Bí mật đằng sau màn hình của Galaxy Z Flip: có phá vỡ quy tắc vật lý khi kính lại có thể gập và bẻ cong?

Ngày 11 tháng 2 vừa qua, Samsung đã chính thức giới thiệu tới thế giới chiếc smartphone màn hình gập Galaxy Z Flip, cùng với lời tuyên bố rằng họ "đã chiến thắng các định luật vật lý bằng cách bẻ cong được kính," nhờ đó "nâng cấp công nghệ màn hình cho smartphone gập từ nhựa dẻo thành kính siêu mỏng".

Loại kính mới này được Samsung gọi tên là UTG, viết tắt của Ultra Thin Glass. Theo những gì mà Samsung tuyên bố, thì họ "làm được điều không thể khi tạo ra được một loại kính siêu mỏng có thể gập được, và nó sẽ giúp bảo vệ màn hình của bạn khỏi những vết trầy xước."

Thế nhưng chỉ hơn 1 tuần sau đó, khi những chiếc Galaxy Z Flip chính thức tới tay người dùng, rất nhiều vấn đề của chiếc điện thoại này đã lộ ra. Thứ nhất, lớp chắn bụi đặc biệt được Samsung thiết kế riêng cho Galaxy Z Flip hoàn toàn bó tay trước bụi mịn. Thứ hai, lớp kính UTG của Galaxy Z Flip vẫn cần được bảo vệ bởi một lớp nhựa dẻo trên đó nữa, và khả năng chống trầy của cả lớp bảo vệ lẫn lớp kính UTG đều không thấm vào đâu.

Một anh chàng xấu số đã bẻ gãy màn hình của chiếc Z Flip ngay sau khi nhận hàng

Nhưng dù sao thì Samsung cũng không nói dối, bởi chiếc Galaxy Z Flip thật sự là một chiếc smartphone gập có sử dụng màn hình kính. Và thực sự, với chiếc điện thoại này, Samsung đã làm được điều mà trước đây rất nhiều người cho là không thể - đó là sử dụng kính như một loại vật liệu dẻo.

Bản thân chính những nghi ngờ hay cáo buộc của người dùng về việc "màn hình kính của Samsung Galaxy Z Flip thực ra không phải là kính," có lẽ cũng đã khiến chúng ta nhận ra rằng trong tiềm thức của rất nhiều người, việc dùng kính làm màn hình cho một chiếc smartphone gập là điều bất khả thi.

Tuy nhiên, lý thuyết đằng sau công nghệ này thực ra lại hết sức đơn giản.

"Chúng ta có thể uốn cong bất cứ vật liệu nào, miễn là nó đủ mỏng."

"Một trong những ngộ nhận mà rất nhiều người gặp phải, đó là tin rằng kính và thủy tinh là loại vật liệu yếu nên nó dễ bị vỡ." 

Nhà hóa học Mathias Mydlak đến từ tập đoàn sản xuất kính Schott tại Đức cho biết: "Tất cả những vật liệu cứng mà chúng ta biết đều có thể uốn cong được, miễn là nó đủ mỏng. Chẳng hạn như bạn không thể bẻ cong một miếng gỗ 2x4, nhưng nếu bạn nạo lấy một lớp gỗ mỏng thì lớp gỗ đó hoàn toàn có thể uốn cong được. Kính cũng như vậy thôi."

Hãy thử tưởng tượng, hai nguyên tử kết nối với nhau bằng một chiếc lò xo sắt, và chiếc lò xo này sẽ giãn ra khi hai nguyên tử bị kéo căng ra hai hướng. Tuy nhiên, chỉ cần vẫn trong giới hạn, thì chiếc lò xo nối hai nguyên tử vẫn sẽ có thể khôi phục lại được trạng thái ban đầu.

Nói cách khác, khi bạn bẻ cong một lớp kính siêu mỏng, sẽ có ít liên kết hóa học bị bẻ cong hơn, từ đó giúp các liên kết này khó bị đứt gãy hơn. Trong vật lý, ngưỡng giới hạn này được gọi là độ bền kéo (tensile strength).

Theo các chuyên gia vật lý, khi mà bạn có thể tạo ra một lớp kính chỉ dày chưa tới 100 micron - tức bằng độ dày của một sợi tóc - thì lớp kính này có thể được sử dụng cho các thiết bị gập cơ bản. Còn nếu muốn tạo ra một chiếc điện thoại mà khi gập vào không bị một khoảng trống quá lớn, bạn cần một lớp kính mỏng hơn thế nữa rất nhiều.

Trên thực tế, công nghệ hiện đại đã cho phép chúng ta tạo ra những tấm kính mỏng như vậy. Từ 4 năm trước, Schott đã có thể tạo ra những tấm kính mỏng chỉ khoảng 70 micron. Theo lời Samsung, loại kính mà họ sử dụng cho chiếc Z Flip còn mỏng hơn thế nhiều, khi chỉ dày có 30 micron mà thôi. Còn ở thời điểm hiện tại, trong điều kiện phòng thí nghiệm, Schott đã có thể tạo ra được những tấm kính với độ dày khoảng 25 micron.

