Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học bang Washington đã chế tạo được vật liệu thông minh đa chức năng, có thể thay đổi hình dạng trước tác động của nhiệt hoặc ánh sáng, cũng như tự uốn và duỗi ra. Đây là lần đầu tiên một vật liệu có thể được tích hợp nhiều tính năng thông minh bao gồm khả năng nhớ hình, chuyển động được kích hoạt bởi ánh sáng và tự khôi phục.

Bổ sung đa tính năng

Vật liệu thông minh có thể phản ứng với kích thích bên ngoài như ánh sáng hoặc nhiệt, là tính năng mới thú vị và có vẻ kỳ lạ khi chúng tự uốn và duỗi ra một cách huyền bí. Vật liệu thông minh có nhiều ứng dụng như trong thiết bị truyền động, hệ thống phân phối thuốc và các thiết bị tự lắp ráp. Ví dụ, vật liệu này thay đổi hình dạng để trải tấm pin mặt trời trên vệ tinh không gian mà không cần thiết bị cơ khí chạy bằng pin.

Tuy nhiên, vật liệu thông minh không được sử dụng phổ biến vì khó chế tạo và nó thường chỉ thực hiện được một chức năng trong khoảng thời gian nhất định. Các nhà khoa học cũng đã cố gắng tái xử lý vật liệu để duy trì liên tục các tính chất đặc biệt của nó. Kết quả là nhóm nghiên cứu tại tại trường Đại học bang Washington đã phát triển được vật liệu cho phép thực hiện cùng lúc nhiều chức năng.

Uốn và duỗi ra, ghi nhớ và khôi phục
Các nhà khoa học đã nghiên cứu một lớp phân tử chuỗi dài gọi là mạng tinh thể lỏng (LCNs) sắp xếp theo một hướng và cung cấp cho vật liệu những tính chất duy nhất. Nhóm nghiên cứu đã tận dụng cách thức vật liệu biến đổi trước tác động của nhiệt để tạo nên hành vi thay đổi hình dạng 3 chiều. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu còn bổ sung một nhóm phân tử phản ứng với ánh sáng phân cực và sử dụng các liên kết động để cải thiện khả năng tái chế của vật liệu.

Vật liệu thông minh phản ứng với ánh sáng, có thể nhớ hình dạng của nó khi uốn và duỗi ra và còn có khả năng tự khôi phục khi bị hỏng. Ví dụ, vết xước trên vật liệu do lưỡi dao cạo được xử lý bằng ánh sáng cực tím. Các chuyển động của vật liệu có thể được lập trình trước và các tính chất của vật liệu cũng dễ điều chỉnh.

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge đã sử dụng cơ sở vật chất tại Trung tâm Khoa học vật liệu Nanophase để nghiên cứu các cơ chế tạo nên những tính năng đặc biệt của vật liệu thông minh.