Vật liệu Auxetic là nhóm vật liệu có hệ số Poisson âm, nghĩa là chúng phản ứng ngược lại với hầu hết các vật liệu thông thường khi chịu tải trọng cơ học.
Khi kéo một thanh thép hoặc một tấm cao su, vật liệu sẽ dài ra nhưng đồng thời bị thu hẹp theo chiều ngang. Ngược lại, vật liệu Auxetic không những kéo dài theo phương tác dụng lực mà còn giãn nở theo phương vuông góc với lực kéo. Hiện tượng này tạo nên nhiều đặc tính cơ học độc đáo mà các vật liệu truyền thống không có.
Điểm đặc biệt của Auxetic không nằm ở thành phần vật liệu mà chủ yếu đến từ cấu trúc hình học bên trong. Các ô mạng được thiết kế theo dạng lõm, dạng xoay hoặc dạng metamaterial giúp vật liệu có khả năng biến dạng theo cơ chế hoàn toàn khác biệt.
Nhờ cấu trúc này, Auxetic có độ bền va đập cao, khả năng hấp thụ năng lượng tốt và phân tán ứng suất hiệu quả hơn nhiều loại vật liệu thông thường.
Khi xảy ra động đất, sóng địa chấn truyền từ nền đất lên công trình dưới dạng các rung động liên tục và phức tạp. Năng lượng này thường tập trung tại những vị trí chịu lực lớn như cột, dầm hoặc nút liên kết, làm tăng nguy cơ xuất hiện các vết nứt và phá hoại kết cấu.
Nhờ cấu trúc đặc biệt, Auxetic có khả năng phân tán năng lượng trên diện tích rộng hơn, giúp giảm hiện tượng tập trung ứng suất. Điều này góp phần hạn chế hư hỏng cục bộ và nâng cao độ an toàn cho công trình.
Trong quá trình rung lắc, công trình phải liên tục chịu các biến dạng theo nhiều phương khác nhau. Các cấu trúc Auxetic có thể thích nghi tốt với những biến dạng này nhờ khả năng thay đổi hình học mà vẫn duy trì tính ổn định.
Đặc tính đó giúp vật liệu chống lại các tác động va đập và tải trọng động hiệu quả hơn, đồng thời giảm nguy cơ sụp đổ dây chuyền khi một bộ phận của công trình bị hư hỏng.
Một trong những mục tiêu quan trọng của kỹ thuật chống động đất là giảm biên độ dao động của công trình. Với khả năng hấp thụ và tiêu tán năng lượng cao, Auxetic có thể được sử dụng như một thành phần trong các hệ thống giảm chấn nhằm hạn chế chuyển vị và rung động của kết cấu.
Một trong những hướng nghiên cứu nổi bật hiện nay là sử dụng Auxetic trong các lớp cách chấn đặt giữa nền móng và phần thân công trình.
Các lớp vật liệu này có nhiệm vụ hấp thụ và làm suy giảm năng lượng từ sóng địa chấn trước khi chúng truyền lên kết cấu phía trên. Nhờ khả năng biến dạng lớn nhưng vẫn duy trì độ ổn định, Auxetic có thể nâng cao hiệu quả của các hệ cách chấn truyền thống.
Các tấm panel hoặc lõi tường sử dụng cấu trúc Auxetic có khả năng phân bố ứng suất đồng đều hơn khi chịu tải trọng động.
Nhờ đó, các vết nứt được hạn chế đáng kể và khả năng chịu lực của hệ tường được cải thiện. Đây là một hướng nghiên cứu được nhiều trường đại học và viện nghiên cứu trên thế giới quan tâm trong những năm gần đây.
Trong các công trình cao tầng, dao động do gió hoặc động đất có thể gây ảnh hưởng lớn đến độ ổn định và cảm giác an toàn của người sử dụng.
Các thiết bị giảm chấn tích hợp cấu trúc Auxetic có thể hấp thụ một phần năng lượng dao động, từ đó làm giảm chuyển vị và gia tốc của công trình trong quá trình rung lắc.
