Thủy tinh, vật liệu xây dựng công nghệ cao

Với đặc điểm mỏng dính, có thể uốn cong và đổi mầu, loại kính thông minh hiện nay đã khiến người ta phải thay đổi định kiến về thủy tinh.

Từ thuở xa xưa, chuyện kể rằng dưới thời La mã cổ đại có một người thợ thủ công phát minh ra loại thủy tinh không vỡ và đã dâng lên hoàng đế Tiberius một lọ độc bình. Ông ta ném cái lọ xuống đất để chứng minh nguyên liệu này không thể bị vỡ. Nhưng hoàng đế Tiberius bỗng choáng váng vì sợ rằng loại vật liệu mới này sẽ làm cho mọi châu báu của mình trở nên vô giá trị. Ông ta ra lệnh thủ tiêu nhà sáng chế để tránh hậu họa. Cũng từ thời đó danh tiếng của thủy tinh đã bị một vết xước: thủy tinh bị coi là một loại vật liệu dễ vỡ, khó tạo hình và mầu sắc sinh động.

Nhưng ngày nay những nhận định đó không còn phù hợp nữa. Nhờ có những tấm kính mỏng và siêu bền người ta mới có thể tạo ra màn hình cảm ứng, thậm chí có thể tạo ra điện và điều chỉnh ánh sáng thông qua tương tác ở những cửa sổ High-Tech của màn hình. Và không lâu nữa trên thị trường sẽ xuất hiện thủy tinh dẻo có thể uốn được. Đã đến lúc phải gạt bỏ hầu hết các định kiến với loại vật liệu xây dựng cổ xưa này. 

Định kiến thứ nhất: "Thủy tinh rất dễ vỡ"

Steve Jobs, ông chủ của Apple kiên quyết đòi bề mặt của iPhones và iPads nhất định phải làm bằng kính bất chấp mọi tốn kém. Vì theo ông kính không những đẹp hơn mà còn không lo bị xước và bị mờ so với nguyên liệu nhựa tổng hợp trong suốt. Jobs yêu cầu hãng Corning của Hoa Kỳ sản xuất một loại kính đặc biệt rắn và có khả năng chống xước cao gấp hai đến ba lần cho máy tính bảng và laptop. Loại kính này xuất hiện trên thị trường với tên thương mại là kính-Gorilla dùng cho iPad và đã trở nên nổi tiếng khắp thế giới. Giờ đây hãng Corning cung cấp cho trên 30 nhà sản xuất Smartphones, Netbooks, Tablets, và đạt doanh thu 6,6 tỷ đôla trong năm 2010. Trong tương lai, kính sẽ còn mỏng và cứng hơn nữa, thậm chí sẽ có độ mỏng “chỉ như một sợi tóc”, Peter Bocko, người phụ trách công nghệ của hãng Corning tiên đoán. Màn hình bằng kính càng mỏng thì hình ảnh càng sắc nét và dễ vận hành hơn.

Trước xu hướng trên, hãng sản xuất thủy tinh Schott của Đức cũng đã giới thiệu loại kính có độ bền cao, chịu nhiệt độ cao hàng trăm độ C và có khả năng bảo vệ máy bay chống lại mưa đá. Mới đây một xưởng của hãng này đã đưa vào sản xuất hàng loạt loại kính có độ dày 0,7 millimet – chỉ mỏng gần như một sợi tóc nhưng không bị suy xuyển khi bị dẫm chân lên. Loại vật liệu khó vỡ, khó gẫy mà hãng Schott mới giới thiệu này sẽ được sử dụng làm lớp phủ để làm tăng độ bền màn hình của điện thoại di động và máy tính.

Để làm ra được loại thủy tinh đặc biệt này, các kỹ thuật viên của hãng Schott đã trộn hóa chất Boroxid khi nung thủy tinh và loại hóa chất này tăng độ bền của vật liệu một cách rõ rệt. Sau đó nguyên liệu này còn được tôi bổ sung. Thủy tinh nóng chảy sẽ được làm nguội bằng gas. Khí ga sẽ làm cho bề mặt của tấm thủy tinh nóng nguội dần và đông cứng lại ở bên ngoài nhưng bên trong vẫn nóng nguyên. Khi tấm kính nguội hoàn toàn thì độ bền cao hơn kính thông thường rất nhiều lần. Theo hãng Schott thì hiện tại nhiều hãng sản xuất đồ điện tử khắp nơi trên thế giới đang thử nghiệm loại siêu thủy tinh mới này.

Định kiến thứ hai: "Kính luôn luôn cứng"
 
Nhờ sợi cáp thủy tinh lần đầu tiên con người có thể làm cả một ngôi nhà hay một cây cầu bằng thủy tinh.

Một trong những loại màn hình thủy tinh của hãng Schott có thể chế tác thành nhiều hình dáng khác nhau ở nhiệt độ 500 độ C nhưng chưa thể uốn dẻo được khi để nguội. Nhưng chỉ một thời gian nữa, sẽ đến lúc có thể uốn được vật liệu này ở nhiệt độ phòng.


