Phát minh "phá vỡ mọi lý thuyết vật lý" của Hà Lan đang khiến giới khoa học vật liệu toàn cầu kinh ngạc

[Cupcake01]

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Wageningen & Viện Nghiên cứu (WUR) của Hà Lan đã tạo ra một loại vật liệu "bất khả thi" mang tên Compleximer – một chất lai giữa thủy tinh và nhựa, phá vỡ hoàn toàn quy luật vật lý lâu đời.

Chất này có màu hổ phách, vừa bền bỉ chịu va đập như nhựa (có thể rơi xuống sàn mà không vỡ vụn), vừa dễ dàng nặn, thổi và định hình lại như thủy tinh – điều mà khoa học vật liệu từng cho là "không thể xảy ra cùng lúc", Phys thông tin ngày 5/2/2026. Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí uy tín Nature Communications.

Chính các nhà nghiên cứu Hà Lan cũng ngạc nhiên khi lần đầu tiên nhìn thấy kết quả. "Nó đã soi sáng một khía cạnh hoàn toàn mới về điều mà các nhà khoa học đã cố gắng tìm hiểu trong nhiều thập kỷ", Jasper van der Gucht, Giáo sư Hóa lý và Vật chất mềm, cho biết.

Trong nhiều năm, một quy tắc chung đã được áp dụng cho các vật liệu được gọi là "dạng thủy tinh" - một loại bao gồm cả nhựa và thủy tinh: Vật liệu càng tan chảy chậm và càng dễ gia công thì càng dễ vỡ. "Nhưng giờ đây chúng ta có một thứ hoàn toàn thách thức quy tắc đó," Giáo sư Van der Gucht nói. "Một vật liệu tan chảy chậm nhưng vẫn có thể chịu được va đập".

Bí quyết nằm ở cấu trúc phân tử. Nhựa thông thường dùng liên kết hóa học cố định để nối các chuỗi phân tử dài, nhưng compleximer dùng lực hút vật lý giữa các điện tích trái dấu - một nửa chuỗi mang điện tích dương, nửa kia mang âm, chúng hút nhau như nam châm.

Lực hút này hoạt động ở khoảng cách xa hơn liên kết hóa học, tạo ra khoảng trống lớn giữa các chuỗi – gọi là "không gian thở" phân tử. Nhờ đó, vật liệu dễ bị nhào nặn ở nhiệt độ cao, đồng thời vẫn giữ được khả năng chịu lực tốt.

Điều thú vị là phát hiện này trái ngược với các chất lỏng ion và vật liệu mang điện khác, mở ra hướng mới để khám phá hành vi của vật liệu tích điện. Giáo sư van der Gucht hào hứng chia sẻ: "Việc chứng minh vật liệu mang điện có thể hành xử hoàn toàn khác với dự đoán khiến tôi phấn khích nhất lúc này."

Vật liệu còn có khả năng tự lành vết nứt tự nhiên nhờ lực hút vật lý không cố định vĩnh viễn. Nếu một tấm lợp mái nhà hay đồ nội thất vườn làm từ compleximer bị nứt, chỉ cần sấy nóng bằng máy sấy tóc và ép sát lại là vết nứt liền lại như cũ.

Hiện phiên bản đầu tiên dùng nguyên liệu từ nhiên liệu hóa thạch, nhưng nhóm nghiên cứu đang phát triển phiên bản sinh học bền vững hơn. Nhà nghiên cứu cấp cao Wouter Post nhấn mạnh: Công trình này mở ra cánh cửa cho nhựa dễ sửa chữa hoặc thậm chí phân hủy sinh học rất nhanh, thay vì chỉ tập trung cải thiện tái chế như các nghiên cứu khác.

Giáo sư Jasper van der Gucht đang ưu tiên phát triển phiên bản từ nguồn sinh học trong những năm tới, nhằm góp phần vào chuyển đổi sang vật liệu bền vững toàn cầu.