Công nghệ độc đáo: Chế tạo thành công loại vàng 18 carat có thành phần nhựa

Các chuyên gia phòng thí nghiệm Viện công nghệ liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) vừa giới thiệu kết quả nghiên cứu về một loại vàng mới, nhẹ hơn 5-10 lần so với kim loại thông thường, với mật độ của chỉ là 1,7g/cm3. Để có được sản phẩm nói trên, các nhà khoa học đã sử dụng sợi protein (protein fibres) và polymer latex, sau đó họ chèn các đĩa tinh thể nano vàng mỏng (discs of gold nanocrystals) vào đó.

Đầu tiên, các nhà khoa học đã phát triển hỗn hợp và tạo ra sự phân tán, rồi thêm muối để biến thành một loại gel (một dạng dung dịch, keo có độ kết dính tốt). Tiếp theo, nước được thay thế bằng cồn và gel cồn được đặt trong một buồng, trộn lẫn cồn với carbon dioxide dưới áp suất cao. Một aerogel đồng nhất đã được hình thành, trong đó, dưới tác động của nhiệt, ngưng tụ thành dạng cần thiết cho các nhà nghiên cứu và duy trì chế phẩm 18 carat.

Các nhà khoa học nói rằng, loại vàng này có tính chất vật liệu của nhựa. Ví dụ, nếu thả nó xuống sàn, nó sẽ gây tiếng vang như nhựa. Nhưng nó lấp lánh như vàng kim loại, sở hữu các thuộc tính của vàng là có thể được đánh bóng và gia công thành dạng mong muốn. Thậm chí, còn có thể điều chỉnh độ cứng của vật liệu bằng cách thay đổi thành phần của vàng.

Những nhà nghiên cứu có thể thay thế latex trong ma trận bằng loại nhựa khác ví dụ như polypropylene. Vì khi hóa lỏng polypropylene ở một nhiệt độ nhất định, “vàng nhựa” với thành phần polypropylene có thể mô phỏng quá trình nấu chảy vàng, nhưng ở nhiệt độ thấp hơn nhiều. Ngoài ra, hình dạng của hạt nano vàng có thể làm thay đổi màu sắc của vật liệu.

Với thành công trong nghiên cứu tạo ra vàng từ nhựa, giới khoa học hy vọng rằng, trong tương lai, các phụ kiện, đồ trang sức có thể trở nên nhẹ hơn nhiều, nhưng không mất đi vẻ hào nhoáng của vàng.

Từ xưa đến nay, vàng được biết đến là kim loại có độ bóng sáng và giá trị nhất trong thế giới kim loại. Tuy nhiên vàng lại mềm và rất dễ bị trầy xước. Để tăng độ cứng cho vàng, nhiều nhà chế tác đã pha trộn vàng với những kim loại khác, song chính quá trình này lại làm giảm chất lượng của vàng.

Trước đó, vào năm 2011, trong nỗ lực nghiên cứu phát triển các loại vật liệu mới có thành tố vàng, các khoa học gia Thụy Sỹ cũng từng chế tạo thành công loại vàng 18 carat cứng nhất thế giới.

Cụ thể, dưới sự tài trợ của hãng sản xuất đồng hồ danh tiếng Hublot thuộc tập đoàn LMVH chuyên sản xuất các mặt hàng cao cấp, các nhà khoa học tại Viện công nghệ Thụy Sỹ (EPFL), đã nghiên cứu và chế tạo loại vàng 18 carat mới không chỉ đảm bảo chất lượng cao của vàng mà còn đạt độ cứng lớn hơn mọi loại vàng khác.

Giáo sư chuyên ngành luyện kim tại EPFL, ông Andreas Mortensen cho biết: “Trước đây, nhiều nhà khoa học đã thử nghiệm chế tạo loại vàng cứng hơn nhưng họ không thể đạt tới độ cứng tiêu chuẩn như vàng 18 carat. Công ty Hublot đã thực sự mạo hiểm trong việc đầu tư chế tạo loại vật liệu mới này”.

Để chế tác loại vàng mới, nhóm khoa học gia EPFL đã sử dụng chất cacbua bon – một loại gốm thuộc nhóm vật liệu cứng nhất trên thế giới cùng với kim cương. Chất cacbua bon được ứng dụng trong rất nhiều sản phẩm trong đó có cả những chiếc áo chống đạn.

Quy trình chế tạo loại vàng mới được tiến hành như sau: trước tiên, gốm cacbua bon được nung trong nhiệt độ lên tới hơn 1980ºC. Quá trình này tạo thành một mạng lưới 3 chiều với những lỗ rỗng trên mặt lưới. Sau đó, các nhà khoa học cho đổ lớp vàng lỏng lấp đầy các lỗ này. Cuối cùng, khi hợp chất trên đông đặc lại, các nhà khoa học đã có được một loại vật liệu mới cứng hơn và vô cùng giá trị.

Ông Mortensen nhận định loại vàng mới trông rất đặc biệt. Khi sờ lên bề mặt vàng, chúng ta sẽ cảm nhận thấy nó cứng hơn các loại vàng khác và màu sắc bên ngoài tối hơn. Với loại vàng mới, chúng ta sẽ không cần phủ thêm lớp vật liệu bên ngoài để tránh trầy xước.

Do vàng không bị oxy hóa, nên ngoài ứng dụng làm đồ trang sức, các nhà sản xuất có thể sử dụng nó để sản xuất nhiều mặt hàng khác phục vụ cho cuộc sống con người.

Bảo Lâm (Theo Science Daily, ETH Zurich)