Các chủ đề nóng trong Khoa học & Kỹ thuật Vật liệu:
Khoa học & Kỹ thuật Vật liệu đã đi một chặng đường dài để đáp ứng những thách thức khó khăn của thế giới hiện đại. Dưới đây là các lĩnh vực tiên tiến đang được khám phá:
1. Vật liệu 2D: Vật liệu hai chiều có cấu trúc nguyên tử phẳng và hứa hẹn những ứng dụng mang tính cách mạng. Graphene, một tấm phẳng gồm các nguyên tử carbon, rất phổ biến, đầy hứa hẹn và đã biến đổi nhiều ứng dụng. Những loại mới như Germanene, Silicene, Stanene và Phosphorene mang lại tiềm năng to lớn chưa được khám phá.
2. Siêu vật liệu: Đây là những kỳ quan được thiết kế, thách thức thiên nhiên bằng những đặc tính độc đáo của chúng. Cấu trúc bên trong được chế tạo tinh xảo, nhỏ hơn bước sóng mà chúng ảnh hưởng, cho phép thao tác phi thường với sóng điện từ, âm thanh, v.v., biến điều không thể thành có thể.
3. Học máy cho vật liệu: ML là phép thuật quay tròn trong khoa học vật liệu. Các nhà nghiên cứu đang dự đoán các đặc tính, khám phá các vật liệu mới và cải tiến những vật liệu hiện có bằng cách sử dụng máy học trên các bộ dữ liệu hiện có. ML vượt trội hơn khoa học vật liệu tính toán trong nhiều lĩnh vực.
4. Vật liệu bền vững: Sự gia tăng của hiện tượng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu đòi hỏi các vật liệu có thể tái chế, thân thiện với môi trường với lượng khí thải carbon thấp, được gọi là vật liệu ‘bền vững’. Các lĩnh vực ứng dụng chính bao gồm các ngành công nghiệp đóng gói, ô tô, xây dựng và hàng tiêu dùng. Ví dụ: bao bì có thể tái chế.
5. Vật liệu năng lượng: Cần có vật liệu mới để chuyển đổi ngành năng lượng. Vật liệu năng lượng là những vật liệu sản xuất, lưu trữ và quản lý năng lượng một cách hiệu quả, rất quan trọng cho sự thành công trong các lĩnh vực như công nghệ pin, lưu trữ hydro, phản ứng tổng hợp/phân hạch hạt nhân và năng lượng xanh.
6. Sản xuất bồi đắp: Một kỹ thuật đầy hứa hẹn giúp xây dựng các đối tượng theo từng lớp dựa trên các mô hình kỹ thuật số. Các vật liệu ngoài polyme như kim loại và gốm sứ đang được tối ưu hóa. Thị trường vật liệu in 3D dự kiến sẽ đạt 2,78 tỷ USD vào năm 2024.
7. Vật liệu thông minh và phản ứng nhanh: Vật liệu có đặc tính thích ứng thay đổi hành vi để đáp ứng với những thay đổi của môi trường hoặc các kích thích bên ngoài, chẳng hạn như bê tông tự phục hồi, tự sửa chữa các vết nứt của chính nó.
8. Trọng lượng nhẹ: Giảm trọng lượng của sản phẩm/cấu trúc thông qua tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao hoặc vật liệu có mật độ thấp, như sợi carbon trong ô tô, máy bay và xe đạp. Khu vực quan trọng!
9. Công nghệ nano: Thao tác vật chất ở cấp độ nano để tạo ra các vật liệu mới có đặc tính và chức năng độc đáo, như các hạt nano đưa thuốc đến các mục tiêu chính xác trong cơ thể.
10. Mô phỏng sinh học: Vật liệu mô phỏng cấu trúc, chức năng hoặc hành vi tự nhiên, chẳng hạn như băng tắc kè với những sợi lông có kích thước nano lấy cảm hứng từ bàn chân tắc kè, bám dính vào bất kỳ bề mặt nào. Đây là một số lĩnh vực tiên tiến trong khoa học vật liệu!
(Hình ảnh: được tạo trực tuyến từ hình ảnh Wikipedia)
(St.)
Ý kiến bạn đọc (0)