Cùng tìm hiểu về kính cường lực Gorilla
| 07/09/2012 0:00 AM
Làm thế nào mà loại kính này có thể chống lại các tác động lực tương đối lớn từ bên ngoài
Một sự thực không thể chối cãi là công nghệ đang phát triển với tốc độ nhanh đến chóng mặt. Một vài thập kỉ trước, máy tính cá nhân vẫn còn rất cồng kềnh và điện thoại di động là món đồ xa xỉ. Nhưng ngày nay, đồ dùng công nghệ đã trở nên tiện dụng hơn rất nhiều và trở thành thú tiêu khiển không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày.
Chỉ so sánh với một thập kỉ trước đây thôi màn hình có độ giải ngày càng cao và sắc nét hơn trước rất nhiều. Các vi xử lý có tốc độ hoạt động cao đến mức kinh ngạc. Ngoài ra, các công ty cũng đã bỏ ra khá nhiều công sức tiền bạc để đầu tư chú trọng yếu tố thẩm mĩ bên cạnh yếu tố kĩ thuật. Nhưng có thể bạn không thể nhận ra một bước tiến công nghệ đó là kính thủy tinh đang trở nên cứng cáp và mạnh mẽ hơn.
Công ty Corning của Hoa Kì đã phát triển một sản phẩm có tên kính Gorrila. Loại kính thủy tinh này được thiết kế để sử dụng trong các sản phẩm điện tử mà ta vẫn sử dụng hàng ngày. Các thiết bị công nghệ đi động như máy tính, máy tính bảng, điện thoại thông minh, máy nghe nhạc MP3 luôn phải đối mặt với nguy cơ hư hại cao. Với kính cường lực Gorrila của Corning, nguy cơ bị hỏng do va đập và trầy xước của các thiết bị sẽ được giảm thiểu tối đa. Phương pháp sản xuất của Corning đem lại kích thước vô cùng mỏng cho các tấm kính, đồng nghĩa là nó sẽ không làm ảnh hưởng đến màn hình cảm ứng và làm gia tăng trọng lượng đáng kể cho thiết bị.
Vậy bí mật của hãng Corning là gì? Điều gì đã làm cho kính Gorrila khác biệt so với các loại kính khác. Câu trả lời nằm ở nhiệt độ cao đến khó tin, một loại khuôn đặc biệt, sự giúp sức của robot tự động và bể nung muối nóng chảy trong suốt quá trình sản xuất. Kết quả thu được cuối cùng là tấm kính cực mỏng nhưng vẫn có thể chống lại rất nhiều tác động lực.
Quy trình nung nóng chảy
Thủy tinh là một loại vật liệu hoàn toàn từ tự nhiên. Trong thực tế một số loại đá và khoáng chất nhất định trở thành thủy tinh sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Bạn có thể bắt gặp những mảng kính “tự nhiên” như vậy ở những nơi có dòng dung nham chảy qua và gặp sét đánh.
Nhưng con người cũng biết cách tạo ra kính từ hàng ngàn năm nay. Chúng ta sử dụng lò nung để nấu chảy một số loại đá phù hợp thành thủy tinh nóng chảy. Ở giai đoạn này, kính thủy tinh được tạo hình bằng nhiều cách, trong đó kĩ thuật phổ biến nhất là thổi thủy tinh.
Kính thương mại được sản xuất từ ba nguyên liệu chính. Đầu tiên là cát hay còn gọi là silic dioxide trong hóa học. Đây cũng chính là loại vật liệu hãng Corning sử dụng trong quá trính sản xuất sản phẩm của họ. Ngoài ra hai vật liệu khác cũng được dùng để làm kính là đá vôi và natri cacbonat.Corning đã kết hợp silic dioxide với một số chất hóa học khác rồi đem đi nung để tạo ra thủy tinh nóng chảy có tên là nhôm silicate. Loại thủy tinh này cũng có chứa các ion natri, một thành phần quan trọng trong phần tiếp theo của quá trình sản xuất.
Sau đó họ sẽ đổ hỗn hợp nóng chảy này vào khuôn hình chữ V nhưng không dừng lại ở việc đổ đầy hết khuôn. Họ tiếp tục thêm vào thủy tinh nóng chảy cho đến khi thủy tinh bắt đầu tràn sang các mặt bên của khuôn. Các cánh tay robot tự động sẽ kéo ra những lớp kính mỏng từ các cạnh rìa khuôn. Mỗi lớp kính như vậy chỉ dày hơn một nửa milimet một chút xíu mà thôi.
Nếu bạn định sử dụng ngày lớp kính này cho màn hình trên các thiết bị điện tử của mình, nó chỉ là các màn hình bình thường không hơn không kém. Nó mới chỉ là kính thủy tinh nhôm silicate, chứ chưa thể có khả năng chống xước và va chạm như kính cường lực Gorilla. Để có tính năng như thế cần xử lý lớp kính mỏng nói trên một lần nữa.
