Nhóm nghiên cứu tại Đại học Hebrew Jerusalem của Israel đã phát triển một loại vật liệu mới mang tên BioPykrete. Chúng được tạo ra chủ yếu từ băng nhưng có độ bền có thể sánh với bê tông thông thường.
Trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm, BioPykrete có khả năng chịu nén cao gấp khoảng 10 lần băng nguyên chất. Đáng chú ý hơn, vật liệu có thể hấp thụ năng lượng nhiều gấp khoảng 70 lần trước khi bị phá hủy.
Khác với băng thông thường có thể vỡ đột ngột khi chịu lực quá lớn, BioPykrete có khả năng biến dạng và phá vỡ từ từ. Đặc tính này giúp vật liệu hấp thụ nhiều năng lượng hơn trước khi mất khả năng chịu lực.
Giáo sư Ido Braslavsky tại Đại học Hebrew Jerusalem cho biết mục tiêu của nhóm không đơn thuần là trộn thêm sợi vào băng, mà tìm cách kiểm soát sự liên kết giữa các vật liệu ở cấp độ phân tử.
Ý tưởng tăng độ bền cho băng thực tế không hoàn toàn mới. Trong Thế chiến 2, các nhà nghiên cứu từng thử nghiệm Pykrete, vật liệu kết hợp băng với bột gỗ, có độ bền cao và tan chậm hơn băng thông thường.
Với BioPykrete, nhóm nghiên cứu đưa nguyên lý này xuống cấp độ nhỏ hơn nhiều. Họ kết hợp băng với các tinh thể nano cellulose, những hạt cực nhỏ và cứng được tạo ra từ cellulose – vật liệu tự nhiên góp phần tạo nên cấu trúc của thực vật.
Khi hỗn hợp đông lại, các tinh thể này hình thành một mạng lưới ba chiều bao quanh những phần băng có kích thước rất nhỏ.
Nhóm nghiên cứu sau đó thiết kế thêm một loại protein có khả năng liên kết đồng thời với băng và cellulose. Một phần của protein bám vào băng, phần còn lại liên kết với cellulose, nhờ đó hoạt động giống như một loại “keo” ở cấp độ phân tử để giữ cấu trúc vật liệu với nhau.
Các nhà khoa học hình dung BioPykrete có thể được sử dụng chủ yếu tại Bắc Cực và Nam Cực, nơi việc vận chuyển bê tông, thép và các vật liệu xây dựng thông thường vừa khó khăn vừa tốn kém.
Do thành phần chủ yếu là băng và cellulose có nguồn gốc thực vật, BioPykrete cũng có tiềm năng trở thành vật liệu có khả năng phân hủy sinh học và có lượng phát thải carbon thấp hơn cho một số loại công trình trong điều kiện cực lạnh.
Tuy nhiên, BioPykrete hiện mới dừng ở giai đoạn chứng minh tính khả thi của ý tưởng, chưa phải vật liệu sẵn sàng để xây dựng nhà ở hay công trình thực tế.
Theo IE
