Con người đã mất nhiều thế kỷ để phát minh và chế tạo ra những động cơ giúp vật thể di chuyển phục vụ cuộc sống với nhu cầu ngày càng phát triển của con người. Từ động cơ hơi nước cho đến động cơ đốt trong…, chúng ta có những tàu hỏa, xe hơi, rồi máy bay, tên lửa… đều là những bước tiến bùng nổ trong sự tiến bộ của loài người. Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ cùng nhu cầu cao trong đời sống sản xuất, con người không ngừng tìm tòi phát minh ra các phương tiện tự lái, phát triển robot tự chuyển động. Và các nhà nghiên cứu đã có phát hiện mới nhất về công nghệ giúp vật liệu có thể tự chuyển động mà không cần dùng đến động cơ.
Khám phá ra cách chế tạo vật liệu tự chuyển động
Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra cách chế tạo vật liệu có thể tự đẩy. Hoặc đóng mở dựa vào dòng năng lượng từ môi trường của nó. Khám phá này có tiềm năng ứng dụng trong các ngành công nghiệp muốn tạo ra nguồn chuyển động bền vững. Như sản xuất đồ chơi và robot. Đồng thời cung cấp thêm hiểu biết. Về cách thế giới tự nhiên cung cấp nhiên liệu cho một số loại chuyển động.
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Massachusetts Amherst của Mỹ. Do Giáo sư Al Crosby dẫn đầu. Có phát hiện bất ngờ về vật liệu tự chuyển động. Trong lúc quan sát một dải gel polymer đang khô. Họ nhận thấy. Khi dải gel dài bị mất dần chất lỏng do bay hơi. Nó bắt đầu di chuyển. Hầu hết các chuyển động đều chậm. Nhưng diễn ra thường xuyên và tăng tốc. Chuyển động nhanh dần này là do những bất ổn tiếp tục xảy ra khi chất lỏng bay hơi thêm.
Các nghiên cứu bổ sung cho thấy. Hình dạng của vật liệu đóng vai trò quan trọng trong khả năng tự thiết lập lại. Để duy trì chuyển động của chúng. Đồng tác giả của nghiên cứu Yongjin Kim giải thích rằng. Sau khi tìm hiểu đặc tính vật lý cơ bản của dải gel. Họ đã thử nghiệm nhiều hình dạng khác nhau. Để kiểm tra cách vật liệu phản ứng với môi trường. Cuối cùng, họ đã tìm ra những hình dạng có khả năng tự định hình lại. Và chuyển động theo mong muốn. Một số thậm chí có thể nhảy và leo bậc thang. Mà không cần động cơ hay pin.
Vật liệu có thể chuyển động bằng cách khai thác tương tác với môi trường
Tiến sĩ Al Crosby – Giáo sư khoa học và kỹ thuật polymer. Cao đẳng Khoa học Tự nhiên, Đại học Massachusetts Amherst. Tiến sĩ cho biết: “Nhiều thực vật và động vật, đặc biệt là những loài nhỏ. Sử dụng các bộ phận đặc biệt hoạt động như lò xo và chốt. Để giúp chúng di chuyển rất nhanh. Nhanh hơn nhiều so với động vật chỉ có cơ bắp”.
“Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng. Vật liệu có thể tạo ra chuyển động mạnh mẽ. Bằng cách khai thác các tương tác với môi trường của chúng. Chẳng hạn như quá trình bay hơi. Điều này có thể hữu ích đối với các thiết kế robot mới. Đặc biệt là robot kích thước nhỏ không đủ chỗ cho động cơ, pin hoặc các nguồn năng lượng khác”. Crosby nhấn mạnh.
Khám phá của Crosby cùng các cộng sự là một phần trong sáng kiến nghiên cứu đa ngành lớn hơn. Được tài trợ bởi Văn phòng Nghiên cứu Quân đội Mỹ. Nhằm tìm hiểu các hệ thống xung đột sinh học và thiết kế. Để đặt nền tảng cho các phương pháp tạo ra lực cho máy móc cơ học. Và các cấu trúc cũng như vật liệu lưu trữ năng lượng.
Chi tiết nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí Nature Materials hôm 1/2.
