Phát Triển Vật Liệu Tự Phục Hồi Độ Bền Cơ Học, Phát Triển Vật Liệu Siêu Nhẹ Có Độ Bền Cao

-
bao gồm trị mặt trận thôn hội kinh tế giờ đồng hồ dân văn hóa thể dục pháp luật thế giới sức khỏe khoa học

với điều kiện nghiên cứu và phân tích còn nhiều hạn chế trong nước, PGS.TS Nguyễn Thị Lệ Thu và các cộng sự - Khoa technology Vật liệu,Trường Đại học Bách Khoa (Đại học giang sơn TP HCM) vẫn quyết đi theo xu thế mới của gắng giới, mở ra nhiều ứng dụng trong nghành nghề khoa học thứ liệu. Bà vừa được vinh danh tại phần thưởng Tạ quang đãng Bửu năm 2022.


*
PGS.TS Nguyễn Thị Lệ Thu nhận giải thưởng Tạ quang đãng Bửu năm 2022.

Tìm sự khác biệt


Sau 8 năm tổ chức triển khai (từ năm 2014), giải thưởng Tạ quang quẻ Bửu đang trở thành giải thưởng danh giá do cỗ Khoa học tập và technology trao đến tác giả của các công trình khoa học xuất nhan sắc được thực hiện tại nước ta và ra mắt trên tạp chí khoa học quốc tế uy tín. Giải thưởng góp thêm phần thúc đẩy phân tích khoa học cơ bạn dạng nói riêng và khoa học công nghệ Việt nam giới nói bình thường tiếp cận trình độ quốc tế, sản xuất tiền đề cho khoa học tập và công nghệ của tổ quốc hội nhập với phát triển.

Bạn đang xem: Vật liệu tự phục hồi độ bền cơ học


PGS.TS Nguyễn Thị Lệ Thu sinh vào năm 1982 trên TP HCM. Bà tốt nghiệp đại học ngành technology vật liệu tại Trường Đại học tập Bách Khoa, Đại học non sông TP hcm năm 2005.

Cuối năm 2005, bà bước đầu chương trình nghiên cứu và phân tích sinh cùng với GS Arend Jan Schouten với GS Gerrit ten Brinke trên Trường Đại học tập Groningen, Hà Lan. Năm 2010, bà liên tiếp nghiên cứu sau tiến sĩ với GS Filip du Prez tại Trường Đại học Ghent, quốc gia Bỉ. Từ thời điểm năm 2013, bà là giảng viên bộ môn công nghệ Vật liệu Polyme của ngôi trường Đại học Bách Khoa (Đại học giang sơn TP HCM).

Với công trình nghiên cứu ứng dụng trong việc tạo nên vật liệu cao cấp như vật dụng liệu trong các thiết bị y tế và cấy ghép y khoa, TS Nguyễn Thị Lệ Thu đang trở thành nữ nhà công nghệ duy nhất của giải thưởng Tạ quang quẻ Bửu năm 2022. Đây cũng là năm máy 3 giải thưởng Tạ quang quẻ Bửu vinh danh một nhà kỹ thuật nữ.

Thế giới hiện nay đang trong quá trình bùng nổ các nghiên cứu và trở nên tân tiến các áp dụng mới về vật tư polymer tự lành. Vật tư tự lành (self-healing materials) là một công nghệ nổi trội thú vị sự thân thương của cộng đồng khoa học và công nghiệp trên quả đât với sự vào cuộc của đa số tập đoàn khủng như: Bayer, Nissan, LG Electronics, Rad
Tech, Toray Advanced Composites, Evonik Industries...

Nhờ một trong những cơ chế quánh biệt, vật liệu có thể tự phục hồi các tổn yêu thương (vết thủng, dấu xước, dấu cắt…) nhằm trở về trạng thái gần như là nguyên vẹn ban đầu. Trường đoản cú đó, các sản phẩm làm bằng vật liệu tự lành tất cả độ bền cao, công dụng kinh tế hơn nhờ nâng cao hiệu năng sử dụng, bớt thiểu túi tiền sửa chữa, tiết kiệm chi phí năng lượng, tài nguyên và chất thải.

