Phát triển loại bê tông thông minh có thể tự sản xuất điện

Các kỹ sư ở Đại học Pittsburgh phát triển một loại bê tông thông minh đa năng siêu nhẹ, độ nén cao, có thể điều chỉnh hình dáng phù hợp với nhiều công trình hạ tầng khác nhau và tự sản xuất điện.

Theo đó, loại vật liệu mới này cấu tạo từ mạng lưới polymer auxetic gia cố bên trong ma trận xi măng dẫn điện. Xi măng dẫn điện được củng cố bằng bột graphite, tạo thành điện cực. Một kích thích cơ học có thể dẫn tới điện khí hóa giữa các lớp.

Bê tông do nhóm nghiên cứu của Amir Alavi tạo ra không thể sản xuất đủ năng lượng để đưa vào lưới điện. Tuy nhiên, vật liệu này có thể dùng để theo dõi thiệt hại bên trong công trình bê tông, ví dụ trong trường hợp động đất.

Về mặt vật lý, bản thân siêu vật liệu có thể được tinh chỉnh để phù hợp với nhu cầu của công trình, tăng tính linh hoạt, hình dạng và độ giòn, đồng thời trong các thử nghiệm có thể nén tới 15% mà vẫn duy trì độ liền khối của kết cấu.

Nhóm nghiên cứu cho biết: "Dự án này tạo ra bê tông siêu vật liệu tổng hợp đầu tiên với độ nén siêu cao và khả năng sản xuất điện. Những hệ thống bê tông siêu nhẹ và dễ điều chỉnh cơ học như vậy có thể mở đường cho việc sử dụng bê tông trong nhiều ứng dụng đa dạng như vật liệu giảm xóc ở sân bay, giúp giảm tốc độ cho máy bay trên đường băng hoặc bộ cách ly địa chấn”.

Các nhà nghiên cứu cho rằng, loại vật liệu bê tông này có thể trở thành một thành phần được sử dụng rộng rãi trong cơ sở hạ tầng, vì nó “có thể mở rộng, tiết kiệm chi phí và có thể tự duy trì hoạt động của mình thông qua năng lượng khai thác xanh”.

Vật liệu thông minh này thậm chí có thể cung cấp điện cho chip gắn trong đường cao tốc để hỗ trợ xe tự lái. Tuy nhiên, trong tương lai gần, các nhà khoa học sẽ cần thử nghiệm trên quy mô lớn và tìm hiểu làm thế nào để ngăn cách vật liệu với áp lực môi trường như độ ẩm, thời tiết ướt át và biến động nhiệt độ.