246p47 Ung dung cua sieu vat lieu GS.TSKH Truong Van Tan

KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN Ứng dụng siêu vật liệu GS.TSKH Trương Văn Tân M ột tiềm ứng dụng siêu vật liệu "tàng hình" "siêu thấu kính" Sóng thần, động đất lượng xanh nghe khơng có liên hệ đến siêu vật liệu, nhóm nghiên cứu giáo sư Xinhua Hu (Đại học Phục Đán, Thượng Hải, Trung Quốc) báo cáo gần dựa theo khái niệm chế tạo siêu vật liệu "tàng hình" làm thuật tốn mô số cho thấy ứng dụng thực tế gần gũi: bảo vệ bờ biển cách triệt tiêu sóng Việc phát siêu vật liệu 10 năm trước tạp chí Nature xem cột mốc quan trọng lịch sử vật lý mang tầm vóc ngang hàng với việc khám phá laser, pin mặt trời hay tin học lượng tử Trong việc thiết kế siêu vật liệu đơn vị tạo thành phải nhỏ bước sóng sóng Như thế, sóng khơng thể "nhìn" chi tiết đơn vị mà "thấy" vật liệu đồng Thí dụ, vi ba có bước sóng vài centimet, đơn vị cấu trúc để tương tác với vi ba cấp milimet Ta thoải mái thiết kế cải biến đơn vị cấu trúc kích cỡ để thao túng đường sóng mà sóng "khơng hay biết" Đối với ánh sáng thấy (có bước sóng vài trăm nanomet), việc thiết kế đòi hỏi kỹ tinh vi cơng nghệ nano với xác cấp nanomet Đối tượng siêu vật liệu việc bẻ cong sóng điện từ theo ý muốn qua môi trường siêu vật liệu Bẻ cong đường ánh sáng kiện bình thường thiên nhiên ánh sáng vào mơi trường có chiết suất khác khúc xạ nước khơng khí, lăng kính, hay khơng khí nóng lạnh gây ảo ảnh mặt đường Ta nhìn thấy vật có phản xạ ánh sáng từ vật đến mắt ta Việc làm "tàng hình" vật chẳng qua việc bẻ cong đường sóng điện từ xung quanh vật khiến cho phản xạ đến người quan sát khơng xảy ra, vật tàng hình Năm 2006, nhóm nghiên cứu liên trường gS John Pendry (Imperial College, London, Anh Quốc) David Smith (Duke University, Mỹ) lần chế tạo siêu vật liệu làm tàng hình vật vi ba (bước sóng centimet) Kết nghiên cứu mang ý nghĩa quan trọng khoa học quốc phòng vi ba sử dụng cho radar Vài năm sau, nỗ lực nhằm làm tàng hình vùng ánh sáng thấy được, nhóm gS Xiang Zhang (Đại học California, Berkeley, Mỹ) làm tàng hình vật tia hồng ngoại (bước sóng 1.600 nanomet) Nhưng thí nghiệm dùng siêu vật liệu, vật bị tàng hình có kích thước nhỏ cấp micromet (0,001 mm) Để làm người tàng hình, triệu lần to hơn, hay máy bay, tỷ lần to hơn, chắn nhiều gian nan Nhóm Zhang có tham vọng triển khai siêu vật liệu cho sóng âm Siêu vật liệu âm dễ chế tạo siêu vật liệu sóng điện từ bước sóng âm khoảng 1m Hãy tưởng tượng ngày siêu vật liệu âm phủ lên tàu ngầm, luồng âm phát từ sonar truy lùng tàu ngầm trượt lên thân tàu mà khơng bị phản hồi Sóng mà không trở lại; sonar trở nên vơ hiệu Tiếc chất thực dụng quốc phòng, triển khai siêu vật liệu âm nghe thấy diễn đàn cơng khai dần vào đêm bí mật Bài báo cáo nhóm Hu cho thấy khái niệm siêu vật liệu áp dụng cho sóng học mà sóng nước thí dụ Trong nhóm Pendry - Smith chế tạo đơn vị siêu vật liệu kích thước milimét cho vi ba, nhóm Hu triển khai thành ống hình trụ rỗng đơn vị mét Những ống có khe dọc theo chiều cao ống bố trí thích hợp làm triệt tiêu sóng hấp thụ 90% lượng sóng biến thành điện Một cơng hai việc Có nhiều phê phán cơng trình có ý kiến cho khái niệm tuyệt vời nhằm ngăn chặn sóng thần chí động đất Khi nhà khoa học băn khoăn tìm kiếm giải đáp làm tàng hình người hay máy bay ta lại khơng áp dụng siêu vật liệu che giấu vật nhỏ hơn? Những nếp nhăn thời gian, tàn nhang, mụn nám da mặt tàng có phù phép ma thuật ta thoa lên lớp kem siêu vật liệu Nó cho người quan sát ảo giác ánh sáng phản xạ từ da trắng muốt, mịn màng… Những ca phẫu thuật căng da kéo mặt tốn lớp dày son phấn trở nên lỗi thời Một niềm hạnh phúc vô biên mang tới cho phái đẹp, thời gian không phụ lòng người Số 246 - 2011 47