Công trình nghiên cứu và phân tích của PGS Nguyễn Thị Lệ Thu đã góp thêm phần xây dựng một hướng nghiên cứu mới của thế giới và mở màn cho việc phát triển các sản phẩm vật liệu từ bỏ lành tại Việt Nam. Điều xứng đáng tự hào là toàn cục tác giả phân tích công trình rất nhiều là fan Việt, thực hiện hoàn toàn ở Việt Nam, với những thiết bị trên Việt Nam. Công trình đã được trích dẫn 40 lần trên các tạp chí với sách chuyên ngành vật tư khoa học trên vắt giới.

Đối với các công trình nghiên cứu và phân tích trước trên đây trên cầm cố giới, vật tư polyuretan trên cơ sở link thuận nghịch Diels-Alder đều phải có cơ tính tốt hoặc chỉ có thể “tự lành” ở nhiệt độ cao (110-180 độ C). Cùng sự khác biệt, mới lạ trong hệ thứ liệu nghiên cứu và phân tích trong công trình này là vật liệu polyuretan bên trên cơ sở liên kết Diels-Alder được công bố đầu tiên trên cố giới cho biết thêm có nhân tài “tự lành” xuất sắc ở nhiệt độ dịu vơi (60-70 độ C) cơ mà vẫn đảm bảo an toàn có cơ tính cao. Đây đó là điểm rất dị nhất của nghiên cứu.

Đánh giá chỉ về dự án công trình này, TS Nguyễn Thanh sơn - Viện Nghiên cứu technology quốc gia đến biết: công trình xây dựng của PGS.TS Nguyễn Thị Lệ Thu thực thi theo hướng cải tiến và phát triển tính năng tự lành (self healing) và tăng cấp cơ tính của PU composite theo qui định D-A. Vật liệu PU hơi bền cùng rẻ, có thể tổng hợp từ nhiều nguồn nguyên liệu đã qua sử dụng như dầu cọ, dầu ăn nên giỏi cho môi trường. Hoàn toàn có thể nói, đó là bước đi tiên phong trong xu hướng vật liệu PU composites từ lành, 1 phía rất bao gồm tiềm năng ở Việt Nam.

*
PGS.TS Nguyễn Thị Lệ Thu.

Nhiều triển vọng

Để có những thành công ngày hôm nay, PGS.TS Nguyễn Thị Lệ Thu và tập sự đã hợp tác vào nghiên cứu vật liệu polymer tự lành từ khoảng năm 2013. Nhóm nghiên cứu đã nỗ lực trang bị mang lại mình những kỹ thuật phân tích phức hợp và sâu sát về khoa học vật tư trong đk thí nghiệm tại nước ta như: Kỹ thuật cùng hưởng từ hạt nhân proton (1H NMR), nhiễu xạ tia X góc rộng lớn (XRD), tán xạ tia X góc rộng (WAXS)… Để thực thi được nghiên cứu, nhóm bắt buộc đầu tư, trang bị những thiết bị chế tạo, phân tích mắc tiền tự động phân tích nhiệt độ quét vi không đúng (DSC), kính hiển vi năng lượng điện tử quét (SEM)... Mà chưa hẳn phòng thí nghiệm như thế nào trên thay giới cũng rất được có.

Công trình nghiên cứu và phân tích của PGS Lệ Thu đã xuất hiện nhiều áp dụng trong nghành nghề khoa học vật liệu. Trong nghành nghề y sinh, vật dụng liệu có thể ứng dụng ghép ghép da, làm cho keo dán lốt thương, domain authority nhân tạo... Quả đât đã áp dụng PU để sản xuất các điện cực tiếp xúc đính thêm lên da đo năng lượng điện tim đồ hoặc năng lượng điện não đồ. Với tính chất tự lành, công năng cơ học tập tốt, bền nhiệt, kéo dãn… vật tư giúp thành phầm tăng tuổi thọ xứng đáng kể. Vật liệu cũng xuất hiện thêm ý tưởng làm cho màng tủ thông minh tự có tác dụng lành vệt trầy xước mang đến xe hơi hay điện thoại thông minh hoặc chế tạo sơn có độ láng cao, kháng chất hóa học và tia cực tím áp dụng cho ngành tiếp tế ô tô.

