Các nhà khoa học Mỹ đã tổng hợp được loại vật liệu nanocomposite kim loại vô định hình (metal amorphous nanocomposites - MANC) mở ra khả năng dùng để sản xuất những động cơ nhỏ nhưng có công suất lớn nhờ giảm được việc tỏa nhiệt khi hoạt động với tốc độ cao.

Giáo sư Michael McHenry và nhóm của ông chế tạo vật liệu MANC trong phòng thí nghiệm - Ảnh: Đại học Carnegie Mellon

Giáo sư Michael McHenry và nhóm của ông chế tạo vật liệu MANC trong phòng thí nghiệm - Ảnh: Đại học Carnegie Mellon

Theo Phys.org, số liệu thống kê từ Đại học Chicago, Mỹ, cho thấy động cơ điện chiếm 1/2 tổng số công suất được sử dụng tại Mỹ. Những động cơ này giúp xe tải chạy, máy móc công nghiệp lớn hoạt động, tủ lạnh và máy hút bụi sử dụng được. Trên quy mô như vậy, ngay cả một cải tiến nhỏ có thể dẫn đến một khoản tiết kiệm rất lớn.

Thông thường, động cơ điện được sử dụng để chuyển đổi điện năng thành cơ năng. Ví dụ, sử dụng năng lượng được lưu trữ trong pin Tesla Model S giúp quay bánh xe.

Thông thường, đây là một quá trình khá hiệu quả, nhưng không phải là không có nhược điểm. Với việc gia tăng tốc độ động cơ, nhiệt độ của động cơ cũng tăng theo. Kết quả là một số năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt tỏa ra ngoài không khí. Giáo sư kỹ thuật vật liệu của Đại học Carnegie Mellon, Michael McHenry và nhóm của ông đang cố gắng giải quyết vấn đề động cơ nóng lên.

Họ tổng hợp được loại vật liệu nanocomposite kim loại vô định hình (metal amorphous nanocomposites - MANC). Đây là một loại vật liệu từ ở dạng mềm có hiệu quả trong việc chuyển đổi năng lượng ở tần số cao. Việc sử dụng vật liệu từ MANC về lý thuyết cho phép sử dụng những động cơ nhỏ hơn để tạo ra công suất có thể sánh ngang với các động cơ lớn.

Giáo sư Michael McHenry giải thích rằng công suất của một động cơ điện phụ thuộc vào tốc độ của nó. Nhưng hầu hết các vật liệu từ tính được sử dụng trong động cơ hiện nay đều bắt đầu nóng lên khi quay ở tốc độ cao. Điều này dẫn đến tình trạng mất công suất. Còn loại vật liệu MANC có điện trở suất cao. Điều này không cho phép chúng nóng lên và động cơ không mất công suất.

Ngoài ra, ở Mỹ vẫn có những công ty đang tiến hành những thí nghiệm khác để cải thiện hoạt động của động cơ, nhưng là những động cơ dùng cho tàu vũ trụ. Chẳng hạn, công ty khởi nghiệp Apollo Fusion hứa hẹn phát triển các động cơ tên lửa thủy ngân rất hiệu quả. Nhưng vấn đề là trong những năm 1970, NASA đã quyết định từ bỏ thủy ngân làm nhiên liệu vì độc tính của nó và nguy cơ tiềm ẩn.