Chế tạo bề mặt biến đổi linh hoạt nhằm hạn chế lực cản của môi trường

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ Massachusetts (MIT) vừa mới công bố một kỹ thuật chế tạo bề mặt mới mang tên "Smorph" hay còn gọi là Smart Morphable Surface. Đây là bề mặt với nhiều lồi lõm có thể tự động biến đổi nhằm tạo ra điều kiện khí động học tối ưu nhất. Đây là kỹ thuật đầy hứa hẹn có thể áp dụng cho các phương tiện vận chuyển, đặc biệt là xe hơi giúp giảm sức cản của không khí xuống mức tối thiểu cho phép cải thiện hiệu suất hoạt động của xe.

Pedro Reis, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu tại MIT cho biết: "Chúng tôi đơn giản là tạo ra sự gấp nếp lồi lõm tương tự như trên quả bóng golf". Trên thực tế, nhóm nghiên cứu đã tạo nên một mẫu thử nghiệm hình dạng quả cầu rỗng ruột với 2 lớp vỏ khác nhau. Lớp bên trong được làm từ silicon dẻo và được bao bọc bởi lớp polystyrene cứng ở bên ngoài. Khi dùng máy hút chân không hút không khí bên trong ra ngoài, sự tương tác giữa lớp vỏ mềm và lớp vỏ cứng sẽ tạo ra các bề mặt lồi lõm trên bề mặt của quả cầu.

Theo đó, hoạt động co dãn bề mặt quả cầu tương tự như vỏ của trái cây sẽ trở nên nhăn nhúm khi bị mất nước. Tuy nhiên, do mức độ lồi lõm của quả cầu được quy định bởi lượng không khí bên trong nên sẽ dễ kiểm soát hơn rất nhiều.

Về mặt lý thuyết, bề mặt lồi lõm thông minh nói trên có khả năng được sử dụng nhằm nâng cao khả năng khí động học trên xe hơi. Khi đó, các vết lồi lõm sẽ tự biến đổi tùy theo điều kiện nhằm tạo nên hiệu ứng khí động học thuận lợi nhất khi xe di chuyển. Dĩ nhiên, kỹ thuật trên còn có thể áp dụng cho các phương tiện hàng không vũ trụ như trên cánh máy bay, thân tàu vũ trụ,... nhằm tăng hiệu suất hoạt động đồng thời góp phần sử dụng nhiên liệu hiệu quả hơn. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cho rằng kỹ thuật tên còn được áp dụng cho bề mặt của các tòa nhà cho phép cả công trình có thể giảm được lực cản nguy hiểm của gió bão.

Tuy nhiên, việc áp dụng bề mặt trên đòi hỏi phải thiết kế lại cấu trúc cũng như hình dáng của bộ phận như nắp capô trên xe hơi hay cánh máy bay,... Đây chính là một trong những rào cản trong quá trình thương mại hóa chính thức kỹ thuật chế tạo bề mặt nói trên. Một điều khá vui vẻ khác là chắc hẳn loại vật liệu trên cũng cần phải có đặc tính chống bám bụi, bùn đất. Nếu ngược lại có lẽ người dùng sẽ không vui vẻ gì khi rửa chiếc xe của mình với các vết bùn đất bám đầy trên một bề mặt lỗi lõm.