Theo PGS Nguyễn Thị Lệ Thu, giải thưởng Tạ quang quẻ Bửu thật sự là nguồn đụng viên to đùng cho những nhà khoa học, thúc đẩy chuyển động khoa học technology có unique ở Việt Nam. Diễn đàn kinh tế quả đât đã bình chọn “vật liệu trường đoản cú lành” là 1 trong trong 10 technology nổi trội nhất của năm 2013, và đây cũng là năm mà nhóm nghiên cứu của chúng tôi hình thành.

Công trình được chọn lọc trao giải là 1 trong số các nghiên cứu mà nhóm cửa hàng chúng tôi đang theo xua đuổi bắt nguồn từ cảm giác của xu hướng bùng nổ các nghiên cứu và phân tích về vật liệu tự lành trên cụ giới, tuy vậy quá trình từ nghiên cứu và phân tích cơ phiên bản đến thương mại hóa vật tư mới này vẫn đã thử thách những nhà khoa học. “Cho dù các hiệu quả đạt được new chỉ là những bước đầu và con phố đến ứng dụng thực tiễn vẫn còn dài, nhưng phần lớn hiểu biết tích trữ được tự các nghiên cứu và phân tích này vẫn là hễ lực giúp chúng tôi tiếp tục theo xua đuổi niềm đam mê phân tích của mình”, PGS Nguyễn Thị Lệ Thu bày tỏ.

Dẫu vậy, sau vinh danh, công trình nghiên cứu này đang được cung cấp như nuốm nào là trằn trọc của PGS Nguyễn Thị Lệ Thu. Bởi vì thế, bà mong ước trong thời gian tới sẽ có thêm nhiều nguồn tài trợ nghiên cứu với tiến trình xét lựa chọn và nhận xét nghiêm ngặt nhưng đơn giản và dễ dàng hóa những thủ tục để tạo điều kiện cho những nhà khoa học làm phân tích một cách quality nhất. N

Bê tông là loại vật liệu chính trong xây dựng, tuy nhiên nó cũng là tác nhân hàng đầu phát thải khí CO2. Đó là tại sao nhiều đơn vị thầu cùng nhà hỗ trợ muốn test nghiệm những vật liệu bao gồm độ bền cao, nhưng thân mật và gần gũi với môi trường.

Xem thêm: Category Archives: Bộ Bàn Ghế Gỗ Thông Pallet Giá Rẻ, Uy Tín, Chất Lượng Nhất


Hai nhà nghiên cứu từ Viện Bách khoa Worcester bao gồm trụ thường trực Massachusetts sẽ đưa ý tưởng này tiến thêm một cách nữa. Suzanne Scarlata với Nima Rahbar đã cải cách và phát triển một chất thay thế cho bê tông nhưng mà không phân phát thải khí CO2.

Bên cạnh phương châm là loại vật liệu xây dựng mới, Enzymatic Construction Material (VLXD bằng Enzym) (ECM) (hình trên) có công dụng tự phục sinh và những nhà nghiên cứu và phân tích tin rằng nó còn có thể được sử dụng để vá bê tông.

ECM được chế tạo thành tự carbonic anhydrase, một một số loại enzyme được kiếm tìm thấy trong tế bào sống. Khi liên kết với CO2, nó tạo thành các tinh thể can xi cacbonat, thành phần bao gồm của ECM. Những thành phần khác của các thành phần hỗn hợp mới bao gồm bùn mèo và polyme, một chất liên kết. Hiệu quả là một loại vật liệu rất có thể loại quăng quật CO2 khỏi không khí và lưu trữ nó một cách an toàn, Scarlata và Rahbar cho biết.

