Return to Video

Thủy tinh kim loại là gì?

  • 0:07 - 0:09
    Thép và chất dẻo.
  • 0:09 - 0:13
    Hai vật liệu này rất cần thiết trong nhiều
    cơ sở hạ tầng cùng kỹ thuật,
  • 0:13 - 0:17
    Và chúng bổ sung những ưu khuyết điểm cho
    nhau.
  • 0:17 - 0:19
    Thép cứng và chắc chắn,
  • 0:19 - 0:21
    nhưng khó đổ khuôn.
  • 0:21 - 0:24
    Còn chất dẻo có thể biến thành bất kì
    hình dạng
  • 0:24 - 0:26
    mềm và dễ gãy.
  • 0:26 - 0:28
    Vây liệu có tốt khi có một vật liệu
  • 0:28 - 0:31
    vừa cứng rắn như thép
  • 0:31 - 0:34
    và cũng dễ tạo hình như chất dẻo?
  • 0:34 - 0:36
    Rât nhiều nhà khoa học và kỹ sư
  • 0:36 - 0:41
    phấn khích về một phát minh như vậy lúc
    gần đây được gọi là thủy tinh kim loại
  • 0:41 - 0:44
    có những đặc điểm trên và hơn thế nữa .
  • 0:44 - 0:48
    Thủy tinh kim loại nhìn bóng và không
    trong suốt như kim loại
  • 0:48 - 0:51
    và cũng như kim loại, chúng dẫn nhiệt
    và dẫn điện.
  • 0:51 - 0:54
    Nhưng chúng chắc hơn đa số kim loại
  • 0:54 - 0:56
    đồng nghĩa việc chúng có thể chịu
    được nhiều lưc hơn
  • 0:56 - 0:58
    mà không bị bẻ cong hay bị lõm,
  • 0:58 - 1:00
    rồi trở thành dao mổ siêu bén
  • 1:00 - 1:02
    và bao da điện tử siêu bền
  • 1:02 - 1:03
    bản lề,
  • 1:03 - 1:04
    đinh ốc vít,
  • 1:04 - 1:06
    và còn nhiều thứ nữa.
  • 1:06 - 1:08
    Thủy tinh kim loại còn có những khả năng
    phi thường
  • 1:08 - 1:11
    để dự trữ và giải phóng năng lượng đàn hồi
  • 1:11 - 1:13
    khiến nó hoàn hảo trong việc thành
    dụng cụ thể thao
  • 1:13 - 1:14
    như vợt tennis
  • 1:14 - 1:15
    gậy đánh gôn,
  • 1:15 - 1:17
    và ván trượt tuyết
  • 1:17 - 1:18
    Chúng có thể chống bị ăn mòn,
  • 1:18 - 1:22
    và có thể đúc thành những hình dạng phức
    tạp có bề mặt như gương
  • 1:22 - 1:24
    bằng từng bước đúc khuôn.
  • 1:24 - 1:27
    Dù chúng rất cứng ở nhiệt độ phòng
  • 1:27 - 1:29
    nhưng nếu bạn tăng lên vài trăm độ C
  • 1:29 - 1:31
    chúng sẽ mềm đi đáng kể
  • 1:31 - 1:34
    và bạn có thể nặn nó thành bất cứ dạng gì
    bạn thích
  • 1:34 - 1:36
    Rồi làm nguội nó,
  • 1:36 - 1:38
    chúng sẽ cứng lại.
  • 1:38 - 1:41
    Vậy rốt cuộc những thuộc tính kì lạ này
    từ đâu ra?
  • 1:41 - 1:46
    Về bản chất, chúng có từ cấu tạo phân tử
    độc nhất của thủy tinh kim loại
  • 1:46 - 1:48
    Đa phần kim loại là tinh thể như chất rắn.
  • 1:48 - 1:52
    Nghĩa là nếu bạn phóng to đến mức nhìn
    thấy từng cá thể nguyên tử
  • 1:52 - 1:56
    bạn sẽ thấy chúng xếp thành hàng ngay ngắn
  • 1:56 - 1:59
    trải dài đến hết vật thể.
  • 1:59 - 2:00
    Băng là tinh thể,
  • 2:00 - 2:01
    kim cương cũng thế
  • 2:01 - 2:02
    và cả muối nữa.
  • 2:02 - 2:05
    Nếu bạn đun những vật liệu này đủ nóng,
    làm chảy nó
  • 2:05 - 2:08
    những nguyên tử sẽ lắc nhẹ và chuyển
    động tự do
  • 2:08 - 2:10
    nhưng nếu bạn làm nguội nó đi
  • 2:10 - 2:11
    những nguyên tử lại tự xếp lại
  • 2:11 - 2:14
    thiết lập lại thành tinh thể.
  • 2:14 - 2:17
    Nhưng nếu khi bạn làm lạnh chúng đột ngột
  • 2:17 - 2:20
    những nguyên tử không tìm thấy vị trí của
    chúng nữa,
  • 2:20 - 2:22
