Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tohoku đã phát triển một hợp kim siêu đàn hồi dựa trên titan-nhôm (Ti-Al). Vật liệu mới này không chỉ nhẹ mà còn bền, cung cấp khả năng siêu đàn hồi độc đáo để hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng—từ thấp tới -269°C, nhiệt độ của heli lỏng, đến +127°C, cao hơn điểm sôi của nước.
Đường cong ứng suất-biến dạng ở nhiều nhiệt độ khác nhau cho hợp kim siêu đàn hồi Ti-Al-Cr. Phạm vi nhiệt độ bề mặt của Trái Đất, Sao Hỏa và Mặt Trăng cũng được hiển thị. Tín dụng: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08583-7
Phát hiện này có tiềm năng đáng kể cho nhiều ứng dụng, bao gồm thám hiểm không gian và công nghệ y tế. Chi tiết về những phát hiện này được công bố trên tạp chí Nature.
Sheng Xu, Trợ lý Giáo sư tại Viện nghiên cứu khoa học liên ngành Frontier thuộc Đại học Tohoku, nhấn mạnh tầm quan trọng của phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng của hợp kim. "Hợp kim này là hợp kim đầu tiên có thể duy trì độ siêu đàn hồi ở phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt như vậy trong khi vẫn giữ được trọng lượng nhẹ và độ bền, mở ra nhiều ứng dụng thực tế mà trước đây không thể thực hiện được.
"Các tính chất của hợp kim này khiến nó trở nên lý tưởng cho các sứ mệnh không gian trong tương lai, chẳng hạn như tạo ra lốp siêu đàn hồi cho xe thám hiểm Mặt Trăng để điều hướng trong điều kiện nhiệt độ thay đổi khắc nghiệt trên bề mặt Mặt Trăng."
Tính linh hoạt của hợp kim ở nhiệt độ cực thấp khiến nó trở thành vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trong Hydrogen Society sắp tới và nhiều ngành công nghiệp khác. Tất nhiên, hợp kim này có thể được sử dụng trong các ứng dụng hàng ngày đòi hỏi tính linh hoạt, chẳng hạn như các thiết bị y tế như stent.
So sánh giữa hợp kim Ti-Al-Cr và các hợp kim siêu đàn hồi khác về độ nhẹ và phạm vi nhiệt độ hoạt động. Tín dụng: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08583-7
Hiện nay, hầu hết các hợp kim nhớ hình dạng—vật liệu có khả năng lấy lại hình dạng ban đầu sau khi lực tác động—đều bị giới hạn ở một số phạm vi nhiệt độ nhất định. Hợp kim Ti-Al mới khắc phục được hạn chế này, mang lại khả năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đòi hỏi vật liệu có độ bền và độ linh hoạt đặc biệt, từ thám hiểm không gian đến các công cụ y tế hàng ngày.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật tiên tiến như thiết kế hợp kim hợp lý và kiểm soát cấu trúc vi mô chính xác. Bằng cách sử dụng biểu đồ pha, các nhà nghiên cứu có thể lựa chọn các thành phần hợp kim và tỷ lệ của chúng. Ngoài ra, họ đã tối ưu hóa các phương pháp xử lý và xử lý nhiệt để đạt được các đặc tính vật liệu mong muốn.
Ý nghĩa của nghiên cứu này vượt xa các ứng dụng thực tế ngay lập tức. "Khám phá này không chỉ đặt ra một tiêu chuẩn mới cho vật liệu siêu đàn hồi mà còn đưa ra các nguyên tắc mới cho thiết kế vật liệu, điều này chắc chắn sẽ truyền cảm hứng cho những đột phá tiếp theo trong khoa học vật liệu", Xu nói thêm.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
