Oxit kim loại tự hàn gắn có thể bảo vệ chống ăn mòn
Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát hiện ra rằng lớp bảo vệ rắn bằng oxit kim loại, khi được sử dụng dưới dạng lớp mỏng vừa phải, có khả năng biến dạng như chất lỏng và làm đầy mọi vết nứt và khe hở xuất hiện.
Lớp phủ mỏng đặc biệt này có tác dụng ngăn chặn sự rò rỉ của các phân tử nhỏ để thâm nhập qua hầu hết các chất liệu như khí hydro được sử dụng để cung cấp năng lượng cho ô chạy pin nhiên liệu hoặc triti phóng xạ (dạng nặng của hydro) hình thành bên trong lõi của các nhà máy điện hạt nhân.
Hầu hết các kim loại ngoại trừ vàng có xu hướng bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí và nước. Phản ứng này tạo ra gỉ trên sắt, vết xỉn trên bạc và gỉ trên đồng, có thể làm suy yếu kim loại theo thời gian và dẫn đến các vết nứt hoặc hỏng cấu trúc. Tuy nhiên, có 3 loại oxit kim loại gồm oxit nhôm, oxit crom và oxit silicon trên thực tế có thể được dùng làm lớp bảo vệ để ngăn chặn hiện tượng oxy hóa.
Lớp phủ mỏng đặc biệt này có tác dụng ngăn chặn sự rò rỉ của các phân tử nhỏ.
Nhóm nghiên cứu đứng đầu là nghiên cứu sinh Yang Yang, đã sử dụng các công cụ đặc biệt chuyên dụng để xem xét chi tiết bề mặt kim loại phủ những loại oxit này nhằm quan sát hiện tượng xảy ra khi chúng được tiếp xúc với môi trường oxy và trong điều kiện có ứng suất. Dù hầu hết các loại kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) đòi hỏi phải đặt các mẫu vào môi trường chân không, nhưng nhóm nghiên cứu đã sử dụng loại kính hiển vi đã điều chỉnh có tên là Kính hiển vi điện tử truyền qua môi trường (E-TEM) cho phép nghiên cứu mẫu khi có sự hiện diện của các khí hoặc chất lỏng. Thiết bị này được sử dụng để nghiên cứu quy trình dẫn đến sự cố nứt mà nguyên nhân là do hiện tượng ăn mòn do ứng suất.
Kim loại dưới tác động của ứng suất bên trong bể lò phản ứng và tiếp xúc với môi trường hơi quá nóng có thể bị ăn mòn nhanh nếu không được bảo vệ. Thậm chí nhờ lớp bảo vệ rắn, các vết nứt sẽ hình thành, cho phép oxy thâm nhập vào bề mặt của kim loại trơ, cụ thể là các điểm giao diện giữa các hạt kim loại cấu thành vật liệu kim loại cỡ lớn, gây ra hiện tượng ăn mòn mạnh hơn và làm hỏng cấu trúc.
Nghiên cứu sinh Yang cho rằng, trước đây, mọi người nghĩ oxit kim loại giòn và dễ bị nứt và chưa ai chứng minh được vì rất khó quan sát hành vi của vật liệu trong các điều kiện thực tế. Giờ đây, nhóm nghiên cứu lần đầu tiên đã quan sát được trong phạm vi phân giải gần như ở cấp độ nguyên tử. Phương pháp này đã chứng minh lớp oxit nhôm thường rất giòn nên sẽ bị vỡ dưới tác động của ứng suất, khi được sản xuất ở dạng siêu mỏng thì gần như biến dạng như lớp kim loại nhôm mỏng, mỏng hơn nhiều lõi nhôm. Khi oxit nhôm được phủ trên bề mặt của mảnh nhôm khổ lớn, dòng chảy giống như chất lỏng giữ cho nhôm được phủ lớp bảo vệ.
