Vật liệu tự 'vá' cho trạm vũ trụ khi bị thiên thạch đâm thủng

Bấm Play để xem video.

Nhằm tìm kiếm vật liệu mới để chế tạo vỏ tàu vũ trụ, NASA và Đại học Michigan đã tạo nên loại vật liệu tự chữa lành trong thời gian cực nhanh. Khi bị các thiên thạch nhỏ đâm vào, lỗ thủng sẽ tự vá lại tạm thời nhằm ngăn chặn thất thoát không khí bên trong, giúp các phi hành gia có thêm thời gian để khắc phục sự cố.​

Hãy hình dung trường hợp một chiếc tàu vũ trụ bị thiên thạch nhỏ đâm vào và tạo nên lỗ thủng, không khí bên trong sẽ nhanh chóng thoát ra môi trường chân không bên ngoài. Khi đó, các phi hành gia có rất ít thời gian để tiếp cận và xử lý lỗ thủng. Tuy nhiên, công nghệ vật liệu mới có thể tự vá lỗ thủng tạm thời, bảo toàn lượng không khí bên trong, cho phép các phi hành gia có thêm thời gian để tìm và khắc phục hoàn toàn lỗ thủng.

Về cơ bản, cấu trúc vật liệu này bao gồm 1 dung dịch đặc biệt nằm giữa 2 lớp polymer cứng. Trong thí nghiệm, các nhà khoa học đã bắn 1 viên đạn vào tấm vật liệu này. Ngay khi lỗ thủng xuất hiện, dung dịch bên trong sẽ tiếp xúc với không khí và sẽ hóa rắn. Đồng tác giả của nghiên cứu, giáo sư Scott Zavada tại Đại học MIchigan cho biết: “Chất lỏng bên trong sẽ đặc lại chỉ sau vài giây tiếp xúc với không khí. Nếu được làm vỏ trạm không gian ISS hoặc tàu vũ trụ, khả năng này sẽ ngăn không khí bên trong thoát ra ngoài qua lỗ thủng."

Cấu trúc vật liệu tự lành với dung dịch nằm giữa 2 lớp polymer. Khi bị xuyên thủng, dung dịch sẽ tiếp xúc với oxy và phản ứng diễn ra, đặc lại để tạm thời vá lỗ hổng​

Một khả năng độc đáo khác là loại vật liệu này có thể hoạt động hiệu quả dù được làm rất mỏng. Đối với ngành hàng không vũ trụ, đây là một tính chất đáng giá vì sẽ giúp tiết kiệm trọng lượng, từ đó giảm chi phí và năng lượng cần thiết để di chuyển. Trong thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã tạo nên một tấm vật liệu dày 1mm nhưng họ cho biết rằng hoàn toàn có thể tạo nên những tấm chỉ dày từ vài chục đến vài trăm micron mà không làm suy giảm hiệu suất tự chữa lành.

Timothy Scott, một thành viên trong nhóm nghiên cứu tại Đại học Michigan cho biết loại vật liệu này sẽ không sử dụng riêng lẻ mà sẽ phối hợp với nhiều vật liệu khác để tăng cường độ bền và khả năng tự chữa lành. Đồng thời, ông tiết lộ rằng nó không chỉ được dùng trên ISS hoặc tàu vũ trụ mà còn có thể sử dụng dưới Trái Đất, làm vỏ máy bay, thùng nhiên liệu,…