Các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển, Công ty General Motors (Michigan, Mỹ), đã khám phá một loại polyme thương mại là ionome axit perflosunfonic (PFSA, còn gọi là vật liệu Nafion) có khả năng nhớ hình dạng một cách linh hoạt. Nafion là một loại vật liệu nhiệt dẻo, dễ dàng biến dạng ở nhiệt độ cao và đông cứng thành dạng thủy tinh khi được làm lạnh.

Polyme nhớ hình dạng là những vật liệu “thông minh”, có thể thay đổi hình dạng của chúng theo cách được xác định trước. Chúng có thể chuyển từ hình dạng cố định sang hình dạng tạm thời hoặc ngược lại khi chịu tác động của những tác nhân kích thích như ánh sáng hoặc nhiệt.

Khi đun nóng một mẩu polyme Nafion, các nhà nghiên cứu nói trên đã phát hiện thấy rằng hình dạng cố định của nó bị biến đổi ở 140oC. Khi được làm nguội xuống nhiệt độ 68oC thì nó chuyển sang hình dạng tạm thời đầu tiên và khi làm nguội tiếp đến nhiệt độ phòng thì nó có hình dạng tạm thời thứ 2. Hai hình dạng tạm thời này được vật liệu ghi nhớ và có thể được thiết lập lại khi nó lại được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp.

Ở nhiệt độ đủ cao hơn nhiệt độ biến đổi thủy tinh, polyme có thể ghi nhớ 3 hình dạng trên. Quá trình này là hiệu ứng nhớ một chiều, có thể đảo ngược. Các nhà nghiên cứu tin rằng polyme có thể ghi nhớ 4 hình dạng hoặc nhiều hơn. Bởi vì hiệu ứng này xảy ra ở những nhiệt độ được lựa chọn tùy ý, nên nó có thể được điều chỉnh ở 70, 80 hoặc 90oC, khác với những polyme nhớ hình dạng khác.

Hiện nay, các polyme có thể biến đổi hình dạng thường được sử dụng làm các vật liệu bao bì thông minh, các loại vải thoáng khí dùng cho quần áo thể thao và dụng cụ bảo vệ. Vật liệu này cũng đang được phát triển cho ngành hàng không và những ứng dụng trong y sinh học.

Nguyễn Hương

Theo Chemistry & Industry, 03/2010