Màn hình có thể cuộn lại như giấy

Trong vài năm nữa, Silicon Valley (Thung lũng silicon), địa điểm nổi tiếng nhất của kỷ nguyên tin học hẳn sẽ phải đổi tên. Khu vực rộng lớn quy tụ các công ty kỹ thuật cao ở phía bắc California đó mang tên của thứ á kim dùng để chế tạo chip điện tử. Thế nhưng theo lời của các chuyên gia, tương lai sẽ thuộc về những con chip bằng graphène, một chất liệu bền, trong suốt và mềm dẻo được André Geim ở Đại học Manchester phân lập vào năm 2004.

Các nhà khoa học Hàn Quốc vừa chế ra một màn hình cảm ứng đầu tiên bằng chất liệu đó. Nó có kích thước 30 inch, có thể gấp hay cuộn lại để ít choán chỗ nhất. Mùa đông vừa qua, Hãng IBM đã giới thiệu loại chip đầu tiên bằng graphène nhanh gấp 10 lần silicium. Các nhà sản xuất pin cho điện thoại di động hy vọng có thể cải tiến sản phẩm nhờ chất liệu đó. Hơn nữa, graphène còn giúp Viện Kỹ thuật Massachusetts chế ra chiếc radio nhỏ nhất thế giới.

Liệu có quá chăng khi nói đến một "Graphène Valley" tương lai, hay chúng ta đang ở vào buổi bình minh của một cuộc cách mạng mới, có thể cho ra những loại máy vi tính nhanh hơn với màn hình hầu như có thể giấu được?

Viện Kỹ thuật nano của Đại học Sungkyunwan (Séoul - Hàn Quốc), nơi đã cho ra đời màn hình cảm ứng đầu tiên bằng graphène, đã thu hút sự chú ý của rất nhiều tập đoàn công nghiệp. Lĩnh vực này đang lên cơn sốt. Nhà hóa học nổi tiếng James Tour ở Đại học Rice (Houston, Mỹ) cho rằng, chẳng bao lâu nữa các màn hình đó có thể cuốn lại và cài lên tai như một cây bút chì. Hãng Samsung của Hàn Quốc đã báo trước: Trong 2 năm nữa sẽ tung ra thị trường loại sản phẩm tương tự.

Màn hình bằng graphène.

Chuyên gia về các ấn phẩm khoa học, MC trong chương trình SER Digital của Đài Phát thanh Cadena SER Chema Lapuente nói rằng "Kỳ tích này chẳng những đặt dấu chấm hết cho các máy tính xách tay và máy tính bảng mà còn quẳng cả sách báo vào sọt rác". James Tour cũng nhất trí rằng "từ đây đến 10 năm nữa hay có thể chưa đến 5 năm, loại màn hình này sẽ tràn ngập thị trường. Đây chỉ là vấn đề thời gian mà không tùy thuộc vào tiền đầu tư". Các nhà khoa học khác thì cho rằng, không tùy thuộc cả vào thời gian cần có để hạ giá thành.

Từ khi chất graphène được phân lập, các tiến bộ trong lĩnh vực này thật ngoạn mục. Những tạp chí chuyên ngành đầy các bài viết giới thiệu về tinh thể carbon này như là một phương thuốc thần diệu. Nó trong suốt và dẫn điện rất tốt, hiệu quả ít nhất gấp 100 lần so với silicium. Một màn hình bằng graphène dẫn điện nên không cần đến một mạng lưới mạch điện.

Chất liệu này mềm dẻo nên chẳng những có thể cuộn lại mà còn có thể phủ lấp các bề mặt không phẳng, khiến người ta có thể nghĩ đến các màn hình hình cầu, hình nón hay hình ống. Chất liệu này có rất nhiều vì đó là thành phần của than chì. Đại học Columbia cho biết rằng loại phân tử này bền bỉ nhất thế giới và không gây ô nhiễm.

Elsa Prada đang nghiên cứu về graphène tại Hội đồng tối cao nghiên cứu khoa học ở Madrid khẳng định rằng, chất liệu này vượt quá mọi mong đợi. "Rất nhiều lý thuyết trước đây bị xem như là không tưởng giờ đã lần lượt thành hiện thực". Từ graphène người ta có thể chế ra những con chip nhanh hơn 1.000 lần, các điện thoại di động mạnh hơn máy vi tính ngày nay 1.000 lần.

Tuy nhiên sự lạc quan này không được sự nhất trí của giới khoa học. Nhà vật lý Hà Lan Walt de Heer chuyên về khoa học nano cho biết: "Graphène sẽ không bao giờ thay thế silicium được. Có những điều mà graphène có thể làm nhưng silicium thì không và ngược lại".

André Geim, người phân lập được graphène, nhận giải Korber 2008 và là ứng viên giải Nobel, nhận xét về cuộc cách mạng sắp tới: "Thông thường một chất liệu mới phải mất từ 15 đến 30 năm để chuyển từ nghiên cứu khoa học sang ứng dụng công nghiệp, sau đó còn phải chờ 10 năm trước khi sản xuất đại trà. Thế nhưng chỉ mới 5 năm từ khi được phân lập mà chất graphène đã được áp dụng trong công nghiệp".

Hiện nay chướng ngại lớn nhất là sản xuất dây chuyền. Nếu giải quyết được điều này, việc sản xuất graphène sẽ có thể rất rẻ và ít tác hại đến môi trường. Tính dẫn điện tốt của nó sẽ giúp chế tạo các mạch điện bền hơn và ít hao năng lượng. Graphène là carbon tinh khiết, chất liệu mà người ta tìm thấy rất nhiều trên khắp thế giới, thường ở trong chất thải. Ứng dụng đại trà trong công nghiệp sẽ giúp người ta bỏ qua những chất liệu đắt hơn và ô nhiễm hơn, chẳng hạn như oxyd titane hay oxyd thiếc-indium vốn có mặt trong đa số các thiết bị điện tử trong suốt.

Tuy nhiên như Giáo sư Castro Neto nhận xét, sự chuyển đổi từ silicium sang graphène sẽ không dễ dàng hay nhanh chóng. "Silicium là một thị trường lớn mà người ta đã đầu tư những số tiền khổng lồ". Thay vì là một sự chuyển đổi chớp nhoáng như từ đồng sang germanium rồi từ germanium sang silicium, có lẽ sẽ thực tế hơn nếu nghĩ đến một sự chung sống giữa 2 chất liệu. Đó cũng là hy vọng của nhà hóa học Rod Ruoff chuyên về công nghệ cơ khí ở Đại học Texas: "Tôi chưa gặp người nào, kể cả những ai mơ mộng nhất, lại tin vào một sự thay thế hoàn toàn silicium".

Nhà nghiên cứu Tây Ban Nha Francisco Guinea đứng trung dung giữa những kẻ ngờ vực và những người mơ mộng. Ông tin rằng chất liệu mới sẽ "cải thiện khả năng của các hệ thống tin học phức tạp nhất trong các xí nghiệp lớn. Nhưng trong tương lai gần, các mạch vi tính vẫn sẽ là silicium".

Do vậy có lẽ tốt hơn nên chờ đợi. Tuy các máy iPad thế hệ mới có thể nhanh chóng ứng dụng graphène, Silicon Valley vẫn chưa cần đổi tên một cách chóng vánh