Nhưng siêu mỏng chỉ là một yếu tố góp phần giúp chúng ta có thể bẻ cong kính mà thôi. Một điều kiện khác cần có ở một tấm kính có thể sử dụng trong các sản phẩm như chiếc Z Flip, đó là sự hoàn hảo. Chỉ cần sót một hạt bụi, một bong bóng khí siêu nhỏ, hay một vết xước thôi, cũng là quá đủ để phá hủy tấm kính này ngay khi chúng ta bẻ cong nó.

"Thường thì áp lực xuất hiện khi chúng ta bẻ cong kính sẽ tập trung tại những điểm không hoàn hảo như thế, và đó cũng là nơi sẽ xuất hiện những vết nứt khiến lớp kính mỏng của chúng ta bị vỡ."

Đó là lý do mà cần rất nhiều công đoạn xử lý hóa chất cũng như xử lý nhiệt để có thể tạo ra một lớp kính mỏng đủ "hoàn hảo" để sử dụng cho những sản phẩm như Galaxy Z Flip. Tuy nhiên, các công đoạn xử lý này cũng khiến cho lớp kính này trở nên dễ xước hơn rất nhiều. Và đối với một lớp kính mỏng như vậy, chỉ một vết xước nhỏ cũng có thể phá hủy toàn bộ lớp kính. Đây có lẽ cũng chính là lý do mà chiếc màn hình của Galaxy Z Flip lại được phủ thêm một lớp bảo vệ màn hình khác bằng nhựa dẻo.

Nói theo một cách nào đó, lớp nhựa dẻo phủ lên trên này chính là "vật hy sinh" để chịu các vết xước thay cho lớp kính. Theo nhận định của một số chuyên gia, chính nhờ có lớp nhựa dẻo này mà Samsung đã giảm tối đa nguy cơ phải đổi trả những chiếc Galaxy Z Flip vì lỗi màn hình.

Trên thực tế, Schott cũng chính là nhà sản xuất kính được Samsung lựa chọn cho chiếc điện thoại Galaxy Z Flip. Tuy nhiên đại diện của công ty này cho biết họ không rõ Samsung đã can thiệp và "gia cố" cho những lớp kính siêu mỏng này như thế nào. Theo những gì Samsung công bố vào hôm thứ 4 vừa qua, thì họ đã "gia cố" cho những tấm kính của Schott bằng "một loại vật liệu đặc biệt để đảm bảo độ bền cho màn hình". Về cơ bản thì đây cũng chỉ là một lời giải thích chung chung kiểu như "Đơn giản là nó hoạt động" của Apple mà thôi.

Bên cạnh Schott, Samsung còn một đối tác nữa trong việc sản xuất những chiếc màn hình của Galaxy Z Flip, đó là Dowoo Insys của Hàn Quốc. Và có vẻ như công nghệ của cả Dowoo lẫn Schott đều được Samsung ứng dụng cho chiếc điện thoại mới này.

Thế nhưng, tất cả những chuyện này lại thổi bùng thêm những câu hỏi khác: Nếu như những tấm kính siêu mỏng này không chống xước được và cũng không được để bị xước, vậy bỏ công bỏ sức nghiên cứu để sử dụng kính làm gì? Tại sao không tiếp tục dùng nhựa dẻo như trước?

Thứ nhất là chất lượng hình ảnh hiển thị trên những chiếc màn hình kính đương nhiên sẽ tốt hơn rất nhiều so với màn hình nhựa dẻo. Thứ hai, đặt trong điều kiện tiêu chuẩn, màn hình kính cũng sẽ bền hơn màn hình nhựa dẻo. Hơn nữa, trải nghiệm của người dùng trên những chiếc màn hình kính của Z Flip có vẻ cũng "đã tay" hơn so với màn hình của Galaxy Fold.

Hơn nữa, công nghệ màn hình kính có thể gập được hiện vẫn chỉ đang ở những bước khởi đầu. Theo như lời của nhà sản xuất kính cường lực Gorilla Glass Corning, rất có thể chỉ một hoặc hai năm nữa thôi, lớp nhựa dẻo bảo vệ màn hình sẽ không còn cần thiết nữa. Theo lời công ty này, những mẫu kính mới có thể bẻ cong được đều đã đến tay các nhà sản xuất, và chúng hoàn toàn có thể biến lời hứa về "bền, chống xước, cũng như đảm bảo chất lượng hiển thị" thành sự thật.

Hiện tại, khó khăn lớn nhất của công nghệ sản xuất kính siêu mỏng chính là việc vẫn chưa có phương pháp tối ưu để tạo ra dây chuyền sản xuất hàng loạt. Việc cắt, đóng gói, cũng như vận chuyển những lô kính siêu mỏng này ra sao để chúng không bị hỏng học giữa đường vẫn đang là một bài toán khó chưa có lời giải đáp.

Còn về phía Samsung, cũng dễ hiểu lý do tại sao mà tập đoàn này lại cố gắng theo đuổi công nghệ màn hình gập như thế, khi mà tại buổi họp báo mới đây, Samsung cũng đã tiết lộ về tham vọng làm nhà phân phối màn hình gập cho các hãng sản xuất điện thoại khác trên thị trường.

Và có lẽ, khi công nghệ này được hoàn thiện, ngành công nghiệp smartphone sẽ lại bước sang trang mới.

Theo The Verge