Trong sinh vật sống, các cấu trúc như cơ và da thường kết hợp nhiều thuộc tính như sức mạnh và tính linh hoạt một cách dễ dàng. Các nhà khoa học từ lâu đã muốn bắt chước điều này bằng cách sử dụng vật liệu tổng hợp, nhưng khi ép cùng 1 chỗ, chúng thường bị hỏng, tách rời hoặc rách toạc ở phần tiếp xúc của các thuộc tính khác nhau.

Trong những nỗ lực phá vỡ các giới hạn thông thường, Phó giáo sư hóa học Zachariah Page từ Đại học Texas tại Austin (UT Austin) cùng các cộng sự đã tìm ra cách kiểm soát cấu trúc của một loại vật liệu nhựa, thông qua việc sử dụng ánh sáng và chất xúc tác để thay đổi các đặc tính như độ cứng và độ đàn hồi. Về cơ bản, nó giống như nhiều dạng sống có thể mềm và co giãn ở một số nơi, nhưng cứng ở những nơi khác.

"Đây là vật liệu đầu tiên thuộc loại này. Khả năng kiểm soát sự kết tinh và đặc tính vật lý của nó có tiềm năng ứng dụng trên các thiết bị điện tử đeo được hoặc thiết bị truyền động trong robot mềm", Zachariah Page nói.

Chia sẻ về quá trình tạo nên loại nhựa linh hoạt mới, nhóm nghiên cứu cho biết, họ đã sử dụng monomer, một phân tử nhỏ liên kết với những chất tương tự khác để tạo thành "khối xây dựng" cho cấu trúc lớn hơn được gọi là polymer. Các polymer trong trường hợp này tương tự như polymer được tìm thấy trong nhựa thông dụng nhất.

Sau đó, với hàng chục thử nghiệm thất bại, Zachariah Page cũng các cộng sự đã tìm ra một chất xúc tác mà khi thêm vào monomer và được chiếu sáng, nó tạo ra một loại polymer bán tinh thể tương tự loại được tìm thấy trong cao su tổng hợp hiện có. Vật liệu này cứng hơn cao su tự nhiên gấp 10 lần tại những khu vực có ánh sáng chiếu vào, nhưng vẫn mềm và co giãn ở những khu vực không có ánh sáng.

Thí nghiệm có thể thực hiện ở nhiệt độ phòng, với monomer và chất xúc tác có sẵn trên thị trường, trong khi nguồn chiếu sáng là đèn LED xanh đơn giản. Ngoài ra, phản ứng diễn ra trong vòng chưa đầy một giờ và không thải ra chất độc hại, giúp quá trình xử lý nhanh chóng, không tốn kém, tiết kiệm năng lượng và lành tính với môi trường.

Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ tập trung thử nghiệm vật liệu này trên các đối tượng khác nhau để kiểm tra khả năng ứng dụng của nó. Đặc biệt là ứng dụng trong việc cải thiện độ bền và độ linh hoạt của các thiết bị robot.

Hải An