Sự thay đổi nhanh của siêu bọt

Neil Shirtcliffe và cộng sự thuộc trường Đại học Nottingham Trent, Anh, chưa biết vật liệu kỳ lạ này dùng vào việc gì. Các nhà nghiên cứu cho rằng vật liệu lai bọt không thấm nước này được chế tạo có tính chất đặc biệt ở nhiệt độ 400 ^oC hoặc thấp hơn, vì vậy ứng dụng rất có thể sẽ là làm cảm biến nhiệt độ trong lò. Dù ứng dụng của vật liệu là gì đi nữa, vật liệu là một sự kỳ diệu của hỗn hợp rất hấp dẫn.

Vật liệu được chế tạo từ matrix (chất nền) methyltriethoxysilane có các lỗ rỗng: hơn 75% thể tích vật liệu là không khí. Các bề mặt bên trong và bên ngoài được phủ một lớp nhóm methyl kỵ nước có cấu tạo từ cacbon và hydro. Lớp phủ này làm vật liệu có tính kỵ nước, làm nước tạo thành giọt nhỏ trên mặt của bọt, giống như thủy ngân tạo thành trên mặt bàn.

Nhưng sự gia nhiệt vật liệu bọt lên quá nhiệt độ tới hạn sẽ khử các nhóm methyl, để lại các nhóm hydroxyl cấu tạo từ oxy và hydro, là chất ưa nước. Quá trình này biến đổi vật liệu thành bọt thấm các giọt chất lỏng.

Theo Carole Perry, một thành viên Nhóm nghiên cứu, điều đáng chú ý là sự biến đổi này tiến thẳng từ trạng thái không thấm nước sang trạng thái bọt thấm nước mà không có giai đoạn chuyển tiếp.

Khi gia nhiệt mẫu vật liệu lên 390 ^oC và sau đó để nguội, giọt nước sẽ đọng trên bề mặt khối vật liệu. Tuy nhiên, mẫu vật liệu ở nhiệt độ 400 ^oC trước khi làm nguội sẽ hấp thụ nước hoàn toàn. Theo Perry, các nhà nghiên cứu đã không dự đoán được hiệu ứng này mạnh như thế nào trước khi quan sát thấy nó. Nhóm nghiên cứu đã thông báo kết quả trong tạp chí Chemical Communications.

Các nhà nghiên cứu đã sản xuất nhiều loại vật liệu có nhiệt độ biến đổi khác nhau, vật liệu có nhiệt độ biến đổi thấp nhất là 275 ^oC. Theo Perry, các vật liệu này có thể sử dụng để đo nhiệt độ tối đa đạt được trong lò: một dải vật liệu biến đổi trong một phạm vi nhiệt độ có thể thấm nước đã pha màu sau khi lấy ra khỏi lò. Các vật liệu được hoạt hóa sẽ hấp thụ chất lỏng, còn các vật liệu có nhiệt độ biến đổi cao hơn nhiệt độ tối đa của lò sẽ vẫn khô. Tuy nhiên, còn chưa rõ là loại nhiệt kế này có tốt hơn các loại nhiệt kế truyền thống được sử dụng trong lò hay không.

Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang tìm cách nghiên cứu áp dụng tính chất hóa học này để tạo ra sự biến đổi bề mặt giữa trạng thái trơn và không trơn.

Nguồn: Nature; vista 27/7/2006