Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 27/12/2006 23:18 (GMT+7)

Hiện tượng nhăn ở những lớp mỏng mềm: từ bong bóng xà phòng, băng giấy, đến da người và vỏ Trái đất

Để bắt đầu, hai ông đã nhắc lại một sự kiện bất ngờ đã đến với cô Mireille Delaye đang chuẩn bị luận án tiến sỹ tại Đại học Paris . Lúc đó là năm 1973, Delaye đang sử dụng laze để tìm những thăng giáng trong một bóng xà phòng. Nói cụ thể hơn, Delaye đang nghiên cứu về một tinh thể lỏng loại smectic A (gồm các phân tử thẳng hàng sắp xếp thành những lớp riêng biệt với trục phân tử vuông góc với mặt phẳng lớp) – một vật thể giống như một bánh xenđúit gồm những lớp mềm ở quy mô phân tử (xem hình phần bên trái). Vô tình chạm vào mẫu đo nóng, cô nghiên cứu sinh vội giật tay ra và ngạc nhiên nhìn thấy trên trần nhà một dãy đỉnh nhiễu xạ do chùm laze bị phản xạ gây ra.

Hiện tượng trên không lâu sau đó đã được giải thích ở Orsay (Pháp) và Harvard (Mỹ) và đã được quan sát bởi Clarkvà Meyer (xem: P.G. de Gennes, J. Prost, The Physics of Liquid Crystals, 1993, sect. 7.1.7) .Do sức căng, các lớp mềm đã nhăn lại (xem hình, phần bên phải). Khoảng cáchlgiữa các gợn là do sự dung hoà giữa một bên là năng lượng biến dạng, và bằng căn bậc hai của kích thước phân tử (tỉ số của hai suất đàn hồi) nhân với kích thước của mẫu đo (bề rộng). Sự nhăn lại này vừa được Cerda và Mahadevan xem xét trong một bối cảnh rộng lớn hơn.

Các tác giả đã xuất phát từ một nhận xét chung. Lấy một tờ mỏng băng chất dẻo (loại dùng để gói thực phẩm), cắt ra một băng và kéo ở hai đầu, Một tập hợp các gợn song song với băng sẽ xuất hiện. Các tác giả lại chứng minh rằng bước sóngltỉ lệ với căn bậc hai của kích thước mẫu đo. Kết quả này mới xem dường như chỉ là một bài tập vui về cơ học. Thực chất nó rất quan trọng trong cuộc sống hàng ngày trên nhiều phương diện. Cerda và Mahadevan đã chỉ cho thấy một quả táo già đã nhăn lại như thế nào và kích thước dài của các gợn bằng bao nhiêu. Hai ông cũng đã nói đến da người gồm một lớp biểu bì tương đối cứng gắn vào một lớn chân bì (da trong) dầy hơn khoảng 10 lần. Lớp da tổ hợp này nằm yên ở phần lớn cơ thể trừ hai ngoại lệ. Thứ nhất, đó là những vùng mà da dày hơn lên. Theo sự phân tích của các tác gải, bằng cách châm vào mu bàn tay, ta sẽ gây ra một sự không ổn định với bước sóng điển hình là 2,5mm. Thứ hai, ở những vùng mà da nằm gần xương và xếp nếp trên xương, sức căng có thể gây ra sự nhăn lại giống như trường hợp tờ chất dẻo.

Các ý tưởng trên cũng đúng ở quy mô nhỏ hơn nhiều. Khi một tế bào trườn trên một nền mềm , nó sẽ làm cái nền này bị nhăn lại. Theo Cerda và Mahadevan, về nguyên tắc ta có thể suy ra sức căng đặt vào tế bào từ khoảng cách giữa hai gợn kế tiếp nhau (bước sóng)l. Một thí dụ khác là cái “mụn nước” (vesicle) – một túi mềm, mỏng, tạo thành những lớp kép lipit kín có độ dày~3nm. Nếu có một sức căng nhẹ đặt lên cái mụn nước (thí dụ như do các dòng chảy trượt) thì nó sẽ nhăn lại.

Ta có thể mở rộng các nhận xét trên các lớp “da” (lớp vỏ ngoài) đá rắn bao phủ Trái đất của chúng ta hay không, lớp “da” này có phần nào giống như lớp váng trong một tách sữa nóng? Ta không thấy ở sữa nóng có sự nhăn lại (sự xuất hiện các gợn). Nhưng ở quy mô địa vật lý, ta có thể không quan sát được sự không ổn định do sức căng theo lý thuyết Cerda – Mahadevan: lớp mỏng rắn có thể bị đứt gãy trước khi nó nhăn lại.