Định kiến thứ ba: "Kính không chịu được lực"

Những sáng tạo, đổi mới về thủy tinh trong lĩnh vực viễn thông dường như mờ nhạt nhưng trong kiến trúc thì hoàn toàn khác: giờ đây thủy tinh đã đảm đương chức năng của bê tông và sắt thép.  Hầu hết mặt tiền các ngôi nhà cao tầng đều dùng nguyên liệu này. Theo hãng nghiên cứu thị trường Hoa kỳ Freedonia thì nhu cầu đối với kính phẳng dùng trong việc xây dựng nhà cửa đến năm 2014 sẽ tăng 6%, tức là khoảng 8 tỷ mét vuông mỗi năm. Hãng Seele ở Bayern (Đức) đã chế tạo ra loại kính cường lực trong suốt bao bọc toàn bộ nhà ga chính ở Straßburg và sản xuất ra loại kính đi biển hay những cấu phần xây dựng khổng lồ bằng thủy tinh theo phương pháp mới có tên là Lamination.

Định kiến thứ  tư: "kính đơn điệu về màu sắc"
 
Đèn LED với muôn vàn mầu sắc tô điểm cho một tòa nhà mới xây dựng ở thành phố  Linz.

Ngôi nhà của chuyên gia về mặt tiền Drooghman ở Bỉ có màu sắc như cầu vồng ở mặt chính diện. Có lúc ngôi nhà ánh lên màu xanh lá cây, có khi màu đỏ lại là mầu chủ đạo, mỗi chuỗi màu này được tạo thành bởi nhiều tấm kính màu lung linh. Người ta đã dùng đèn LED nhiều màu sắc rọi từ phía bên cạnh và màu sắc của đèn LED được điều chỉnh hoàn toàn tự động. Nhà chế tạo người Pháp Saint-Gobain thường lấy tòa nhà này làm bằng chứng cho xu hướng mới: những tấm kính sẽ trở nên thông minh hơn. Thí dụ chỉ cần ấn nút, các cửa sổ không những sẽ thay đổi màu sắc mà có thể trở nên mờ đục tùy theo yêu cầu. Những tinh tể lỏng sắp xếp tự nhiên có thể làm cho tấm kính trở nên mờ đục. Ngay khi tấm kính có điện áp thì các tinh thể sẽ rời nhau và sự mờ ảo của tấm kính biến mất. Loại kính cửa sổ này khác với kính râm đổi mầu ở chỗ chủ nhà chỉ cần ấn nút là có thể điều chỉnh được lượng ánh sáng mặt trời chiếu vào. Còn trong môi trường tối hoàn toàn có thể nhìn thấu được tấm kính.  

Hiệu ứng làm mờ này dựa trên đặc tính của Lithium-Ionen: khi có xung điện chạy qua tấm kính, thì các Lithium-Ionen chuyển dịch tới lớp Wolframoxid. Loại oxid này trong điều kiện bình thường thì không có mầu sắc nhưng khi tiếp  cận với Lithium-Ionen thì Wolframoxid chuyển sang mầu xanh lục và sau độ 15 phút tấm kính sẽ tối hoàn toàn.  

Định kiến thứ năm: "Các công trình bằng kính gây lãng phí năng lượng"

Trước đây, những tấm kính lớn thường giữ nhiệt và tỏa nhiệt kém nhưng giờ vấn đề này đã có thể khắc phục. Các nhà sản xuất kính như Saint-Gobain của Pháp và hãng Pilkington của Anh đã phát triển những tấm kính có tới 20 lớp cách nhiệt và chống nắng với độ dày cỡ nanomet. Loại kính này có khả năng giữ nhiệt ở trong phòng và chặn cái nóng ở bên ngoài do chúng có khả năng phản chiếu bức xạ vào trong và ra ngoài. Một số cửa sổ có khả năng chủ động sưởi ấm cho tòa nhà trong mùa đông. Để làm được điều này nhà sản xuất đã phủ một lớp bạc cực mỏng và trong suốt lên tấm kính. Ngay khi có một dòng electron yếu chạy qua tác động vào các nguyên tử kim loại, chúng sẽ giao động và tạo ra nhiệt. Một điểm yếu của loại kính thông minh này là tiêu hao nhiều năng lượng sẽ được khắc phục trong vài năm tới. Các nhà nghiên cứu thuộc đại học Nam-Florida đã phát triển một lớp phủ bằng nhựa tổng hợp công nghệ cao và biến mặt kính cửa sổ thành một tế bào quang điện trong suốt: khi ánh sáng mặt trời rọi vào, tấm kính sẽ tạo ra điện. Do lớp phủ tế bào quang điện vô cùng mỏng nên chi phí nguyên liệu khá rẻ.
tiasang.com.vn

[Trở về] [Đầu trang] In bài viết Gửi cho bạn bè

Các tin khác:
Video Xây Dựng
Tìm chúng tôi trên Facebook
Đóng [X]