Vật liệu mới tự vá lành và bảo vệ thép khỏi bị hư hại

Theo New Atlas, các nhà khoa học thuộc trường đại học Rice (Mỹ) đã tìm ra hợp chất mới với nhiều đặc tính độc đáo, có thể bảo vệ thép khỏi sự ăn mòn. Lớp phủ mới không chỉ ngăn ngừa rỉ sét đối với các tấm thép chìm dưới nước mà nó còn mềm dẻo, dễ uốn và có khả năng tự phục hồi khi bị hỏng.

Cụ thể, lớp phủ này được làm từ một hợp chất lưu huỳnh - selen nhẹ. Nó có khả năng ngăn chất ẩm và clo như các lớp phủ gốc kẽm và crom, đồng thời bảo vệ thép trong môi trường nước biển giống lớp phủ gốc polymer. Bên cạnh đó, lớp phủ còn có khả năng chống lại sự ăn mòn do vi khuẩn gây ra.

Một nghiên cứu sinh tại trường đại học Rice đang áp dụng lớp phủ mới cho một miếng thép nhẹ. Ảnh: Jeff Fitlow.

Nhóm chuyên gia đã nghiên cứu trong nhiều cuộc thí nghiệm để tạo ra lớp phủ đa dạng này. Đầu tiên, họ ngâm các thanh thép nhẹ phủ hợp chất lưu huỳnh - selen trong nước biển cùng với thép không phủ khoảng một tháng. Trong khi thép trần rỉ sét đáng kể, thép phủ lại không thay đổi màu sắc, chứng tỏ khả năng chống oxy hóa cao.

Tiếp theo, họ thử nghiệm với vi khuẩn khử sulfate - loại vi khuẩn có khả năng đẩy nhanh quá trình ăn mòn. Các nhà khoa học cho các mẫu phủ và không phủ tiếp xúc với sinh vật phù du và màng sinh học. Kết quả đúng như mong đợi, lớp phủ tiếp tục bảo vệ thép. Nhóm chuyên gia cho biết lớp phủ mang lại hiệu quả ức chế tới 99.99%.

Không chỉ có khả năng chống sự ăn mòn, lớp phủ mới này còn gây ấn tượng mạnh với chế độ tự phục hồi khi bị cắt hoặc thủng. Trong một cuộc thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã cắt đôi một màng hợp chất và đặt 2 mảnh cạnh nhau trên đĩa nóng.

Ngay sau đó, chúng tái hợp thành một màng trong vòng 2 phút khi được nung nóng ở 70 độ C. Các lỗ thủng cũng có thể tự vá lành nếu nung nóng tới 130 độ C trong 15 phút. Đáng chú ý, vật liệu sau khi được hàn gắn vẫn bảo vệ thép tốt như ban đầu.

"Nếu chọc thủng hợp chất, nó sẽ phục hồi. Nếu cần phục hồi nhanh, chúng tôi sẽ hỗ trợ bằng cách sử dụng nhiệt, nhưng phần lớn các mẫu dày sẽ tự phục hồi theo thời gian", Muhammad Rahman, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, chia sẻ.

Nhìn chung, các nhà khoa học nhận thấy hợp chất mới không chỉ giúp bảo vệ thép trong môi trường nước mà giúp cả những thiết bị điện tử có thể uốn cong. Họ báo cáo rằng hợp chất này cách điện tốt hơn hầu hết vật liệu dẻo, đồng thời linh hoạt hơn phần lớn vật liệu cách điện.

Hiện nhóm nghiên cứu vẫn tiếp tục thử nghiệm những loại vật liệu phù hợp với từng loại thép và khám phá các kỹ thuật phủ khác nhau.

Kỳ Duyên

Theo New Atlas