Công trình của Cerda và Mahadevan, theo đánh giá của Brochard – Wyard và de Genne, là một hiểu biết đơn giản và đẹp đẽ về nhiều hiện tượng tự nhiên – nó là cái cầu nối giữa hình học , cơ học, vật lý học và ngay cả sinh học. Kết quả này có thể so sánh với kết quả mà T.Witten và các cộng sự đã đạt được cách đây mấy năm về vật lý của giấy bị vò nhàu (Science, 270, 1482, 1995), cũng là một hiện tượng dường như đơn giản nhưng ý nghĩa của nó rất rộng rãi và để hiểu biết được cần phải có những nghiên cứu rất sâu sắc.

Chú thích ảnh:Sự nhăn lại do chất căng. Ở mức phân tử, một tinh thể lỏng smetic là một chồng lớp chất lỏng (bên trái), Nếu chồng này chịu một sức căng T, các lớp sẽ nhăn lại để lấp kín khoảng không gian tăng thêm. Bước sónglcủa các gợn vào cỡ vài micrômét.

Nguồn: Vật lý ngày nay, số 6, 12-2003

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

VUSTA xây dựng đề án vị trí việc làm giai đoạn 2027–2031
Là hội quần chúng được Đảng và Nhà nước giao nhiệm vụ ở Trung ương, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đang tập trung triển khai việc rà soát vị trí việc làm (VTVL), xây dựng phương án biên chế giai đoạn 2027–2031, nhằm hoàn thiện tổ chức bộ máy và nâng cao hiệu quả tập hợp đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ (KH&CN).
Tập huấn sử dụng hệ thống thông tin điều hành tác nghiệp Mặt trận Tổ quốc Việt Nam
Ngày 5/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Hướng dẫn sử dụng phần mềm trong quản lý và điều hành tác nghiệp văn bản đi và đến. Hội thảo nhằm nâng cao kỹ năng sử dụng, khai thác hiệu quả các chức năng của hệ thống số hóa, góp phần tích cực vào quá trình chuyển đổi số toàn diện trong công tác quản lý, điều hành và xử lý văn bản nghiệp vụ tại Cơ quan VUSTA.
Lào Cai: 52 đề tài xuất sắc sẽ được trao giải Cuộc thi lần thứ 21
Chiều 3/11, Ông Giàng Quốc Hưng - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch UBND tỉnh, Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh, Trưởng Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật (Hội thi) và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh (Cuộc thi), chủ trì cuộc họp thống nhất công tác chuẩn bị tổng kết, trao giải Cuộc thi lần thứ 21 và phát động Cuộc thi lần thứ 22.
Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.
Đắk Lắk: Phản biện hồ sơ Dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời
Sáng 29/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Hội đồng góp ý, phản biện xã hội và phản biện khoa học đối với hồ sơ đề nghị chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án Nhà máy điện gió E&M Đắk Lắk tại xã Ea Knốp và xã Cư Prao; Dự án Nhà máy điện mặt trời Jang Pông 2 tại xã Ea Wer.
Góp ý Luật luật An toàn, vệ sinh lao động: Lấy bảo vệ con người và quản trị rủi ro làm trung tâm
Ngày 30/10/2026, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp Hội Khoa học Kỹ thuật An toàn Vệ sinh Lao động Việt Nam (VOSHA) tổ chức Hội thảo "Góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật An toàn, vệ sinh lao động". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch VUSTA và GS.TS Lê Vân Trình, Chủ tịch VOSHA đồng chủ trì.
VUSTA công bố các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt
Ngày 30/10/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trang trọng tổ chức Hội nghị công bố các quyết định quan trọng về công tác cán bộ. Lãnh đạo VUSTA đã trao quyết định nghỉ hưu hưởng chế độ cho 02 cán bộ, chuyên viên, đồng thời trao các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển trong giai đoạn mới.
Liên hiệp Hội Việt Nam hưởng ứng tháng “Vì người nghèo”
Sáng 27/10, tại Hội trường xã Quốc Oai, Khối thi đua các tổ chức thuộc lĩnh vực Khoa học - Kinh tế - Pháp luật - Giáo dục - Đối ngoại thuộc Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam phối hợp với Ủy ban MTTQ Việt Nam thành phố Hà Nội, Hội Luật gia thành phố Hà Nội và xã Quốc Oai tổ chức Hội nghị “Nghe dân nói, nói dân nghe” và thực hiện Tháng cao điểm vì người nghèo 2026.