    thì vật đó thành chất rắn
  • 2:22 - 2:26
    còn với cấu trúc hỗn độn vô định hình của
    chất lỏng thì sao?
  • 2:26 - 2:28
    Nó sẽ là thủy tinh kim loại.
  • 2:28 - 2:32
    Cấu trúc này đã bổ trợ cho việc thiếu
    khoảng cách giữa các hạt
  • 2:32 - 2:33
    Mà mọi kim loại đều gặp phải.
  • 2:33 - 2:37
    Chúng là những điểm yếu khiến
    vật liệu dễ bị trầy xước
  • 2:37 - 2:39
    Hay bị ăn mòn.
  • 2:39 - 2:43
    Thủy tinh kim loại đầu tiên được làm ra
    vào năm 1960 từ vàng và silicon
  • 2:43 - 2:45
    Tạo ra nó không dễ.
  • 2:45 - 2:48
    Vì mấy nguyên tử kim loại
    kết tinh rất nhanh.
  • 2:48 - 2:51
    Những nhà khoa học phải làm lạnh
    hợp kim này bằng tốc độ không tưởng,
  • 2:51 - 2:55
    Giảm 1 triệu độ K trên một giây
  • 2:55 - 2:57
    Bằng cách bắn những hạt siêu
    nhỏ vào trên khay đồng
  • 2:57 - 3:00
    Hay quay dải băng siêu mỏng.
  • 3:00 - 3:05
    Vào lúc đó, thủy tinh kim loại chỉ dày
    khoảng mười đến vài trăm micromét
  • 3:05 - 3:09
    Nó quá mỏng để áp dụng thử.
  • 3:09 - 3:11
    Nhưng từ đó các nhà khoa học
    cũng phát hiện
  • 3:11 - 3:14
    Rằng nếu bạn trộn nhiều loại kim loại
    có thể trộn với nhau dễ dàng
  • 3:14 - 3:17
    Nhưng khó kết tinh với nhau
  • 3:17 - 3:20
    Thường bởi vì chúng có kích cỡ
    nguyên tử khác nhau
  • 3:20 - 3:23
    Hỗn hợp sẽ kết tinh chậm hơn
  • 3:23 - 3:26
    Đồng nghĩa với việc ta không cần
    làm lạnh nó nhanh chóng
  • 3:26 - 3:28
    Nên vật liệu sẽ dày hơn
  • 3:28 - 3:30
    Thành centimét thay vì micromét
  • 3:30 - 3:34
    Những vật liệu này được gọi là thủy tinh
    kim loại khối, hay BMGs
  • 3:34 - 3:37
    Ngày nay có hơn trăm loại
    BGMs khác nhau
  • 3:37 - 3:40
    Nhưng tại sao chúng không được áp
    dụng làm những cây cầu và xe?
  • 3:40 - 3:44
    Rất nhiều BGMs thông dụng hiện nay
    được làm từ những kim loại đắt tiền
  • 3:44 - 3:47
    Như Palađi và Ziriconi
  • 3:47 - 3:48
    Và phải nguyên chất
  • 3:48 - 3:51
    Bởi do bất kì tạp chất nào cũng
    ảnh hưởng đến sự kết tinh
  • 3:51 - 3:56
    Do đó tòa nhà hay tàu con thoi
    làm từ BGMs sẽ cực kì mắc tiền
  • 3:56 - 3:58
    Dù chúng rất cứng
  • 3:58 - 4:02
    Nhưng chúng chưa đủ cứng để được
    sử dụng trong việc nâng đỡ
  • 4:02 - 4:05
    Khi áp lực tăng cao, chúng sẽ gãy
    mà không hề báo trước
  • 4:05 - 4:08
    Việc đó không phù hợp cho việc dùng
    làm vật liệu xây cầu
  • 4:08 - 4:12
    Nhưng khi những nhà khoa học tìm
    ra cách làm BGMs từ những kim loại rẻ hơn
  • 4:12 - 4:14
    Và làm chúng cứng hơn nữa
  • 4:14 - 4:16
    Khi đó, với kim loại siêu việt này
  • 4:16 - 4:17
    Chẳng còn gì là giới hạn cả.
Title:
Thủy tinh kim loại là gì?
Description:

Thép và chất dẻo đều có vai trò quan trọng trong cơ sở hạ tầng và công nghệ. Thép thì cứng và bền nhưng lại khó tạo hình. Chất dẻo thì dễ tạo hình nhưng lại mềm và yếu. Có lẽ không gì tuyệt vời hơn bằng việc có một vật liệu mà vừa cứng cáp như thép mà lại dễ tạo hình như chất dẻo nhỉ? Ashwini Bharathula sẽ nói về tương lai của thủy tinh kim loại.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:34

Vietnamese subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.