Từ áo giáp vô hình đến truyền năng lượng không dây: 10 công nghệ có thực mà "ảo" như trong phim

Ta đang tiến về tương lai, với một tốc độ đáng ngạc nhiên và với những công nghệ mới khiến đời sống con người dễ thở hơn nhiều. Nhiều chục ngàn năm trước, con người phải tạo lửa bằng hai hòn đá và một đống bùi nhùi, ngày nay trong túi của đa số người đều có sẵn một cái bật lửa có thể mua ở bất kỳ đâu.

Công nghệ sinh học và điện tự đều có những bước tiến lớn trong nhiều năm qua. Con người tìm ra những vật chất mới mạnh mẽ hơn, nhẹ hơn, hiệu quả hơn để dùng trên Trái Đất cũng như để khám phá Vũ trụ. Dưới đây là 10 ví dụ cho bạn thấy ngay tại năm 2017 này, đã tồn tại những thứ công nghệ tưởng như chỉ có trong phim viễn tưởng.

1. Da điện – E-Skin

Đây là một mạch điện hữu cơ mỏng hơn tế bào da người tới 10 lần, nhẹ như lông hồng và có thể "mặc" trên người như một lớp xăm mình vậy.

Da điện là một lớp vật chất cực mỏng, cực nhạy cảm với nhiệt và áp lực, được thiết kế giống hệt như da người. Và thậm chí, nó cũng giống da người ở điểm có thể căng ra và có thể tự liền lại. Công nghệ này được cung cấp năng lượng bởi miếng năng lượng Mặt Trời co giãn được do đội ngũ tại Đại học Stanford phát triển hồi năm 2011, nó có thể giãn ra được 30% mà không bị hỏng.

Công nghệ da điện này còn có cảm biến sinh học, cảm biến hóa học và cảm biến áp lực. Nó không được dính trên da nhờ băng keo mà nhờ một lực có tên là Van der Waals, lực dính sinh ra nhờ sức hút giữa các phân tử.

Trong tương lai, nó có thể được dùng làm thiết bị theo dõi sức khỏe bệnh nhân hay vào ngành phát triển robot.

2. Li-Fi – phát mạng Internet bằng ánh sáng

Thuật ngữ Li-Fi được đề xuất bởi Harald Haas, Giáo sư Chủ tịch của ngành Liên lạc Di động tại Đại học Edinburgh, Đức và ông cũng là đồng sáng lập ra pureLiFi – ý tưởng về việc "truyền dữ liệu không dây thông qua bất kỳ nguồn sáng nào".

Công nghệ này hoạt động bằng cách bật tắt đèn LED liên tục tại một tốc độ cực nhanh, mắt con người không thể nhìn thấy được, nhằm truyền đi tín hiệu. Li-Fi lợi hơn Wi-Fi ở nhiều điểm, rẻ hơn gấp 10 lần mà tốc độ vẫn rất rất cao: họ đã có truyền dữ liệu ở tốc độ 224 Gbit/giây, ánh sáng bật tường dội vào thiết bị cũng có thể được tốc độ 70 Mbit/giây, ánh sáng có thể bị cản nên bạn không lo về khoản nó sẽ bị hack.

3. Áo giáp nhôm vô hình

ALON là thứ hợp chất vô hình cứng nhất mà bạn có thể mua được. Nó là một hợp chất gồm nhôm, oxy và nitro – nhôm oxit-nitrit, ký hiệu hóa học là AlON nên được gọi luôn là ALON. Dưới mắt thường, thứ vật liệu này gần như vô hình, nhưng nó lại có thể chặn được cả đạn.

Cứng hơn kính silica 4 lần, bằng 85% đá shapphire, loại nhôm này có thể chịu được nhiệt độ tới 2.100 độ C. Vừa nhẹ, vừa cứng và lại vừa gần như trong suốt, ALON có tiềm năng để trở thành một lớp giáp hoàn hảo. Thực tế, nó đã chặn được cả đạn xuyên giáp cỡ .50 ly.

4. Kính áp tròng đổi màu có tác dụng y học

Những người tiểu đường luôn phải theo dõi lượng đường trong máu của mình để có thể phản ứng kịp thời, tuy nhiên cách thức châm đầu ngón tay lấy máu thường rất bất tiện. Nhưng với mắt kính áp tròng này, người bệnh có thể theo dõi được mức đường trong máu nhờ vào màu của mắt kính áp trong kia.

Mắt kính này phản ứng với lượng đường có trong nước mắt của người bệnh, đổi màu dựa theo mức đường phát hiện được. Đây là sản phẩm của giáo sư Jin Zhang tới từ Đại học Miền tây Ontario.

5. Truyền năng lượng không dây

Một trong những nghiên cứu được đặt lên hàng đầu tại Cơ quan Khám phá Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) đó là vệ tinh năng lượng Mặt Trời SPS, một thứ vệ tinh có thể thu thập năng lượng Mặt Trời và gửi về Trái Đất.

Các nhà khoa học dự kiến sử dụng tia laser hoặc vi sóng để gửi năng lượng về, nhưng việc này không thể thực hiện được bằng tia laser bởi lẽ nó không thể xuyên qua mây. Nhưng may mắn thay, thử nghiệm mới đây cho thấy vi sóng lại lại là một phương thức truyền năng lượng khả thi.

