Các nhà khoa học vật liệu tại Hoa Kỳ phát triển phương pháp giúp cao su tự nhiên bền hơn và chống nứt tốt hơn đáng kể mà không làm giảm độ co giãn đặc trưng của nó, ngay cả sau nhiều chu kỳ sử dụng.

Dưới sự chỉ đạo của Zhigang Suo, Giáo sư cơ học vật liệu tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS) thuộc Đại học Harvard, nghiên cứu đã khám phá sự phát triển của vết nứt, một trong những điểm yếu dai dẳng nhất của cao su.

Theo Suo và nhóm của ông, mặc dù cao su thiên nhiên được sử dụng trong hàng thiên niên kỷ, ban đầu là bởi các nền văn hóa bản địa ở Trung Mỹ, khả năng chống nứt của nó đặc biệt là dưới ứng suất lặp đi lặp lại chưa được cải thiện nhiều. “Việc cải thiện khả năng chống nứt sẽ kéo dài tuổi thọ vật liệu, do đó cải thiện tính bền vững của nó”, Tiến sĩ Guodong Nian, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của SEAS và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho hay.

Có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazon và mủ sữa cây Hevea, cao su thiên nhiên là một loại polymer bền được sử dụng trong mọi thứ, từ găng tay, lốp xe đến các thiết bị y tế, giày dép và băng tải. 

Loại cao su mới được các nhà nghiên cứu vật liệu tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS), Đại học Harvard phát triển.

Nhưng nhóm nghiên cứu hiện đã tìm ra cách thay đổi quy trình lưu hóa cường độ cao truyền thống, thường tạo ra các chuỗi polyme ngắn bên trong vật liệu được liên kết chéo dày đặc hoặc liên kết hóa học.

Theo nhóm nghiên cứu, điều này dẫn đến một loại cao su mới lạ mà họ gọi là tanglemer. Được làm đầy bằng các sợi polyme dài, rối rắm giống như một “bát mì spaghetti”, loại cao su mới này được cho là tăng độ bền bằng cách hấp thụ và phân phối ứng suất hiệu quả hơn.

“Chúng tôi đã sử dụng phương pháp xử lý cường độ thấp, dựa trên phương pháp xử lý mủ cao su giúp bảo quản các chuỗi polymer dài”, Nian giải thích.

Theo các nhà khoa học, vật liệu mới có khả năng chống lại sự phát triển vết nứt chậm gấp bốn lần khi kéo giãn nhiều lần và mạnh hơn gấp 10 lần về tổng thể. Điều này là do khi vết nứt hình thành, “các sợi mì spaghetti” dài sẽ phân tán ứng suất bằng cách trượt qua nhau, cho phép nhiều cao su kết tinh hơn khi nó kéo dài, cuối cùng làm cho vật liệu đàn hồi hơn.

Nguồn: vietq.vn