Sự phát triển của công nghệ in 3D đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu và chế tạo các cấu trúc Auxetic.
Do có hình học phức tạp, nhiều loại Auxetic gần như không thể sản xuất bằng các phương pháp gia công truyền thống. Công nghệ in 3D cho phép tạo ra các mô hình có độ chính xác cao, đồng thời giúp các nhà nghiên cứu thử nghiệm nhiều dạng cấu trúc khác nhau với chi phí thấp hơn.
Nhờ đó, quá trình phát triển vật liệu Auxetic đang được đẩy nhanh và tiến gần hơn đến khả năng ứng dụng thực tế trong ngành xây dựng.
Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật, Auxetic vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm tại phần lớn các quốc gia.
Chi phí sản xuất còn cao, quy trình chế tạo phức tạp và thiếu các tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên biệt là những rào cản lớn đối với việc ứng dụng rộng rãi loại vật liệu này trong thực tế.
Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ vật liệu, trí tuệ nhân tạo trong tối ưu hóa kết cấu và các phương pháp sản xuất tiên tiến, Auxetic được kỳ vọng sẽ trở thành một thành phần quan trọng trong các công trình chống động đất thế hệ mới.
Vật liệu Auxetic là một trong những thành tựu nổi bật của lĩnh vực vật liệu tiên tiến và metamaterial. Với khả năng hấp thụ năng lượng, giảm dao động và phân tán ứng suất hiệu quả, loại vật liệu này mang đến nhiều tiềm năng trong việc nâng cao khả năng chống động đất của các công trình xây dựng.
Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức về công nghệ và chi phí, Auxetic đang mở ra những hướng phát triển mới cho ngành kiến trúc và xây dựng bền vững. Trong tương lai, khi công nghệ sản xuất ngày càng hoàn thiện, vật liệu này có thể trở thành một phần quan trọng trong các giải pháp bảo vệ công trình trước những tác động ngày càng khó lường của thiên nhiên.
[1]. Evans, K.E. (1991). Auxetic Polymers: A New Range of Materials. Endeavour, 15(4), 170–174.
[2]. Lakes, R.S. (1987). Foam Structures with a Negative Poisson's Ratio. Science, 235(4792), 1038–1040.
[3]. Greaves, G.N.; Greer, A.L.; Lakes, R.S.; Rouxel, T. (2011). Poisson's Ratio and Modern Materials. Nature Materials, 10(11), 823–837.
[4]. Kolken, H.M.A.; Zadpoor, A.A. (2017). Auxetic Mechanical Metamaterials. RSC Advances, 7, 5111–5129.
[5]. Ren, X.; Das, R.; Tran, P.; Ngo, T.D.; Xie, Y.M. (2018). Auxetic Metamaterials and Structures: A Review. Smart Materials and Structures, 27(2), 023001.
Bản tin tổng hợp 30/06/2026
Bạn có bao giờ bước vào một quán cà phê có tường vữa loang màu, bàn gỗ cũ kỹ, và cảm thấy kỳ lạ bình yên hơn cả những không gian hiện đại bóng loáng? Hoặc cầm một chiếc cốc gốm thô, men không đều, mà không muốn đặt xuống? Đó không phải ngẫu nhiên. Đó là Wabi-Sabi đang hoạt động trong cảm quan của bạn. Wabi-Sabi (侘寂) là triết lý thẩm mỹ lâu đời và sâu sắc nhất của Nhật Bản, một cách nhìn thế giới hoàn toàn khác: thay vì chạy theo sự hoàn hảo và bề mặt bóng loáng, Wabi-Sabi tôn vinh những gì thô mộc, chưa hoàn thiện và mang dấu vết của thời gian. Không phải vì thiếu thốn, mà vì tin rằng đó mới là vẻ đẹp thật sự. Phong cách này gần như chưa xuất hiện chính thức trong các ngôi nhà Việt Nam, dù thực ra chúng ta đã sống rất gần tinh thần đó từ lâu: thói quen dùng đồ lâu bền, sửa chữa thay vì bỏ, trân trọng chiếc ấm đất nung của bà, bộ bàn ghế gỗ cũ của ông. Chỉ cần thay đổi cách nhìn, ngôi nhà Việt Nam hoàn toàn có thể kể câu chuyện đó một cách tự nhiên và đẹp nhất.
