Nhóm nghiên cứu đã tạo ra dù từ tấm Mylar mỏng, cắt theo các đường vòng đồng tâm giống nghệ thuật papier cutting kirigami. Khi thả xuống, các khe hở bung thành cấu trúc lưới, kéo không khí tạo lực cản ổn định, giúp tải trọng rơi thẳng và chính xác hơn. Nghiên cứu được công bố trên Nature ngày 2.10.
Điểm nổi bật:
- Dù kirigami tự bung và luôn giữ hướng thẳng đứng khi rơi.
- Thiết kế lỗ cắt giúp giảm lực cản không khí và cải thiện độ chính xác hạ cánh.
- Dù truyền thống đòi hỏi may và gấp phức tạp, trong khi dù kirigami dễ sản xuất.
- Thí nghiệm thả chai nước 1 kg từ độ cao 60 m cho thấy tốc độ rơi giảm từ 34 m/s xuống 14 m/s.
- Ứng dụng tiềm năng trong hỗ trợ nhân đạo, giao hàng bằng drone và sứ mệnh không gian.
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra dù từ tấm Mylar mỏng, cắt theo các đường vòng đồng tâm giống nghệ thuật papier cutting kirigami. Khi thả xuống, các khe hở bung thành cấu trúc lưới, kéo không khí tạo lực cản ổn định, giúp tải trọng rơi thẳng và chính xác hơn. Nghiên cứu được công bố trên Nature ngày 2.10.
Điểm nổi bật:
- Dù kirigami tự bung và luôn giữ hướng thẳng đứng khi rơi.
- Thiết kế lỗ cắt giúp giảm lực cản không khí và cải thiện độ chính xác hạ cánh.
- Dù truyền thống đòi hỏi may và gấp phức tạp, trong khi dù kirigami dễ sản xuất.
- Thí nghiệm thả chai nước 1 kg từ độ cao 60 m cho thấy tốc độ rơi giảm từ 34 m/s xuống 14 m/s.
- Ứng dụng tiềm năng trong hỗ trợ nhân đạo, giao hàng bằng drone và sứ mệnh không gian.
Những chiếc dù này tuy đầy lỗ hổng, nhưng thực sự rất chính xác.
Lấy cảm hứng từ nghệ thuật cắt giấy Nhật Bản (kirigami), các nhà khoa học đã chế tạo dù có thể tự mở khi thả xuống. Khác với dù truyền thống, dù kirigami luôn giữ hướng thẳng đứng bất kể tư thế ban đầu, giúp việc rơi trở nên dự đoán được.
Một đĩa Mylar mỏng, được khoét các khe vòng tròn đồng tâm, khi kéo hơi bởi dòng không khí sẽ bung thành cấu trúc lưới tựa hình bình hoa. Hình dạng này tạo lực cản, làm chậm quá trình rơi của tải trọng.
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, so với dù truyền thống hoặc đĩa không cắt, dù kirigami rơi gần hơn đến mục tiêu đã định, nhóm nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature ngày 2 tháng 10. “Tôi có thể ném bất cứ chiều nào, nó luôn tự định hướng và rơi thẳng xuống,” kỹ sư cơ khí David Mélançon từ Polytechnique Montréal chia sẻ khi trình diễn đĩa của nhóm.
Các chiếc dù này cũng dễ chế tạo và triển khai, trong khi dù vải cần may và gấp cầu kỳ.
Vì có nhiều lỗ, dù kirigami tạo lực cản ít hơn dù truyền thống cùng kích thước. Một người cần đu bám vào dù kirigami bán kính gần 100 m — tương đương chiều dài một sân bóng — để không bị ngã khi hạ cánh.
Trong một thử nghiệm đơn giản hơn, các nhà nghiên cứu thả chai nước 1 kg từ drone ở độ cao 60 m, dùng dù kirigami đường kính 0,5 m. Chai đạt tốc độ khoảng 14 m/s; nếu không có dù, tốc độ lên tới 34 m/s.
Mélançon gợi ý dù kirigami có thể dùng trong thả hàng cứu trợ nhân đạo hoặc giao hàng bằng drone. Nhóm cũng cân nhắc vật liệu phân hủy sinh học như bìa cát-tông và các thiết kế khác. Ví dụ, các đĩa có thể được cắt để rơi theo chuyển động xoáy như hạt sam phong, hữu ích cho sứ mệnh không gian, giúp camera ghi hình cảnh quan từ nhiều góc độ khi hạ cánh xuống bề mặt hành tinh xa lạ.
Góc nhìn cho thị trường Việt Nam
Thiết kế dù kirigami mở ra hướng phát triển mới cho các ứng dụng cả trong đời sống và công nghiệp ở Việt Nam. Với khả năng tự bung và duy trì tư thế thẳng đứng, dù này phù hợp cho:
- Thả hàng cứu trợ vùng núi cao hoặc hải đảo: dễ chế tạo, gọn nhẹ và hạ cánh chính xác.
- Giao hàng bằng drone trong đô thị: cải thiện độ tin cậy và an toàn khi thả kiện hàng.
- Nghiên cứu không gian và môi trường: mô phỏng thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí thí nghiệm trên tên lửa hoặc mô-đun thăm dò.
Việt Nam có thể tận dụng nguồn vật liệu thân thiện môi trường (Mylar tái chế, bìa cát-tông phân hủy) kết hợp công nghệ tự động hóa để sản xuất hàng loạt. Đây cũng là cơ hội hợp tác giữa các viện nghiên cứu cơ khí, trường đại học và doanh nghiệp công nghệ cao, tạo ra sản phẩm nội địa mang tính đột phá.
