Hướng tới các vật liệu mới phỏng theo cấu trúc các sợi tơ tằm

Một nghiên cứu đăng trên tạp chí The Royal Society Interface đã đưa ra một cái nhìn rõ hơn về cấu trúc cũng như các tính chất vật lý của các sợi tơ tằm. Các kết quả nghiên cứu này có thể giúp các nhà khoa học hướng tới việc chế tạo ra các loại vật liệu mới trong tương lai phỏng theo cấu trúc của các sợi tơ này. Các vật liệu này có thể mang đến những tiến bộ quan trọng về vật liệu trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và quốc phòng. Các tác giả của bài báo, Fujia Chen, David Porter và Fritz Vollrath, nhấn mạnh rằng các sợi tơ này chứa đựng trong nó những cấu trúc tốt nhất với một sự sắp xếp kỳ diệu. Chúng rất nhẹ, dai và xốp, điều này khiến chúng ta nghĩ tới phát triển các vật liệu composit sinh học.

Tiến hành quan sát và đo đạc trên 25 loại tơ tằm khác nhau, các nhà khoa học đã tìm ra mối tương quan giữa cấu trúc, hình dạng và các tính chất vật lý của các sợi tơ tằm trên. Các kết quả nghiên cứu này được tài trợ bởi lực lượng không quân Hoa kỳ, rất có thể sẽ sớm được ứng dụng để chế tạo các vật liệu mới trong các ngành sản xuất cánh cửa xe hơi, mũ bảo hiểm và dụng cụ bảo hộ lao động cho các thợ mỏ.

Đây không phải là lần đâu tiên hay cuối cùng mà các nhà khoa học và công nghệ có thể học hỏi được từ những nhà sản xuất sợi của tự nhiên. Tơ nhện đã được biết đến như một loại vật liệu với độ bền cao, độ dai và độ đàn hồi tốt. Chúng còn được biết đến bởi khả năng dãn dài rất lớn, gấp nhiều lần so với chiều dài ban đầu của chúng.


Ảnh minh họa

Hồi đầu năm nay, Discover công bố rằng các dải lụa vớit một phần từ tơ nhện tự nhiên và một phần từ tơ nhân tạo đã được chế tạo trong phòng thí nghiệm của trường Đại học Wyoming. Cùng thời gian đó, các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu Tim – Phổi Max Planck, Đức, cũng thông báo rằng họ đã thành công trong việc chế tạo các mô tim nhân tạo từ các sợi tơ tằm.

Gần đây hơn, tờ The Engineer cho biết, các nhà khoa học thuộc trường Đại học Tufts của Hoa Kỳ đã cấy ghép thành công các vi sợi protein từ tơ nhện thành các cấu trúc sợi protein để tạo ra các vật liệu có độ cứng bề mặt và độ nhám bề mặt giống như xương.

Vài năm về trước giáo sư David Porter cũng đã cộng tác với chuyên gia nghiên cứu về nhện Fritz Vollrath của đại học Oxford để nghiên cứu các mẫu polymer và tơ nhện. Nhóm các nhà nghiên cứu thuộc khoa động vật học của trường đại học Oxford này cũng đang tiến hành các nghiên cứu sinh học về tơ nhện, họ hy vọng sẽ khám phá ra những tính chất hóa học và sự biến chuyển của các loại vật liệu này, trong đó tập trung vào hành vi và kỹ thuật giăng mạng nhện của chúng. Họ phát biểu rằng: “Bằng hoạt động sống của mình, nhện và một số côn trùng đã tạo những sợi tơ tự nhiên dưới những điều kiện bình thường về nhiệt độ, áp suất và độ ẩm từ môi trường xung quanh. Rõ ràng chúng ta có thể phỏng theo những cách này để tạo ra các loại sợi trong tương lai”.

Việt Bắc dịch từ Phys.org

Authors

Related posts

*

Top