“Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng trái đất lên” là câu nói nổi tiếng của Archimedes (287-212 trước Công Nguyên). Ổng là một nhà toán học, nhà vật lý, nhà phát minh huyền thoại người Hy Lạp. Hình của Archimedes được in ở mặt trước của Huy chương Fields, giải thưởng danh giá được coi là “Nobel Toán học” (vì giải Nobel không bao gồm lĩnh vực toán học), được Hiệp hội Toán học quốc tế (IMU: International Mathematical Union) trao 4 năm một lần cho những nhà nghiên cứu nổi bật.
Ơ-rê-ca (Eureka, nghĩa tiếng Việt là “tìm ra rồi”) là một giai thoại nổi tiếng về cách ra đời của “lực đẩy Archimedes” và của mục.. này.
Thường được gọi là “khói đông lạnh” (frozen smoke), Aerogel có màu mờ xanh như ảo ảnh quang học; chạm vào là một khối rắn cực nhẹ nhưng khá giòn. Ở các biến thể Aerogel gồm đời mới hoặc Aerogel cấu trúc đặc biệt, vật liệu có thể chịu tải gấp hàng ngàn lần khối lượng bản thân và làm việc ở khoảng 1,000°C, thậm chí cao hơn tùy hệ vật liệu.
Lịch sử của nó không bắt đầu từ những đại dự án hàng tỷ đô, mà khởi nguồn từ một lời thách đố thú vị vào năm 1931, giữa nhà hóa học người Mỹ Samuel S. Kistler và đồng nghiệp Charles Learned. Cuộc cá cược xoay quanh câu hỏi: liệu có thể rút hết chất lỏng trong một hũ thạch ra mà không làm sụp đổ cấu trúc của nó hay không? Kistler đã chiến thắng, và bài công bố trên tạp chí Nature năm đó đã đánh dấu sự ra đời của một trong những vật liệu nhẹ nhất thế giới. Samuel S. Kistler sở hữu bằng sáng chế chính (US Patent 2093454, cấp năm 1937 cho phương pháp sản xuất aerogel) nhưng ông qua đời năm 1975, trước khi thấy Aerogel bay khỏi địa cầu.
Bí mật sức mạnh của Aerogel nằm ở kỹ thuật sấy siêu tới hạn (Supercritical Drying, SCD). Thay vì để dung môi bay hơi tự nhiên và bị lực mao dẫn bóp nghẹt cấu trúc rỗng (tựa như cách một ngôi nhà tơ nhện bị mưa làm sập), các nhà khoa học đã khéo léo đưa dung môi qua trạng thái siêu tới hạn để loại bỏ chất lỏng mà không gây áp lực lên thành vách nano. Kết quả là một mạng lưới silica rỗng, tới 99.8% là không khí, nhưng đủ sức chịu tải trọng và chịu nhiệt một cách phi thường.
Từ 1990, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) bắt đầu dùng Aerogel để “ủ ấm” cho các hộp điện tử trên xe tự hành Sojourner giữa cái lạnh thấu xương của Sao Hỏa, sứ mệnh Stardust dùng Aerogel để tóm các hạt bụi sao chổi Wild 2 bay với tốc độ siêu thanh (6km/s) mà không làm biến dạng chúng… Trở về mặt đất, “khói đông lạnh” đang âm thầm len lỏi vào đời sống, trở thành lớp cách nhiệt siêu mỏng cho các đường ống dẫn khí, pin năng lượng, siêu tụ điện hay những bộ đồ bảo hộ cao cấp, giúp giữ nhiệt tối đa mà không tạo cảm giác cồng kềnh.
Trong làn sóng công nghệ xanh, tro bay từ nhiệt điện than đang được xem như một nguồn silica rẻ để chế tạo aerogel bằng các quy trình sol gel và sấy áp suất thường, hướng tới vật liệu cách nhiệt giá trị cao thay vì đổ dồn về bãi thải, có thể coi như một cách để con người “chuộc lỗi” với môi trường.
Đôi khi thành công bắt đầu từ một lời thách đố ngớ ngẩn. Hãy thách thức bản thân giỏi hơn, giàu hơn, vui vẻ hơn mỗi ngày thử xem!
