Phát minh phá vỡ truyền thống về "ma trận nhôm" có thể rung chuyển ngành công nghiệp ô tô toàn cầu
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ cũng có thể được hưởng lợi từ phát minh này.
Từ lâu, các nhà luyện kim đã coi sắt trong nhôm như một "lời nguyền". Chỉ một lượng nhỏ sắt cũng có thể khiến kim loại nhẹ quý giá này trở nên giòn, dẫn đến suy yếu cấu trúc và ăn mòn.
Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Nagoya ở Nhật Bản đã "phá vỡ truyền thống cũ kỹ" này nhờ công nghệ in 3D để thiết kế một loạt hợp kim nhôm chịu nhiệt, độ bền cao bằng phương pháp sản xuất 3D dựa trên laser.
Cụ thể họ đã làm như thế nào?
Phá vỡ truyền thống để tạo ra hợp kim nhôm hoàn hảo
Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã phát triển một phương pháp có hệ thống để dự đoán những nguyên tố nào sẽ làm tăng cường độ bền của ma trận nhôm và những nguyên tố nào sẽ tạo thành các cấu trúc vi mô hoặc nano bảo vệ.
Họ đã kiểm tra những dự đoán này bằng cách tạo ra các hợp kim mới với đồng, mangan và titan, sau đó xác nhận kết quả thông qua kính hiển vi điện tử.
Hình ảnh hiển vi cho thấy cấu trúc nhiều lớp của một hợp kim nhôm in 3D mới. Các hoa văn dạng sóng là "vùng nóng chảy", dấu vết còn lại sau khi tia laser làm tan chảy bột kim loại từng lớp một. Các chấm đen nhỏ là các hạt nano tạo nên độ bền và khả năng chịu nhiệt vượt trội cho hợp kim này. Ảnh: Takata và cộng sự, 2025.
Hợp kim có hiệu suất tốt nhất chứa nhôm, sắt, mangan và titan (Al-Fe-Mn-Ti), và vượt trội hơn tất cả các vật liệu nhôm in 3D khác nhờ sự kết hợp giữa độ bền ở nhiệt độ cao và tính linh hoạt ở nhiệt độ phòng.
Naoki Takata, tác giả chính và giáo sư tại Trường Cao học Kỹ thuật Đại học Nagoya, cho biết: Hợp kim này mới đều sử dụng các nguyên tố giá rẻ, dồi dào và thân thiện với việc tái chế, với một biến thể vẫn giữ được cả độ bền và độ dẻo ở 300°C.
Xe nhẹ hơn, lượng khí thải ít hơn
Các vật liệu mới này có thể cho phép chế tạo các bộ phận bằng nhôm nhẹ trong các thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như rôto máy nén và các bộ phận tuabin. Xe nhẹ hơn sẽ tiêu thụ ít nhiên liệu hơn và thải ra ít khí thải hơn.
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ cũng có thể được hưởng lợi, vì động cơ máy bay yêu cầu các vật liệu kết hợp giữa trọng lượng nhẹ và khả năng chịu nhiệt.
Ngoài những ứng dụng này, nghiên cứu cung cấp một khuôn khổ để thiết kế các loại kim loại mới dành riêng cho in 3D, với tiềm năng thúc đẩy sự phát triển trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Mộ cổ 700 năm khắc tên 4 chữ “Tề Thiên Đại Thánh”: Bên dưới là ai?
Chuyện đó đây - 15 giờ trướcMột trong những khám phá gây tranh cãi nhất chính là một thanh gậy sắt dài hơn 7 mét, được làm từ sắt nguyên chất, nằm im lìm dưới lớp bụi thời gian.
Vì sao mèo nhà bạn thường ngủ nghiêng bên trái: Bí mật khoa học thú vị phía sau thói quen quen thuộc
Chuyện đó đây - 23 giờ trướcKhông chỉ là tư thế ngủ ngẫu nhiên, việc mèo thường xuyên nằm nghiêng bên trái có thể phản ánh trạng thái cảm xúc, cấu trúc cơ thể và bản năng sinh tồn tinh vi. Những phát hiện khoa học hé lộ góc nhìn bất ngờ về hành vi tưởng chừng rất quen thuộc này.
Ngôi làng nơi 1/3 cư dân mắc ung thư vì một lý do ám ảnh
Chuyện đó đây - 2 ngày trướcNơi đây bị ám ảnh bởi cái tên "làng địa ngục".
Chất cay mạnh nhất thế giới không đến từ ớt mà từ một loài cây đầy nhựa, với mức độ cay có thể gây sốc vượt xa mọi giới hạn của con người
Chuyện đó đây - 3 ngày trướcMột phát hiện khoa học cho thấy cảm giác cay mà con người quen thuộc thực chất chỉ là phiên bản rất yếu so với một hợp chất tự nhiên có thể “thiêu đốt” dây thần kinh.
Con số đặc biệt nhất vũ trụ
Chuyện đó đây - 3 ngày trướcNó là chìa khóa vạn năng giải mã mọi sự tồn tại từ bông hoa đến dải ngân hà.
Mở niêm phong sau nửa thế kỷ, mẫu vật từ tàu NASA gây sốc
Chuyện đó đây - 3 ngày trướcTrở về Trái Đất năm 1972, tàu Apollo 17 của NASA đã mang về một thứ làm đảo lộn các giả thuyết lâu đời về nguồn gốc của Mặt Trăng.
Cá chưa bao giờ lên bờ, làm sao chúng biết hạt ngô có thể ăn được?
Chuyện đó đây - 5 ngày trướcDù sống dưới nước và chưa từng lên cạn, tại sao cá lại biết hạt ngô ăn được? Bài viết này giải mã bí ẩn đằng sau sự kết hợp giữa thị giác bốn màu, khứu giác nhạy bén và vị giác đặc biệt, giúp lý giải tại sao ngô là mồi vạn năng.
Loài người cổ để lại một "thần dược" trước khi biến mất?
Chuyện đó đây - 5 ngày trướcLoài người cổ Neanderthals có thể đã tìm ra cách chống lại mầm bệnh mà cho đến nay vẫn là thách thức của y học.
Công trường dừng thi công khẩn cấp vì máy xúc đào trúng vật cứng chứa hiện vật nặng hơn 100kg, con mương rộng 6m bị phong tỏa
Chuyện đó đây - 6 ngày trướcTrong quá trình nạo vét lòng mương, đội công nhân tại Trung Quốc đã bất ngờ phát hiện lượng lớn tiền đồng cổ có niên đại từ thời Đường – Tống.
Xác định 45 hành tinh có khả năng sống được cao nhất
Chuyện đó đây - 6 ngày trướcMột phân tích mới dựa trên dữ liệu của NASA và ESA đã sàng lọc ra các hành tinh có tiềm năng nhất cho cuộc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.
Vợ và "tiểu tam" đánh ghen ngay trong tang lễ của người chồng, nắp quan tài cũng bị lật mở
Chuyện đó đâyVụ việc hy hữu vừa xảy ra tại Mexico khi một lễ tang bất ngờ biến thành “hiện trường đánh ghen” khiến những người có mặt không khỏi bàng hoàng.
