Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) đã tìm ra phương pháp thiết kế và chế tạo ở cấp vi mô vật liệu đệm lót mới với một loạt các tính chất và hành vi có thể lập trình khắc phục được các hạn chế của thành phần vật liệu, bằng quá trình in 3D.
 

Nhóm nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo ra một loại đệm lót cấp vi mô có cấu trúc sử dụng mực silicon để tạo thành một loại vật liệu giống cao su sau khi in. Trong quá trình in, mực in lắng đọng thành một loạt các sợi liên kết theo chiều ngang (có thể nhỏ như sợi tóc) trong một lớp duy nhất. Lớp thứ hai của sợi sau đó được đặt theo hướng thẳng đứng. Quá trình này lặp lại cho đến khi đạt được chiều cao và cấu trúc lỗ hổng mong muốn.
 
Các nhà nghiên cứu LLNL chế tạo đệm lót có hai cấu trúc khác nhau, một cấu trúc xếp chồng trực tiếp lên nhau và một cấu trúc so le. Mặc dù cả hai cấu trúc được tạo ra từ những vật liệu cấu thành giống nhau và có cùng mức độ xốp như nhau nhưng mỗi cấu trúc lại có những tính chất khác nhau rõ rệt khi nén và cắt. Cấu ​​trúc xếp chồng cứng hơn khi bị nén và khi lực nén tăng lên, nó bị mất ổn định. Cấu trúc so le mềm hơn khi bị nén và dễ bị cong hơn. Cấu trúc xếp chồng có các cột trụ vững chắc ở dưới có khả năng đỡ cao hơn, trong khi cấu trúc so le có các khoảng trống dưới mỗi sợi có khả năng chịu nén kém hơn nhiều.
 
"Khả năng thay đổi một loạt các hành vi được xác định trước trên toàn bộ vật liệu ở mức độ phân giải này là độc đáo và nó cho phép ngành công nghiệp một mức độ tùy biến chưa từng có," Eric Duoss, kỹ sư nghiên cứu và tác giả chính, cho biết.
 
Các nhà nghiên cứu đã dự báo việc sử dụng vật liệu hấp thụ năng lượng mới của họ trong nhiều ứng dụng, bao gồm các lớp đệm cho cả giày và mũ bảo hiểm, vật liệu bảo vệ cho thiết bị nhạy và trong các ứng dụng hàng không vũ trụ để chống lại các tác động của biến động nhiệt độ và rung.

Nguồn: VISTA