Cụ thể, trong thử nghiệm này, JAXA đã có thể truyền đi 1,8 kilowatt năng lượng với khoảng cách xa 55 mét. Họ đã chuyển năng lượng Mặt Trời sang dòng điện một chiều DC, biến nó thành vi sóng, đổi nó lại thành dòng điện một chiều và cuối cùng, biến nó thành dòng điện xoay chiều với hiệu năng lên tới 80%.

Dự kiến vào năm 2031, JAXA sẽ có nhà máy điện đầu tiên sử dụng công nghệ này.

6. Tấm pin Mặt Trời trong suốt

Từ phòng thí nghiệm Đại học Bang Michigan, tấm tập trung ánh sáng Mặt Trời trong suốt (TLSC) được tạo ra từ muối hữu cơ và có thể hấp thụ những bước sóng ánh sagns vô hình. Thông thường, tấm năng lượng Mặt Trời sẽ hấp thụ thứ ánh sáng mà ta có thể thấy bằng mắt thường và biến chúng thành năng lượng. Còn với tấm năng lượng Mặt Trời trong suốt này, nó sẽ hấp thụ tia cực tím và ánh sáng hồng ngoại.

Thiết bị thử nghiệm hiện đang có hiệu năng khoảng 1%, nhưng các nhà khoa học tin rằng họ sẽ đạt được mốc 10% và hơn nữa sớm thôi.

7. Công nghệ bắt hình ảnh femto – Femto-Photography

Đây là công nghệ được các nhà nghiên cứu tại MIT phát triển: họ tạo ra một hệ thống bắt hình ảnh với tốc độ một nghìn tỷ hình ảnh một giây. Họ đã có thể chụp hình được ánh sáng di chuyển.

Đó là thành công của giáo sư Ramesh Raskar và các cộng sự, họ đã có thể bắt hình được ánh sáng. Kỹ thuật này có tên là femto-photography, sử dụng camera đồng bộ với từng nhịp sáng của tia laser để bắt được hình ảnh 2 chiều của vật thể.

Bằng phương pháp mới này, rất có thể ta sẽ có được những hình ảnh về những thứ chúng ta chưa bao giờ nhìn thấy được mà lại vốn hiện hữu trước mắt con người.

8. Đĩa gương 5D

Năm 2013, các nhà khoa học tại Đại học Southampton đã tạo ra thành công thứ công nghệ mà họ gọi là "thiết bị lưu trữ dữ liệu 5 chiều". Trên một đĩa CD thông thường, dữ liệu được lưu vào những khe nhớ có trên bề mặt đĩa. Trong khe nhớ ấy có những gờ nhỏ, mỗi gờ sẽ là một số "1" và chỗ không có sẽ là một số "0". Đĩa lưu trữ này có dạng 2 chiều.

Còn ở chiếc đĩa 5 chiều kia, dữ liệu được lưu trên một cấu trúc vật lý khác có tên là nanograting, tạm dịch là "lưới nano". Cũng như những gờ nhỏ trên đĩa CD thông thường, dữ liệu trên lưới nano cũng được đọc bằng ánh sáng.

Năm chiều của chiếc đĩa này gồm có ba chiều của lưới gồm trục x, trục y và trục z, độ sáng và hướng của ánh sáng khúc xạ khi chiếu lên cái lưới này. Lượng thông tin lưu được trên đó sẽ nhiều lên gấp 3.000 lần đĩa Blue-ray hiện tại.

Đĩa có thể giữ được dữ liệu trong vòng 13,8 tỷ năm, chứa được 360 TB dữ liệu và chịu được nhiệt độ tới 1.000 độ C.

9. Lá nhân tạo có thể tạo ra oxy

Một thiết bị có thể tạo ra oxy vẫn là điều NASA theo đuổi: có được nó, việc du hành Vũ trụ sẽ dễ dàng hơn rất nhiều. Julian Melchiorrri, sinh viên tốt nghiệp Đại học Mỹ thuật Hoàng gia ngành Kỹ sư Thiết kế Đổi mới, đã làm việc với phòng thí nghiệm của Đại học Tufts để tạo ra một thứ như thế. Anh đặt tên nó là "Melchiorri’s Silk Left – Lá Lụa của Melchiorri".

Anh tin rằng lụa có khả năng "ổn định phân tử cực kỳ tuyệt vời", vì thế anh đã lấy lục lạp từ tế bào thực vật, đặt nó vào trong ma trận của protein lụa. Sử dụng ánh sáng và nước, lá lụa này đã tạo ra được oxy. Đây chính là lá cây nhân tạo có thể tạo ra được oxy, dễ dàng mang theo trong những sứ mệnh Vũ trụ xa nhà.

10. Aerogel

Nó còn có tên khác là "khói đông", "không khí cứng" hoặc "mây thể rắn" – thứ aerogel này là một vật chất cứng với độ đặc cực kỳ thấp và khả năng dẫn nhiệt thấp.

Aerogel là thứ đang nằm dưới hòn gạch kia.

Gần 99,8% vật chất này là không khí: khung của nó được tạo nên bởi hợp chất của các chất hóa học khác nhau, nằm giữa là những túi không khí siêu nhỏ. Do cấu trúc nó như vậy, aerogel cực kì nhẹ và tưởng như rất mỏng manh.

Nhưng hoàn toàn ngược lại, 2 gram aerogel có thể nâng được 2,5 kg gạch. Hơn nữa, vật liệu này không dẫn nhiệt nên nó còn có thể được dùng làm vỏ tàu Vũ trụ.