Trong lúc bê tông tạo nên 181kg CO2/m3, thì ECM chứa khoảng chừng 8 kilogam CO2/m3. Ngoại trừ ra, quy trình tái chế ECM ít tiêu tốn năng lượng hơn những so với bê tông, những nhà phân tích cho biết.

Các nhà nghiên cứu cho biết, mặc dù có các loại thay thế sửa chữa khác sử dụng vi trùng thay vì chưng enzym, dẫu vậy chúng cảm thấy không được đồ bền bằng ECM, cùng các nguy cơ lây nhiễm vi trùng vẫn chưa xác định được.

Bê tông: có lợi nhưng chi chi phí cho môi trường thiên nhiên lớn

Theo The Guardian, bê tông là hóa học được sử dụng thoáng rộng nhất trên hành tinh sau nước, với thực sự là nền tảng cho những tòa nhà hiện đại. Mặc dù nhiên, giá thành cho môi trường là khôn cùng lớn đối với vật liệu này, cả từ tích điện tiêu hao trong quy trình tạo ra nó và từ cách nó mãi mãi sau khi không còn được sử dụng.

*

Theo một nghiên cứu năm 2019 tự Viện Hàn lâm kỹ thuật Quốc gia, việc sử dụng và sản xuất xi măng chiếm khoảng 8% lượng khí thải CO2 toàn cầu. Theo những nhà nghiên cứu, một vật tư xây dựng thay thế như ECM hoàn toàn có thể đi một đoạn đường dài hướng về việc tạo nên một ngành phát hành bền vững.

Rahbar cho rằng: “Mặc dù xi măng không mắc lắm mà lại về mặt tích điện thì nó khôn cùng đắt, và cần không hề ít năng lượng lẫn nguyên vật liệu để thêm các thành phần tạo nên bê tông. Kế bên ra, bê tông chẳng thể tái chế được. Trên thực tế, sẽ cần tốn thêm năng lượng để nghiền nhỏ bê tông lại ”.

Tương lai của ECM

Mặc dù ECM không thể biến đổi loại liệu đủ bền cho các tòa đơn vị cao tầng, nhưng những nhà nghiên cứu cho biết nó có thể được sử dụng cho những dự án bé dại hơn với nhu cầu tải thấp hơn như mặt bên của một ngôi nhà. Hiện tại cường độ chịu đựng lực của vật liệu là khoảng tầm 12 MPa, trong lúc bê tông Portland điển hình nổi bật dao hễ từ trăng tròn - 40 Mpa - MP là phép đo cường độ áp lực hoàn toàn có thể tác rượu cồn lên bê tông trước khi nó bị nứt hoặc hỏng.

Các nhà nghiên cứu đã được cấp bằng bản quyền sáng chế ECM; nó được cấp phép cho một công ty mang tên Enzymatic Inc. để cung ứng làm vật liệu xây dựng. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu có kế hoạch nâng cấp độ chịu đựng lực của ECM để nó hoàn toàn có thể được sử dụng trong những dự án to hơn cũng giống như khả năng phòng lại nhiệt độ và nhu yếu sử dụng nước phệ của nó.

Scarlata nói: công nghệ đã làm việc đó, nhưng rất cần phải điều chỉnh và cải cách và phát triển thêm một chút.

Rahbar cho thấy thêm hiện tại, ECM có mức giá khoảng 168 USD/1 m3, mặc dù chi phí sử dụng năng lượng của nó (tổng ảnh hưởng tác động của tất cả phát thải khí bên kính do vật tư trong xuyên suốt vòng đời của nó) thấp hơn những so với bê tông tiêu chuẩn. Theo Concrete Network, giá chỉ bê tông tiêu chuẩn chỉnh rất khác nhau, dẫu vậy rơi vào thời gian 125 USD/m3.

Các bước tiếp theo sau của Scarlata cùng Rahbar bao gồm tiến hành các thử nghiệm, đôi khi tìm kiếm các khoản tài trợ để phân tích thêm. Các nhà nghiên cứu mong muốn rằng ECM rất có thể được sử dụng trong tương lai gần.