Trao đổi ion
Bí mật thực sự ẩn dưới lớp kính Gorilla là quy trình hóa học gọi là trao đổi ion. Một ion là nguyên tử nhận thêm hoặc mất đi một electron và vì thế ion mang điện tích. Nếu nhận thêm một electron ion sẽ mang điện tích toàn phần là âm, còn nếu mất đi một electron, ion đó sẽ mang điện tích dương. Bên trong nguyên tử số lượng các electron và proton là như nhau, cho nên nguyên tử được coi là trung hòa về điện.
Vậy Ion có tác dụng gì trong kính cường lực Gorilla. Kính thủy tinh nhôm silicate từ giai đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất có chứa các ion natri. Sau đó những lớp kính mỏng này được nhúng vào trong bể chứa các ion kali. Từ hồi phổ thông chúng ta đã biết rằng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, natri đứng ngay trước kali. Chúng nằm cùng trong một nhóm gọi là nhóm kim loại hoạt động, phản ứng rất mạnh với các chất khác.
Natri đứng ở vị trí cao hơn kali trong bảng này có nghĩa nguyên tử natri nhỏ hơn nguyên tử kali. Bạn có thể nghĩ rằng kích thước nguyên tử không có vai trò gì ở đây, nhưng nếu vậy bạn đã lầm. Nếu bỏ các ion natri ra khỏi thủy tinh nhôm silicate và thay thế chúng bằng các ion kali có kích cỡ lớn hơn, tấm kính sẽ chịu sức nén. Hãy tưởng tượng bạn có một tấm lưới. Trong mỗi lỗ lưới có một quả bóng golf. Bây giờ tưởng tượng rằng bạn thay thế tất cả các quả bóng golf bằng quả bóng chày. Điều này tương tự như những gì đang xảy ra trên ở mức độ nguyên tử khi xem xét đến sự trao đổi ion.
Để thay thế natri bằng kali, trước tiên bạn phải phá vỡ liên kết của ion natri với kính thủy tinh. Đó là lý do tại sao bể chứa muối kali nói ở trên rất nóng khi nhiệt độ có thể lên 400 độ C. Ở nhiệt độ này, năng lượng (nhiệt) phá vỡ liên kết ion natri với thủy tinh nhôm silicate. Nhưng một trong những tính chất của kim loại hoạt động yếu hơn là nó có thể duy trì mối liên kết ion ở nhiệt độ cao hơn so với các kim loại hoạt động mạnh hơn. Kali nặng hơn natri nên 400 độ C không đủ để tách rời ion kali khỏi nhôm silicate. Sau khi đã nhúng vào bể chứa kali, kính thủy tinh nhôm silicate bị nén lại bởi các ion kali. Lực nén này tạo ra một lớp bảo vệ trên bề mặt tấm kính, đem lại độ bền cao hơn mà các loại kính thông thường không có. Quan trọng hơn, Kính Gorilla có thể tái chế được nên rất thân thiện với môi trường.
Ứng dụng của kính Gorilla
Quá trình trao đổi ion ở trên không phải là mới và kính Gorilla cũng không phải kính cường lực hóa học đầu tiên trên thị trường. Kính cường lực hóa học tiêu chuẩn có thể chịu được tác động lực nhưng chỉ ở một giới hạn nhất định nhưng Kính Gorilla có độ bền cao hơn nhiều nên đã đạt được thành công lớn sau khi được giới thiệu tại triển lãm điện tử tiêu dùng CES.
Làm thế nào để Gorilla Glass được ứng dụng vào các sản phẩm. Hãng Corning hợp tác với các nhà sản xuất và cung cấp Gorilla Glass như một công đoạn để sản xuất sản phẩm điện tử. Người tiêu dùng bình thường không thể mua một tấm kính Gorilla để sử dụng với một thiết bị của mình. Như vậy, Corning là một nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM). Sản phẩm cuối cùng sẽ sử dụng kính thủy tinh của Corning nhưng sản phẩm hoàn thành sẽ có thương hiệu công ty khác trên đó.
Corning không được phép tiết lộ tất cả các sản phẩm sử dụng kính Gorilla. Tuy nhiên, công ty đã công bố một số sản phẩm sử dụng sản phẩm của hãng như dòng Sony BRAVIA, máy tính bảng Samsung Galaxy Tab và Dell Streak. Trong khi các nhà sản xuất điện thoại thông minh trông đợi kính Gorilla giúp sản phẩm của họ chống lại nguy cơ va đập thường trực đối với các thiết bị cầm tay di động, các nhà sản xuất truyền hình đang cân nhắc đến việc sử dụng nó để làm cho sản phẩm của họ có độ bền cao hơn.
Giờ đây, kính Gorilla đã trở thành một thành phần không thể thiếu trong các thiết bị cầm tay như điện thoại di động và máy tính bảng. Với sự bùng nổ của các thiết bị cầm tay như hiện nay, Corning hứa hẹn sẽ trở thành hãng công nghệ thành công mạnh mẽ trong tương lai.
Tham khảo: howstuffwork.com