Trong thời gian từ năm 2017 đến năm 2020, TS. Vũ Mạnh Cường cùng các cộng sự tại Học viện Kỹ thuật Quân sự đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp lưu chất điện trường sử dụng hạt polyme cấu trúc rỗng và vật liệu nanocompozit có cấu trúc vỏ/lõi ứng dụng trong phanh ô tô”.

Mục tiêu của đề tài là tổng hợp được các hệ lưu chất điện trường có đặc trưng của chất rắn dưới tác dụng của điện trường ngoài. Hệ lưu chất điện trường bao gồm các hạt phân cực dẫn điện phân tán trong chất lỏng không dẫn điện. Pha phân tán là các hạt phân cực dẫn điện có bản chất là polyme dẫn cấu trúc rỗng hoặc vật liệu nanocompozit vỏ/lõi trên cơ sở các hạt silica hình cầu, sợi nanosilica được phủ lớp polyme dẫn.

Tổng hợp được các hạt polyme dẫn có cấu trúc rỗng trên cơ sở trùng hợp và đồng trùng hợp giữa anilin và các dẫn xuất anilin như: o-toludin, p-toludin, o-phenylendiamin, p-phenylendiamin.

Tổng hợp được hạt silica hình cầu từ vỏ trấu và sợi nanosilica từ dung dịch tetraethyl orthosilicate.

Tổng hợp được các loại vật liệu nanocompozit vỏ/lõi trên cơ sở homopolyme hoặc copolyme của anilin và các dẫn xuất của anilin như o-toludin, p-toludin, o-phenylendiamin, p-phenylendiamin phủ lên bề mặt các hạt silica có nguồn gốc sinh khối.

Xác định được cấu trúc hóa học, các đặc trưng như: phân bố kích thước hạt, hình thái học, hàm lượng nguyên tố, độ dẫn điện của các hạt phân tán và các đặc trưng lưu biến cũng như tính chất cơ lý của các hệ lưu chất điện trường ở các cường độ điện trường khác nhau.

Sau ba năm nghiên cứu, đề tài đã thu được một số kết quả nổi bật như sau:

- Đã tổng hợp được các hạt polyme dẫn hình cầu có cấu trúc rỗng từ các dẫn xuất anilin đồng thời đã xác định được các đặc trưng tính chất bao gồm: hình thái học bề mặt và cấu trúc (SEM, TEM, XRD), phân bố kích thước hạt, hàm lượng nguyên tố (EDX, AAS), cấu trúc hóa học (FTIR, NMR), độ dẫn điện riêng, tính chất nhiệt (TGA, DSC). Đã chế tạo và xác định các tính chất đặc trưng của lưu chất điện trường trên cơ sở các hạt polyme dẫn hình cầu cấu trúc rỗng phân tán trong dầu silicon. Đã xác định được các tính chất đặc trưng của lưu chất điện trường dưới tác dụng của điện trường ngoài: hiện tượng tạo sợi, tính chất lưu biến và tính chất cơ học (ứng suất trượt-tốc độ trượt, độ nhớt-tốc độ trượt, modun dự trữ/mất mát-biến dạng, ứng suất đàn hồicường độ điện trường, tính chất điện môi (hằng số-ε’/tổn hao-ε’’ điện môi-tần số, hằng số điện môi-tổn hao điện môi). Từ các kết quả nghiên cứu này đã đăng được 01 bài báo trên tạp chí Journal of Molecular Liquids, 314, 2020, 113762 (Danh mục ISI uy tín, ISBN: 0167-7322).

- Đã tách được hạt silica hình cầu từ vỏ trấu và xác định các đặc trưng. Đã tổng hợp được hệ lưu chất điện trường từ hạt silica hình cầu đồng thời xác định được các đặc trưng dưới tác dụng của điện trường điện trường ngoài. Các kết quả đạt được đã được đăng trên tạp chí Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 95, 2019, 432-437 (thuộc danh mục tạp chí ISI uy tín, ISBN: 1876-1070).

-Đã tổng hợp được vật liệu nanocompozit có cấu trúc vỏ-lõi trên cơ sở polyme dẫn phủ lên bề mặt hạt nanosilica hình cầu biến tính và xác định được các đặc trưng tính chất. Đã chế tạo được hệ lưu chất điện trường trên cơ sở hạt nanocomposite có cấu trúc vỏ-lõi và xác định được các đặc trưng tính chất lưu biến dưới tác dụng của điện trường ngoài. Các kết quả này cũng đã được đăng trên tạp chí Polymer Bulletin, 77, 3563–3576 (2020) (thuộc danh mục tạp chí quốc tế có uy tín, ISBN: 0170-0839) và Journal of Molecular Liquids, 301, 2020, 112462.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18118/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)