Hơn 12 năm nghiên cứu, TS Nguyễn Văn Dán, khoa công nghệ vật liệu, ĐH Bách Khoa TP HCM đã chế tạo thành công vật liệu hấp thụ sóng radar, tia hồng ngoại, tia X… với công nghệ kỹ thuật trong nước hoàn toàn chủ động.

Trong một lần sử dụng kính hiển vi điện tử để phân tích cấu trúc chất Amangam (hợp kim gồm bạc, thiếc, đồng dùng trong y khoa), tiến sĩ Nguyễn Văn Dán phát hiện loại vật liệu có cấu trúc nano này còn có tính chất hấp thụ sóng điện từ. Ý tưởng nghiên cứu cũng bắt đầu từ đó…

Giá thành rẻ gấp 10 lần ngoại nhập

“Tôi bắt đầu quan tâm đến vật liệu tàng hình từ năm 1992, nhưng phải đến 1997 mới thực sự đi vào vào nghiên cứu loại vật liệu thông minh này”, tiến sĩ Nguyễn Văn Dán cho biết.

Tình cờ, đọc một công trình khoa học nước ngoài nói về vấn đề mô phỏng sinh học, tác giả công trình này đặt vấn đề: Tại sao nhiều loài côn trùng ẩn nấp tốt, không bị kẻ thù ăn thịt?

Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong mắt của chúng, có hàng ngàn con mắt giả, mỗi mắt giả lại có hai ống dẫn (mỗi ống có kích thước nhỏ hơn 10.000 lần đường kính sợi tóc) đến thần kinh trung ương. Chính điều này làm cho mắt côn trùng không phản xạ lại ánh sáng, nên kẻ thù không nhìn thấy để sát hại.

Tiến sĩ Dán bên cạnh vật liệu hấp thụ sóng ra đa dải tần S, X do ông nghiên cứu. Ảnh: Thái Ngọc
Từ đó, ông đi đến việc phải nghiên cứu, chế tạo loại vật liệu có cấu hình giống như mắt của loại côn trùng kia, dưới dạng hạt. Trong mỗi hạt có hàng ngàn lỗ có kích thước chỉ nhỏ chỉ bằng một phần hàng chục ngàn lần đường kính sợi tóc… Loại vật liệu này không phản xạ lại sóng nên các thiết bị theo dõi không thể phát hiện được.

Kết quả kiểm nghiệm quy mô nhỏ trên sông Lòng Tàu (TP HCM) và biển Vũng Tàu cho thấy nếu trang thiết bị không phủ lớp hấp thụ sóng điện từ, radar trang bị trên tàu hải quân dễ dàng phát hiện được nó ở khoảng cách 12 km, nhưng khi được phủ lớp hấp thụ sóng điện tử, radar chỉ phát hiện được một cách yếu ớt khi vật thể cách tàu gần 4 km.

Theo tiến sĩ Nguyễn Văn Dán, mức độ hấp thụ đo được tại sông Lòng Tàu là 92% và biển Vũng Tàu là 94 – 96%.

“Loại vật liệu hấp thụ SĐT này có thể sơn trực tiếp lên thiết bị, cũng có thể được đính lên vải, vật liệu composite, để ngụy trang cho thiết bị tránh bị đối phương dò tìm. Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong an ninh quốc phòng.

Hiện trên thế giới chỉ có vài cường quốc làm chủ loại vật liệu này. Tuy nhiên, việc làm chủ công nghệ, lại có thể chế tạo trong nước, nên 1m2 vật liệu “tàng hình” chỉ có giá chỉ hai triệu đồng, rẻ hơn nhiều so với giá thành mua từ nước ngoài (khoảng 1.200 USD mỗi m2)”, tiến sĩ Nguyễn Văn Dán cho biết.

Ứng dụng rộng rãi trong dân sự

Loại vật liệu này không chỉ ứng dụng cho lĩnh vực quốc phòng… Hiện tại phòng khám đa khoa Hoa Sen tại quận 1, TP HCM đã trang bị công nghệ này để hấp thụ tia X trong chụp X-quang.

Còn tại bệnh viện 175 TP HCM, đã dùng chế tạo tủ hút phóng xạ với những thành phần điều trị có chất phóng xạ của khoa y học hạt nhân. Kết quả đã được Viện vật lý hạt nhân TP HCM, Sở Khoa học và Công nghệ TP HCM kiểm nghiệm, đánh giá cao cho áp dụng.

