Trong bối cảnh thiết bị điện tử và phương tiện gắn liền với đời sống, những vết xước trên điện thoại, va quẹt xe hay rạn nứt đồ dùng thường gây không ít phiền toái và tốn kém. Để khắc phục, các nhà khoa học đang phát triển vật liệu tự hồi phục - công nghệ hứa hẹn không chỉ đem lại sự tiện lợi mà còn mở ra cách tiếp cận mới về độ bền và tuổi thọ sản phẩm.

Hết thời tốn tiền sửa màn hình, sơn lại xe?

Vật liệu tự vá, hay còn gọi là vật liệu tự hồi phục (self-healing materials), được hiểu là nhóm vật liệu có khả năng tự động sửa chữa những hư hỏng nhỏ như vết nứt, vết xước hoặc rạn bề mặt mà không cần đến sự can thiệp của con người. 

Cơ chế phổ biến nhất là khi bề mặt bị tổn thương, các phân tử hoặc vi nang siêu nhỏ trong vật liệu sẽ được kích hoạt, giải phóng chất lỏng hoặc tái tạo liên kết hóa học, từ đó lấp đầy vết hỏng và khôi phục trạng thái ban đầu. Quá trình này gợi nhớ đến cách làn da con người tự lành sau khi bị trầy xước.

Trong lĩnh vực điện thoại, nhiều nghiên cứu đang hướng đến màn hình có khả năng tự chữa lành vết nứt nhỏ. Các nhà khoa học tại Đại học Colorado đã phát triển một loại polymer dẫn điện có thể tự vá trong vài giờ ở nhiệt độ phòng, hứa hẹn giúp điện thoại bền hơn và giảm chi phí sửa chữa. Trước đây, LG từng gây chú ý với dòng G Flex được phủ lớp vật liệu có thể làm mờ đi những vết xước nhẹ trên lưng máy, cho thấy khả năng thương mại hóa là hoàn toàn khả thi.

Với xe cộ, các hãng như Toyota hay Nissan đã thử nghiệm lớp sơn phủ có chứa vi nang, có thể tự làm biến mất vết trầy xước khi tiếp xúc với ánh nắng trong khoảng 30 phút. Điều này không chỉ giữ cho bề ngoài xe luôn mới mà còn giảm đáng kể nhu cầu sơn sửa, vốn gây tác động không nhỏ đến môi trường.

Trong đời sống hằng ngày, các nhà nghiên cứu cũng đang phát triển nhựa sinh học có khả năng tự vá, vừa bền vừa thân thiện với môi trường. Khi được ứng dụng vào vali, ba lô, bàn ghế hay thậm chí giày dép, loại nhựa này giúp đồ dùng khắc phục những vết rạn nhỏ, kéo dài thời gian sử dụng và giảm lượng rác thải nhựa.

Tương lai của công nghệ vật liệu tự hồi phục

Sự ra đời của vật liệu tự vá không chỉ là một bước tiến kỹ thuật, mà còn góp phần quan trọng vào xu hướng phát triển sản phẩm bền vững. 

Với smartphone, màn hình có khả năng tự hồi phục sẽ hạn chế nhu cầu thay thế linh kiện, từ đó giảm thiểu lượng rác thải điện tử - loại rác đang tăng nhanh nhất toàn cầu. 

Trong ngành ô tô, việc ứng dụng lớp sơn và nhựa tự vá có thể giảm chi phí bảo dưỡng, đồng thời hạn chế lượng khí thải và hóa chất độc hại từ quy trình sơn sửa truyền thống.

Tác động xã hội của công nghệ này cũng đáng chú ý. Người dùng bớt lo lắng về việc giữ gìn thiết bị, còn các doanh nghiệp có cơ hội khẳng định thương hiệu gắn liền với sự bền bỉ và đổi mới. 

Tuy vậy, thách thức vẫn còn ở mức giá thành và khả năng sản xuất đại trà. Các loại vật liệu tiên tiến này vẫn cần thêm thời gian để rẻ hơn, dễ phổ cập hơn, thay vì chỉ xuất hiện trong các dòng sản phẩm cao cấp.

Trong tương lai, công nghệ tự hồi phục được kỳ vọng sẽ mở rộng sang nhiều lĩnh vực ngoài điện tử và ô tô. Các nhà khoa học đang thử nghiệm bê tông có thể tự lấp kín vết nứt để kéo dài tuổi thọ công trình, hay vật liệu cấy ghép y tế có thể tự hồi phục trong cơ thể con người. 

Trong ngành hàng không, ý tưởng về lớp vỏ máy bay tự vá trong chuyến bay cũng đã được đặt lên bàn nghiên cứu. Nếu thành công, những ứng dụng này có thể thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hiểu về độ bền, an toàn và sự tiện lợi trong đời sống công nghệ.

Tạo ra vật liệu mới bền như kim loại, dẻo như nhựa

Một nhóm nhà khoa học Mỹ vừa chế tạo thành công một loại vật liệu mới có độ bền như kim loại, độ trong suốt như thủy tinh và độ dẻo như nhựa, nhưng hoàn toàn không gây hại cho môi trường.