Bản tin tổng hợp 22/06/2026
Ánh sáng và bóng đổ luôn hiện diện trong mọi công trình kiến trúc, nhưng không phải lúc nào chúng cũng được khai thác như một yếu tố thiết kế chủ động. Với sự hỗ trợ của các phần mềm mô hình hóa hiện đại, kiến trúc sư có thể biến những tia nắng tự nhiên thành các hoa văn, hình ảnh và hiệu ứng nghệ thuật thay đổi theo thời gian. Sự kết hợp giữa công nghệ số và quy luật ánh sáng đã tạo nên Parametric Shadow Art – nghệ thuật tạo bóng đổ bằng thiết kế tham số. Đây là phương pháp sử dụng các thuật toán và công cụ mô hình hóa để tạo ra những bề mặt kiến trúc có khả năng hình thành các hiệu ứng bóng đổ độc đáo khi tiếp xúc với ánh sáng tự nhiên. Không chỉ mang lại giá trị thẩm mỹ, giải pháp này còn giúp cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng, nâng cao chất lượng không gian sống và góp phần xây dựng các công trình xanh. Nhiều dự án nổi tiếng trên thế giới đã chứng minh tiềm năng to lớn của Parametric Shadow Art trong việc kết hợp giữa nghệ thuật, công nghệ và kiến trúc bền vững.
Bản tin tổng hợp 08/06/2026
Sự phát triển nhanh chóng của các đô thị hiện đại đã mang lại nhiều cơ hội về kinh tế, văn hóa và xã hội, nhưng đồng thời cũng tạo ra những áp lực lớn đối với môi trường sống. Mật độ dân cư ngày càng cao, quỹ đất công cộng ngày càng hạn chế, tình trạng ùn tắc giao thông và ô nhiễm môi trường đã trở thành những vấn đề phổ biến tại nhiều thành phố trên thế giới. Trong bối cảnh đó, các kiến trúc sư và nhà quy hoạch đô thị không ngừng tìm kiếm những giải pháp mới nhằm nâng cao chất lượng sống cho cư dân mà vẫn đảm bảo tính bền vững trong quá trình phát triển. Một trong những xu hướng nổi bật của thế kỷ XXI là mô hình cầu đi bộ kết hợp công viên trên cao. Đây không chỉ là công trình giao thông phục vụ nhu cầu di chuyển của người dân mà còn là không gian xanh, khu vực vui chơi, nghỉ ngơi và giao lưu cộng đồng được xây dựng ở độ cao nhất định so với mặt đất. Sự kết hợp giữa chức năng giao thông và cảnh quan sinh thái đã tạo nên những công trình mang giá trị đa chiều, góp phần thay đổi cách con người tiếp cận và sử dụng không gian đô thị. Nhiều dự án nổi tiếng trên thế giới đã chứng minh hiệu quả của mô hình này, cho thấy tiềm năng to lớn trong việc xây dựng các thành phố xanh, thông minh và đáng sống hơn trong tương lai.
