Các nhà khoa học thuộc Đại học Texas, bang Dallas, Mỹ đã nghiên cứu chế tạo thành công sợi cáp quang điện có độ co giãn gấp tới 14 lần so với độ dài ban đầu và đặc biệt là độ dẫn điện cũng tăng tới 200 lần ở mức giãn lớn nhất. Các nhà khoa học đã thử nghiệm loại sợi này để tạo thành một bó cơ nhân tạo giống như một tụ điện có công suất trữ năng lượng gấp 10 lần khi bó sợi được kéo giãn ra. Phát minh này có tiềm năng ứng dụng rỗng rãi trong các ngành điện, điện tử viễn thông, tự động hóa, chế tạo máy bay…

Theo tiến sĩ Ray Baughman, giám đốc viện Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute tại UT Dallas, vật liệu sợi quang điện mới có những đặc tính khác biệt với sợi quang điện thông thường, chẳng hạn như khi kéo dãn sợi thông thường sẽ bị dài ra và giảm tiết diện ngang, dẫn tới hạn chế dòng điện tích chạy qua nhưng với sợi quang mới thì thay đổi này là không đáng kể. Điểm mấu chốt cho đặc tính nổi bật của loại sợi quang đàn hồi này là khả năng uốn dọc của các tấm nano-carbon. Với phần lõi cao su đặc biệt được bao bọc xung quanh là các tấm nano-carbon nên khi được kéo giãn dài ra sẽ hình thành một cấu trúc uốn dọc phức tạp, chính điều này đã tạo ra tính đàn hồi đặc biệt cho vật liệu.

Chính sự thu hẹp chu vi của sợi quang điện khi bị kép giãn đã gây ra sự uốn dọc phân cấp đảo ngược xung quanh chu vi sợi thậm chí khi lực uốn dọc trực tiếp trong sợi tạm thời triệt tiêu. Sự uốn dọc 2 chiều đã giúp cho phần vỏ nano và phần lõi cao su không bị lệch tâm. Điều này đã giúp không làm ảnh hưởng nhiều đến tính dẫn điện của loại cáp quang đặc biệt này.

Bằng việc phủ thêm một lớp vỏ cao su mỏng ngoài lớp vỏ cáp quang rồi lại phủ them một lớp nano-carbon bên ngoài cùng, các nhà khoa học đã tạo cho loại sợi cáp này một cấu trúc đặc biệt như các thiết bị cảm ứng đàn hồi gồm các bó cơ nhân tạo. Trong đó lớp vỏ nano uốn dọc và lớp cao su mỏng hoạt động như hai điện cực, nhờ đó hình thành một tụ điện dạng sợi có khả năng thay đổi điện dung lên đến 860% khi sợi được kéo dãn tới 950%. Đây là khả năng mà không có một loại vật liệu nào có thể tạo ra khi ở mức độ co giãn lớn đến vậy.

Trong phòng thí nghiệm tại viện nghiên cứu Công nghệ nano, các nhà khoa học đã chứng minh có thể chế tạo được loại sợi đàn hồi với đường kính chỉ khoảng 150micromet tức là gấp đôi sợi tóc cho đến những đường kính lớn hơn rất nhiều tùy thuộc vào đường kính của phần lõi cao su. Từ các sợi đơn có thể bó hay quấn lại thành những tổ hợp sợi như dây thừng.

Công nghệ sản xuất loại sợi quang đàn hồi đặc biệt này sẽ từng bước được thương mại hóa với chi phí hợp lý để có thể ứng dụng vào nhiều ngành công nghiệp hiện đại.

Theo esciencenews