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh bên trong E-TEM, nhôm được phủ lớp oxit có thể được kéo dài gấp hơn 2 lần độ dài ban đầu của nó mà không gây ra bất cứ vết nứt nào. Oxit tạo thành một lớp phủ đồng nhất bảo vệ bề mặt mà không có ranh giới giữa các hạt hay bất cứ vết nứt nào, thậm chí khi bị kéo căng. Về mặt kỹ thuật, vật liệu là một loại thủy tinh, nhưng nó di chuyển giống như chất lỏng và phủ đầy bề mặt lâu như khi nó ở dạng đủ mỏng.
Ju Li, giáo sư kỹ thuật và khoa học hạt nhân và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Với ưu điểm là bề mặt mềm và không có vết nứt hoặc ranh giới giữa các hạt để có thể thâm nhập vào bên trong vật liệu, lớp phủ tự hàn gắn có rất nhiều ứng dụng tiềm năng".
- CityQ Car-eBike - Xe đạp điện kiểu dáng ôtô (Thứ Hai, 22:30:02 11/01/2021)
- Sạc điện thoại siêu tốc với công nghệ laser mới (Thứ Hai, 22:30:09 21/12/2020)
- iPhone 12 dính lỗi thường xuyên rớt sóng mạng (Thứ bảy, 21:54:06 05/12/2020)
- Quạt cây tự động quay theo người dùng (Thứ sáu, 22:45:09 04/12/2020)
- 8 sự thật thú vị về Stephen King, tác giả tiểu thuyết kinh dị... (Thứ bảy, 22:07:03 24/10/2020)
- Dịch vụ xăm đường chỉ tay để thay đổi vận mệnh gây sốt... (Thứ bảy, 21:01:07 24/10/2020)
- Lenovo ra mắt bộ tứ màn hình cao cấp ThinkVision dành cho người... (Thứ bảy, 20:01:04 24/10/2020)
- Microsoft công bố giải pháp giúp giảm thiểu mức độ ô nhiễm... (Thứ bảy, 19:05:09 24/10/2020)
- Khổ thân châu Âu: iPhone 12 bán tại đây đắt hơn, 5G chậm hơn... (Thứ bảy, 15:07:03 24/10/2020)
- Phát hiện ra cơ quan mới có thể có trong cổ họng con người (Thứ bảy, 14:03:00 24/10/2020)
- Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn ngưng gội đầu trong vòng một năm?
- 7 thảm họa thiên nhiên có thể sắp xảy ra
- Sự thật về chế độ máy bay và 20 bí mật về điện thoại của bạn
- 7 bí ẩn trên Trái đất đã khiến khoa học đau đầu cả nghìn năm qua mà vẫn chưa có lời giải
- Các nhà thiên văn học bó tay trước sự tồn tại của hành tinh này
-
Cơ hội hiếm hoi quan sát hành tinh màu xanh da trời vài ngày tới
Thứ tư, 20:00:08 20/01/2021
-
EU cho hay: "Sâu bột an toàn, người có thể ăn được"
Thứ Ba, 23:30:03 19/10/2021
-
Hệ sao kỳ quái chưa từng thấy cách Trái đất 1.800 năm ánh sáng
Thứ Ba, 22:50:03 19/01/2021
-
Loài người có thể đơn độc trong vũ trụ
Thứ Ba, 22:35:07 19/01/2021
-
Chuyện về con nhện đi săn nhện: Thạo binh pháp như "Gia Cát Lượng", đầy mưu hèn kế bẩn để săn mồi bằng mọi giá
Thứ Ba, 21:27:07 19/01/2021
-
Bức thư tiết lộ những năm cuối đời đầy đau đớn của Napoléon
Thứ năm, 21:35:00 14/01/2021
-
Tàu chở hàng SpaceX lần đầu tự động tách khỏi trạm ISS
Thứ năm, 21:16:01 14/01/2021
-
Phát hiện chuẩn tinh cách Trái đất hơn 13 tỷ năm ánh sáng
Thứ năm, 20:45:00 14/01/2021