Tiến sĩ Dán bên chiếc máy dùng vật liệu này hấp thụ ánh sáng mặt trời để chưng cất nước biển thành nước ngọt. Ảnh: T.N
Ông Trần Văn Hả, Giám đốc Trung tâm chuyển giao công nghệ mới, thuộc Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga cho biết: “Hiện chúng tôi đang ứng dụng công nghệ này để lắp đặt cho nhiều nhiều bệnh viện, cơ sở y tế để hấp thụ tia X trong quá trình chụp cắt lớp, dùng trong các tủ để bảo vệ nguồn phát xạ trong y học, phòng thí nghiệm”.

Một ưu điểm khác của loại vật liệu này dễ thao tác, lắp đặt, trong lượng nhẹ, giá thành thấp… so với vật liệu cản phóng xạ là chì.

Tiến sĩ Trần Văn Lăng, Viện Cơ học ứng dụng và Công nghệ thông tin thuộc viện Khoa học và công nghệ Việt Nam cho biết, cá nhân ông đánh giá cao thành quả nghiên cứu này khi vừa tiết kiệm được kinh phí, lại vừa làm chủ được công nghệ…

Thái Ngọc (baodatviet)

Nói rõ ra hơn công nghệ tàng hình này sẽ làm cho vật liệu (tàu chiến, chiến đấu cơ…) khó bị phát hiện bởi radar.

Người ta đã tạo ra các công nghệ tàng hình như:

- Làm giảm bề mặt phản xạ hiệu dụng của phương tiện chiến đấu bằng cách tạo cấu trúc phương tiện chiến đấu có bề mặt nhiều góc cạnh để tản xạ theo nhiều hướng khác nhau. Ví dụ ở F-117 hoặc nhẵn bóng để giảm tối đa phản xạ sóng radar, đưa các thùng treo tên lửa hoặc bom vào bên trong thân máy bay…

- Làm giảm bức xạ nhiệt hồng ngoại do động cơ hoạt động thải ra, nhất là khi bị tên lửa bám, bằng nhiều cách: che chắn các phần bị hun nóng của máy, giảm “góc nhìn” của địch, sử dụng turbin cánh quạt để hạ nhiệt, tối ưu hoá việc đốt cháy để không sản sinh bức xạ nhiệt hồng ngoại, hạn chế các yếu tố làm tăng việc thải này…

- Giảm phát xạ điện từ bằng những cách như: che chắn các khí tài điện – điện tử của phương tiện chiến đấu, giảm phát xạ xung để thu hẹp khả năng phát hiện tín hiệu, thay bộ phát xạ điện từ bằng kỹ thuật quang, kỹ thuật la-de…

- Tạo bức xạ plazma đặc biệt: Một khi loại bức xạ này bao phủ xung quanh một vật thể nào đó cần che dấu thì vật thể đó hoàn toàn “tàng hình” trước “con mắt thần” theo dõi của các đài rađa hiện đại nhất.

- Sử dụng vật liệu có khả năng hấp thụ hoặc tản xạ sóng radar bằng:

1. – Vật liệu polyme: Phức hợp vật liệu polyme dẫn điện với vật liệu vô cơ tổn hao từ, hoặc các hạt cực nhỏ có thể phát triển thành một loại vật liệu kiểu mới, nhẹ, hấp thụ sóng viba dải tần rộng. Mỹ sử dụng cùng với những tấm Card trên máy bay để triệt tiêu năng lượng đến của radar.
2- Vật liệu Chiral: có thể làm giảm phản xạ của sóng điện từ chiếu vào, đồng thời có thể hấp thụ sóng điện từ.
3- Vật liệu tàng hình thông minh: một loại vật liệu và kết cấu có chức năng nhận biết, xử lý thông tin, tự ra quyết định và hòa trộn tín hiệu, tạo ra khả năng tàng hình thông minh.
4 – Chất hấp thụ sợi thép đa tinh thể: một loại sơn hấp thụ sóng radar kiểu mới, sử dụng sợi xenlulô thép đa tinh thể làm vật liệu hấp thụ. Đây là một loại vật liệu hấp thụ radar từ tính, hiệu quả cao trong băng tần rất rộng trong khi trọng lượng giảm tới 40-60%; khắc phục được khuyết điểm quá nặng của đa số vật liệu hấp thụ từ tính.
5 – Sơn tàng hình: loại sơn phức tạp có thể hấp thụ các loại sóng cao tần, vi ba, sóng milimét. Thành phần của nó có “nội bào” chứa lớp bọc kim loại hoặc những hạt hình cầu nhỏ đường kính cỡ 5µm- 75µm. Sau khi tạo lớp sơn bảo vệ, lớp sơn cuối cùng sẽ làm cho vũ khí trang bị dày thêm vài micrômét.