Yokohama tạo ra cao su chống nứt bằng công nghệ hạt nano

CSVN – Yokohama Rubber, hợp tác với Đại học Shinshu, đã có một bước đột phá trong việc phát triển một loại cao su đàn hồi có khả năng chống nứt cao. Vật liệu cải tiến này bao gồm các polyme bền có nguồn gốc từ các hạt nano và không cần sử dụng các chất phụ gia như dung môi hữu cơ hoặc chất gia cố.

Hình minh họa thử nghiệm xé từ một vết cắt trên màng hạt nano.
Quá trình hình thành màng hạt nano

Dự án nghiên cứu chung do Phó Giáo sư Daisuke Suzuki từ Trường Cao học Khoa học và Công nghệ Dệt may của Đại học Shinshu và RISM (Sáng kiến Nghiên cứu về vật liệu siêu bền) đứng đầu, hứa hẹn sẽ tạo ra các sản phẩm cao su và lốp xe an toàn hơn, bền hơn và thân thiện với môi trường. Thêm vào đó, vật liệu cao su này có thể dễ dàng tái chế mà không bị hư hỏng, góp phần thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn.

Để đạt được kết quả này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các polyme dựa trên hạt nano được tổng hợp thông qua phương pháp trùng hợp nhũ tương nhỏ. Sử dụng dung dịch nước phân tán của các hạt nano, họ đã tạo ra màng hạt nano (vật liệu cao su) bằng cách làm bay hơi nước trong dung dịch. Để tăng cường khả năng chống nứt mà không cần phụ thuộc vào các chất phụ gia khác như chất gia cố, các nhà nghiên cứu đã đưa các phân tử rotaxane (còn được gọi là hợp chất siêu phân tử) làm chất liên kết ngang vào các hạt nano. Sự kết hợp các phân tử rotaxane này không chỉ tăng cường khả năng chống nứt của vật liệu mà còn mang lại độ đàn hồi cao cho cao su. Các màng hạt nano chỉ bao gồm các hạt nano có thể dễ dàng bị phân hủy bằng cách ngâm chúng trong dung dịch nước-ethanol, một quá trình ít gây tác động đến môi trường.

Sau đó, bằng cách làm bay hơi ethanol, dung dịch nước-ethanol có thể được chuyển đổi trở lại thành dung dịch nước phân tán có chứa các hạt nano và nước, cho phép tái tạo màng hạt nano một cách đơn giản mà không làm giảm chất lượng. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên Langmuir, một tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, vào ngày 17 tháng 6. Là một phần trong kế hoạch quản lý trung hạn của Công ty Yokohama Rubber cho các năm tài chính 2021 đến 2023, được gọi là Chuyển đổi Yokohama 2023 (YX2023), công ty cam kết thực hiện các sáng kiến bền vững theo nguyên tắc hướng dẫn “Quan tâm đến tương lai”. Bằng cách tiến hành các hoạt động kinh doanh của mình với các sáng kiến này, Yokohama Rubber đặt mục tiêu giải quyết các thách thức xã hội và nâng cao giá trị doanh nghiệp. Đáng chú ý, công ty đang tích cực theo đuổi các sáng kiến về môi trường dựa trên chiến lược ba trụ cột xoay quanh việc đạt được tính trung lập carbon, thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn và thúc đẩy sự chung sống hài hòa với thiên nhiên. Để theo đuổi nền kinh tế tuần hoàn, Yokohama Rubber chuyên phát triển các loại lốp xe kết hợp các vật liệu bền vững.

NGUYỄN ANH NGHĨA