Tơ nhện nhân tạo với 98% làm từ nước bền chắc hơn thép

Tơ nhện tự nhiên vốn đã sở hữu những đặc tính hết sức ấn tượng, là một trong số các vật liệu bền bỉ nhất được tìm thấy trong tự nhiên. Các thí nghiệm khoa học đã chỉ ra rằng tơ nhện tự nhiên còn bền chắc hơn sắt thép và cứng hơn cả Kevlar (một loại sợi tổng hợp dùng làm áo chống đạn).

Nó còn có thể được kéo dãn ra nhiều lần so với độ dài thực của mình cho đến khi bị đứt. Vì vậy, hàng thế kỉ qua, các nhà khoa học vật liệu luôn cố gắng tìm cách phát triển loại tơ nhện nhân tạo trong phòng thí nghiệm với những đặc tính ưu việt hơn tơ nhện tự nhiên.

Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge đã sáng tạo nên một loại vật liệu mới có độ bền, tính co giãn và khả năng hấp thụ năng lượng như tơ nhện tự nhiên. Loại vật liệu này cung cấp một tiềm năng lớn trong việc cải thiện chất lượng các sản phẩm từ mũ bảo hiểm xe đạp, dù lượn, áo chống đạn.

Những sợi tơ được làm trong phòng thí nghiệm này được tạo nên từ một loại vật liệu gọi là hydrogel, với 98% là nước và 2% còn lại là silica và cellulose. Các sợi silica và cellulose này có thể được kéo bởi hydrogel. Sau tầm 30 giây hay quãng thời gian tương tự, nước sẽ bay hơi, chỉ để lại đằng sau các sợi tơ mảnh co dãn đàn hồi: tơ nhân tạo.

Các sợi này vô cùng mạnh mẽ - mặc dù không mạnh bằng các loại tơ nhện tốt nhất - và một cách nổi bật, chúng có thể được làm ra ở nhiệt độ phòng mà không cần đến dung môi hóa học.

Điều này có nghĩa là, nếu chúng được sản xuất hàng loạt, chúng sẽ có lợi thế so với sợi tổng hợp như nylon, vốn cần đến nhiệt độ cực cao để xe tơ, biến việc sản xuất dệt may trở thành một trong những ngành công nghiệp hủy hoại môi trường bậc nhất thế giới. Tơ nhện nhân tạo ngoài ra còn hoàn toàn phân hủy sinh học được.

Ngoài ra, vì vật liệu này có thể hấp thụ rất nhiều năng lượng, nó có thể được dùng như là một lớp vải bảo vệ.

Shah cho biết: "Những con nhện rất cần khả năng hấp thụ do bởi khi có một con chim hay ruồi vướng vào màng nhện, nó cần phải có khả năng hấp thụ, nếu không sẽ đứt. Vậy nên những thứ như áo chống đạn hay các loại áo bảo vệ quân dụng khác có thể ứng dụng công nghệ mới này một cách đầy hy vọng."

Các ứng dụng tiềm năng khác bao gồm quần áo thủy thủ, vải dù lượn, chất liệu khinh khí cầu, hay mũ bảo hiểm cho vận động viên xe đạp hay trượt ván. Vật liệu này có thể phân hủy sinh học, nghĩa là nó có khả năng được sử dụng bên trong cơ thể con người như chỉ khâu y học.

Đoàn Dương (Theo Smithsonianmag)