIX

0

30.10

0.00

0

TKC

500

26.70

0.00

0

TV1

10

17.85

0.45

0

TV2

15150

111.30

-3.70

0

TV3

0

25.30

0.00

0

TV4

0

15.80

0.00

0

UDC

10010

3.45

-0.10

0

UIC

18370

30.40

0.30

0

V11

5

4,9

0,2

0

V11

0

1.00

0.00

0

V12

0

11.00

0.00

0

V15

31000

1.10

0.00

0

V15

30500

0.90

0.00

0

V21

0

19.40

0.00

0

VC1

0

12.00

0.00

0

VC2

0

14.20

0.00

0

VC3

75400

19.30

-0.30

0

VC5

8800

1.90

0.00

0

VC7

0

17.50

0.00

0

VC9

0

13.00

0.00

0

VCG

587414

23.10

-0.80

13200

VCR

0

3.10

0.00

0

VE1

4100

19.10

0.10

0

VE2

0

11.40

0.00

0

VE3

0

11.00

0.00

0

VE9

25688

7.30

0.50

0

VHH

2

4,5

-0,3

0

VHH

0

1.40

0.00

0

VIC

667400

108.20

0.20

0

VMC

22730

50.80

-1.70

0

VNE

60760

6.76

-0.24

0

VNI

45340

4.40

0.00

0

VNI

0

6.60

0.00

0

VPH

44330

9.27

-0.30

0

VRC

62320

20.20

-0.60

0

VSI

20

19.90

1.30

0

Hà Nội

24°C

Đà Nẵng

28°C

TP.HCM

29°C

Truyền hình "Doanh nghiệp phát triển bền vững vì chất lượng công trình” – BMF 2018" (P1)

Xem các video khác

Tỷ giá

Giá vàng

Mã ngoại tệ Tỷ giá

Hỗ trợ trực tuyến
Truyền thông: Mr Ngọc Nghinh:
Phone: 090 532 9019
Nội dung: Mr Xuân Tuân:
Phone: 091 351 3465