Bản tin tổng hợp 30/05/2026
Giữa mặt hồ Michigan rộng lớn của nước Mỹ, có một công trình mà mỗi buổi sáng lại từ từ mở đôi cánh trắng khổng lồ hướng ra mặt nước. Từ xa, nó không giống một bảo tàng bằng thép và kính, mà giống một sinh vật đang thức giấc trước bình minh. Khi ánh sáng đầu ngày phản chiếu lên những đường cong trắng kéo dài ra phía hồ, cả công trình mang cảm giác như đang chuyển động, như thể nó có nhịp thở riêng giữa thành phố hiện đại. Đó là Milwaukee Art Museum — một trong những biểu tượng nổi bật nhất của kiến trúc mô phỏng sinh học hiện đại. Công trình được thiết kế bởi kiến trúc sư Santiago Calatrava, người nổi tiếng với phong cách kiến trúc giàu chuyển động và lấy cảm hứng từ cấu trúc tự nhiên. Thay vì tạo nên một khối bê tông cố định, ông muốn công trình có cảm giác “sống”, nơi hình khối và chuyển động có thể tạo ra cảm xúc giống như khi con người quan sát thiên nhiên.
Bản tin tổng hợp 25/05/2026
Giữa những sa mạc nóng bỏng của châu Phi, tồn tại những tổ mối cao hàng mét có khả năng duy trì nhiệt độ ổn định suốt ngày đêm dù môi trường bên ngoài liên tục thay đổi khắc nghiệt. Điều đáng kinh ngạc là “hệ thống điều hòa” này vận hành hoàn toàn tự nhiên, không điện năng, không máy móc cơ học, nhưng vẫn đảm bảo môi trường sống lý tưởng cho hàng triệu cá thể bên trong. Khả năng kiểm soát nhiệt độ và lưu thông không khí của loài mối đã thu hút sự chú ý của các kiến trúc sư và kỹ sư trên toàn thế giới. Từ đó, nhiều công trình hiện đại bắt đầu ứng dụng nguyên lý thông gió của tổ mối nhằm tạo ra những không gian sống mát mẻ hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và thân thiện với môi trường hơn. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào điều hòa không khí, xu hướng kiến trúc mới hướng đến việc tận dụng các quy luật tự nhiên như luồng gió, sự đối lưu nhiệt và vật liệu cách nhiệt để làm mát công trình một cách thụ động. Đây không chỉ là giải pháp kỹ thuật hiệu quả mà còn là bước tiến quan trọng trong hành trình phát triển kiến trúc bền vững của tương lai.
Bản tin tổng hợp 18/05/2026
Sự phát triển nhanh chóng của các đô thị ven biển tại Việt Nam đang làm thay đổi mạnh mẽ diện mạo kiến trúc hiện đại. Những tòa nhà cao tầng liên tục xuất hiện tại Đà Nẵng, Nha Trang, Vũng Tàu hay Phú Quốc không chỉ thể hiện tốc độ đô thị hóa mà còn phản ánh khát vọng tạo nên những biểu tượng kiến trúc mới cho thành phố. Tuy nhiên, đi cùng với sự phát triển đó là những thách thức lớn từ thiên nhiên như gió mạnh, bão nhiệt đới và tác động ngày càng rõ rệt của biến đổi khí hậu. Điều này khiến việc thiết kế các công trình cao tầng ven biển trở thành bài toán không chỉ về thẩm mỹ mà còn về độ an toàn và tính bền vững lâu dài. Trong dòng chảy của kiến trúc hiện đại, kiến trúc xoắn (Twisted Architecture) đang dần trở thành xu hướng nổi bật nhờ sự kết hợp hài hòa giữa công nghệ kỹ thuật và nghệ thuật tạo hình. Với hình khối được xoay dần theo chiều cao, kiểu thiết kế này giúp công trình trở nên mềm mại, độc đáo và mang tính biểu tượng hơn. Đồng thời, cấu trúc xoắn còn có khả năng cải thiện tính khí động học, giảm áp lực gió tác động lên bề mặt công trình và tăng độ ổn định cho các tòa nhà cao tầng, đặc biệt tại những khu vực ven biển thường xuyên chịu ảnh hưởng của thời tiết cực đoan. Chính vì vậy, kiến trúc xoắn không chỉ là một xu hướng thiết kế mang tính thẩm mỹ mà còn được xem như một giải pháp tiềm năng cho các công trình ven biển trong tương lai.
