Sự kỳ diệu của thủy tinh

Đã bao giờ chúng ta tự hỏi: "Loại vật liệu nào là thứ quan trọng nhất tạo ra Thế Giới hiện đại ngày nay?". Có rất nhiều thứ vật liệu quen thuộc hàng ngày với chúng ta như nhựa, sắt, vàng, xi măng,... nhưng câu trả lời có thể làm nhiều người bất ngờ, đó là "Thủy tinh".

Những hạt cát trên sa mạc tưởng chừng như vô giá trị được đun cho nóng chảy, khi để nguội lại không trở về hình dạng ban đầu của nó mà trở thành một thứ vật chất trong suốt và được gọi là thủy tinh.

Những ứng dụng đầu tiên của thủy tinh là chế tạo công cụ, dụng cụ do tính dễ tạo hình của nó khi ở thể lỏng. Vào thời xa xưa, đồ vật bằng thủy tinh được xem là hàng hóa quý giá có giá trị cao.

Tuy nhiên, tầm ảnh hưởng của nó được nâng cao khi người ta phát hiện ra cách trộn thủy tinh với tro của rong biển, tạo thành loại thủy tinh có độ trong suốt cao hơn. Có thể nói, thủy tinh đã được nâng tầm kể từ khi những ứng dụng kỳ diệu của nó trong quang học ra đời.

Đầu tiên nó tác động đến ngành xây dựng và kiến trúc, khi những khung cửa sổ bằng kính trở thành thiết kế không thể thiếu cho các công trình. Các tủ kính dùng trưng bày sản phẩm đã thay đổi thiết kế của các gian hàng, khung kính giúp ta bảo quản các bức tranh tốt hơn mà vẫn có thể nhìn ngắm nó thoải mái.

Sau đó, con người phát hiện ra rằng khi chế tạo các tấm kính lồi, lõm sẽ cho ra những hiệu ứng quang học khác nhau. Việc sắp xếp các "thấu kính" giúp con người lần đầu tiên có khả năng nhìn thấy những thứ nhỏ hơn và xa hơn. Từ mắt kính, kính lúp, ống nhòm cho đến kính hiển vi, kính thiên văn.

Nhờ kính hiển vi, lần đầu tiên ta biết đến tế bào, tinh thể, nguyên tử, phân tử,... mở ra hàng loạt cuộc cách mạng trong lĩnh vực y học, hóa học,...

Nhờ kính thiên văn, ta chứng minh được rằng Galileo đã đúng: "Trái Đất quay xung quanh Mặt Trời". Thật kỳ lạ là suốt một thời gian dài, việc dùng kính thiên văn bị cấm đoán vì lý do "dòm ngó suy nghĩ của Chúa trời".

Bằng một sự trùng hợp kỳ diệu nào đó, người ta phát hiện ra hỗn hợp Thủy ngân và Sắt tráng lên một mặt của tấm kính khiến cho ánh sáng bị phản chiếu ngược lại, thứ đó gọi là "gương".

Lần đầu tiên, con người có thể tận mắt nhìn rõ và chân thực nhất về bản thân mình, khoảnh khắc ấy đã tạo ra sự thay đổi cực kỳ lớn trong nhận thức của họ.

Cái tôi của con người được nâng lên một tầm cao mới, thúc đẩy phong trào văn hóa thời kỳ Phục Hưng. Ngoài ra, nhu cầu làm đẹp cũng bắt đầu phát triển nhanh, đưa ngành thời trang, làm đẹp, chăm sóc cơ thể,... bùng nổ.

Các tấm gương cũng ảnh hưởng sâu sắc đến đời sống tâm linh, nó đại diện cho cánh cửa ngăn cách thế giới thực và ảo. Ngày nay, ta vẫn có thể dễ dàng nhìn thấy hình ảnh những tấm gương hay quả cầu thủy tinh trong các nghi lễ thuộc về tâm linh.

Việc sắp xếp các thấu kinh hội tụ để lưu hình ảnh lên một tấm vật liệu gọi là film, sau đó xuất hình ảnh ra giấy bằng các phản ứng hóa học đã cho ta máy ảnh. Các máy ảnh có khả năng ghi lại nhiều hình ảnh trong thời gian ngắn, chúng trở thành máy quay phim.

Khi ta tráng một lớp photpho lên tấm kính và bắn các electron vào đó, nó hiển thị các màu sắc đa dạng trên tấm kính, từ đó mà ta có tivi.

Một nhà khoa học rảnh rỗi đã nghiền ngẫm cách kéo thủy tinh thành một sợi thật mỏng và dài xem nó như thế nào. Ông buộc thủy tinh nóng chảy vào đầu mũi tên, sau đó dùng cung bắn nó đi thật xa, trên đường đi thủy tinh kéo thành những sợi dài và mảnh.

Hóa ra thí nghiệm đó không vô bổ, các sợi thủy tinh có độ bền chắc đáng kinh ngạc. Người ta pha trộn nó với nhiều vật liệu khác nhau để tạo thành vỏ tàu thủy, vỏ máy bay, xe hơi hay các bo mạch trong thiết bị điện tử.

Khi bắn tia laser vào các sợi thủy tinh, ta truyền tải những thông tin dưới dạng mã số gồm chuỗi các chữ số 0 và 1, sau đó thiết bị cuối đường dây giải mã các chuỗi số và phát lại thông tin nó nhận được. Các tuyến cáp quang đặt dưới biển chính là những bó sợi thủy tinh tạo nên thời đại internet bây giờ.

Ngày nay, ta có thể chụp ảnh thông qua các camera chứa thấu kính bằng thủy tinh, lưu trữ và xử lý nó bằng các thiết bị điện tử mà bo mạch làm từ sợi thủy tinh, sau đó truyền nó qua các bó sợi thủy tinh dưới biển và xem nó thông qua màn hình thủy tinh.

Trong tương lai, ta có thể tìm ra những vật liệu thay thế được thủy tinh, tuy nhiên không thể phủ nhận vai trò quá quan trọng của nó trong lịch sử tiến hóa của loài người và kiến tạo nên Thế Giới hiện đại mà ta đang sống.

Trịnh Dương Sơn Tùng