CSVN – Lốp ô tô được làm từ sự kết hợp của cao su, nhựa polyme và nhiều vật liệu khác. Khi lốp xe tiếp xúc với đường, các hạt nhỏ của những vật liệu này có xu hướng tách ra. Chúng có thể lẫn trong nước, đất, trong khi một số bay vào không khí. Tác động lâu dài tiềm ẩn của những hạt lốp xe này đối với con người và sinh vật vẫn chưa được nghiên cứu sâu, nhưng chắc chắn không thể tốt.

Tăng cường độ bền

Trong tương lai, có thể có một cách để sản xuất lốp xe mà không cần polyme hoặc chỉ cần một lượng tối thiểu. Trong quá trình này, lượng ô nhiễm vi mô có thể được cắt giảm đáng kể. Giáo sư hóa học Stephen Craig của Đại học Duke và nhóm của ông đã tìm ra một phương pháp để tăng độ dẻo dai của vật liệu cao su lên một mức độ lớn mà không ảnh hưởng đến các khía cạnh hiệu suất khác. Họ đã nghiên cứu các phản ứng phân tử xảy ra trong một nhóm vật liệu polyme linh hoạt được gọi là chất đàn hồi.

Chúng được tìm thấy trong các vật dụng hàng ngày khác nhau như lốp xe cao su, nitrile được sử dụng trong găng tay y tế hoặc silicone có trong kính áp tròng mềm. Điều khiến chúng thực sự đáng chú ý là khả năng chịu được lực kéo và nén lặp đi lặp lại trước khi trở lại hình dạng ban đầu. Nhưng chúng không phải không thể phá hủy. Khi đủ sức căng chúng bắt đầu rạn nứt.

Hầu hết các phương pháp tăng cường độ bền của chất đàn hồi thường liên quan đến sự đánh đổi, chẳng hạn như hy sinh tính đàn hồi để tăng độ dẻo dai. Nhưng sự kết hợp có thể không phải lúc nào cũng cần thiết, theo nghiên cứu mới. Chìa khóa nằm ở sự kết hợp của các liên kết yếu bên trong vật liệu, góp phần vào tăng cường độ bền.

Ngăn ngừa ô nhiễm vi nhựa.

Các chất đàn hồi trông giống như một khối dây hoặc sợi cuộn lỏng lẻo. Đây là những phân tử polyme dài, được gọi là chuỗi, được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị được gọi là liên kết ngang. Sự hiện diện của các liên kết chéo rất quan trọng để duy trì hình dạng của các vật liệu đó. Khi có lực tác dụng, dây xích sẽ dài ra. Khi được giải phóng khỏi lực lượng, chúng quay trở lại.

Trong nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã giới thiệu các liên kết ngang yếu giữa một số chuỗi polyme được thiết kế để phá vỡ dưới sức căng. Họ đã tạo ra hai chất đàn hồi giống hệt nhau làm từ polyacrylate, một loại polymer được sử dụng trong sản xuất ống mềm. Sau đó, ở một số, họ đã thay thế các liên kết chéo bằng những liên kết yếu hơn năm lần do một phân tử được thêm vào sẽ bị phá vỡ dưới sức căng.

Craig cho biết trong một tuyên bố rằng người ta mong đợi, với các thí nghiệm của họ “các mối liên kết dễ bị đứt hơn dẫn đến các vật liệu dễ rách hơn”. Tuy nhiên, trái với kỳ vọng ban đầu, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra kết quả ngược lại. “Thật thú vị, mạng tổng thể thực sự trở nên mạnh hơn đáng kể thay vì yếu đi”, Craig nói thêm.

Trong các thử nghiệm cơ học, các nhà nghiên cứu đã đưa các tấm mỏng của mỗi vật liệu vào một máy đo lực cần thiết để xé một mẫu. Mặc dù có độ cứng và độ đàn hồi tương đương, nhưng vật liệu được chế tạo bằng cách sử dụng các liên kết ngang yếu hơn tỏ ra khó rách gấp 9 lần so với vật liệu được liên kết ngang bằng các liên kết mạnh hơn.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy, lốp xe thải ra khoảng sáu triệu tấn bụi và mảnh vụn hàng năm trên phạm vi toàn cầu. Sự giải phóng các hạt này chiếm tới 10% lượng vi nhựa được tìm thấy trong các đại dương của chúng ta và góp phần tạo ra khoảng 3-7% vật chất dạng hạt có trong không khí mà chúng ta hít thở. Craig nói trong một tuyên bố: “Đó chỉ là do gai lốp mòn trên đường”.

Các nhà nghiên cứu thừa nhận rằng vẫn còn một chặng đường dài phía trước để sử dụng những phát hiện của họ để thiết kế cao su tổng hợp bền hơn giống như loại được tìm thấy trong lốp xe. Tuy nhiên, họ đã nộp bằng sáng chế cho phương pháp này và hy vọng sẽ tiếp tục công việc.

QUỐC KHÁNH – ANH NGHĨA

(theo.zmescience.com)