Ceramic matrix – “Báu vật” khiến cả thế giới khao khát

Krishan Luthra cầm trên tay Ceramic matrix

Krishan Luthra, nhà khoa học kỳ cựu của GE đã mất gần 3 thập kỷ để nghiên cứu một loại Ceramic phức hợp đặc biệt, tạm gọi là Ceramic matrix. Họ sau đó đã sử dụng loại vật liệu mới này để cho ra đời một loại động cơ phản lực mới mang tên LEAP, với nhiều ưu điểm vượt trội so với loại động cơ truyền thống.

Vật liệu “siêu hợp kim” dùng trong phần lớn các động cơ phản lực hiện tại tuy khá cứng nhưng lại rất nặng, với khối lượng riêng bằng khoảng 70% của chì. Mặt khác, siêu hợp kim sẽ tan chảy nếu nhiệt độ đốt của động cơ quá cao. Để hạ nhiệt cho động cơ, người ta đã phải tốn năng lượng cho những cơ chế làm mát khá phức tạp. Nếu có thể cắt giảm được hệ thống làm mát này, nguồn năng lượng đó sẽ được sử dụng cho máy bay.

Khi thử áp dụng LEAP vào Airbus 320neo và Boeing 737 MAX, các nhà khoa học nhận ra động cơ lực đẩy có thể tăng lên 25% và mức tiêu thụ nhiên liệu có thể cải thiện 10%. Đây quả là con số quá ấn tượng khi trong công nghệ, 1% cũng là thay đổi rất lớn.

Tất cả là nhờ vào chất liệu Ceramic matrix. Nó không chỉ làm giảm 2/3 trọng lượng của động cơ “siêu hợp kim” và còn có khả năng chịu nhiệt cao hơn chất liệu cũ 20%, giúp động cơ không bị quá nóng khi vận hành, nhờ đó làm giảm hao phí nhiên liệu.

Động cơ LEAP ứng dụng Ceramic Matrix đã giúp GE nhận được 8.000 đơn đặt trước với trị giá lên đến 100 tỷ USD từ các hãng hàng không. Quan trọng hơn, nó còn giúp loài người tiết kiệm được hàng tỷ gallon nhiên liệu trong những thập kỷ tiếp theo.

“Với những gì nó làm được, Ceramic matrix là bá chủ.” Gregory Morscher, một chuyên gia về ceramic, giáo sư cơ khí của trường Đại học Akron nói.

Không chỉ các hãng hàng không mà nhiều cơ quan quan trọng của Mỹ cũng đã bắt đầu kỳ vọng vào chất liệu mới này. Bộ Năng lượng Mỹ chủ động đề nghị hậu thuẫn tài chính cho GE để ứng dụng Ceramic matrix vào công nghiệp điện. NASA cũng ao ước được dùng nguyên liệu này để chế tạo các máy bay siêu âm, trong khi Quân đội Mỹ thì khao khát một loại máy bay chiến đấu mới sử dụng động cơ LEAP.

Dù đã tạo ra một “báu vật nhân loại” nhưng bản thân ông Luthra vẫn chưa cảm thấy hài lòng về vật liệu mới và khẳng định sẽ tiếp tục nỗ lực để cải thiện chất liệu này.

Minh Phương (Theo Japan today)