Chế tạo thành công vật chất siêu bền có nguồn gốc tế bào thực vật

Khoa học đã chỉ ra bộ phận cứng rắn và bền bỉ nhất của cây không phải gốc hay rễ, mà chính là thành của những tế bào, đó là những tinh thể cellulose với kích cỡ hiển vi.

Các nhà nghiên cứu tại MIT đã tạo ra một chất tổng hợp làm từ các tinh thể cellulose kết hợp với một chút polymer nhân tạo cứng chắc hơn một số dạng xương rắn rỏi, và cũng cứng rắn hơn hợp kim nhôm vẫn được dùng trong chế tác. Công thức chế tạo hợp chất chứa CNC mới cho phép các nhà khoa học vừa có thể in 3D vật chất, lại vừa có thể đúc vật liệu theo cách thông thường.
Vi cấu trúc của vật liệu mới có thể so sánh được với lớp xà cừ trắng bóng thường thấy trong vỏ của động vật thân mềm.

Một tế bào gỗ đơn lẻ cấu thành từ những sợi cellulose – là thứ polymer tự nhiên dẻo dai, và cũng là thành phần làm nên cấu trúc của mọi thực vật. Trong mỗi sợi vật chất đó là tinh thể nano cellulose gia cố (reinforcing cellulose nanocrystal, hay CNC); chúng là những chuỗi polymer hữu cơ xếp thành những hình tinh thể cận hoàn hảo.

Ở quy mô nano, CNC rắn chắc hơn áo giáp Kevlar, và có tiềm năng sản sinh ra những loại nhựa tự nhiên dẻo dai hơn, thân thiện hơn với môi trường.  Khi đưa vào thử nghiệm, nhóm thấy rằng những hạt cellulose giúp vật liệu không vỡ làm đôi dù bị nứt. Khả năng chống chịu khiến vật liệu trở thành tổ hợp chất tiềm năng, mang trong mình sự cứng cáp, dẻo dai của cả kim loại và nhựa.

Giáo sư A. John Hart, một trong những thành viên của dự án cho biết: Bằng cách tạo ra hợp chất chứa một lượng lớn CNC, chúng tôi có thể đưa những đặc tính chưa từng có vào các vật liệu gốc polymer. Nếu ta có thể thay thế những loại nhựa gốc dầu hỏa bằng cellulose gốc tự nhiên, điều này sẽ có thể cải thiện “thể trạng” của hành tinh.