Graphene - cuộc chạy đua “vũ trang” trong làng công nghệ

graphene-1
Chẳng ai phủ nhận Samsung là công ty Hàn Quốc, nổi tiếng về điện thoại, TV và chip bộ nhớ, và họ đang tất bật thúc đẩy quá trình cấp phép cho hàng loạt bằng sáng chế về tấm graphene, là một chất liệu rất mỏng, trong suốt, dẻo, có khả năng dẫn điện, dùng cho màn hình cảm ứng chạm. Chất liệu này được ứng dụng trên rất nhiều bề mặt điện thoại thông minh hay máy tính bảng. Graphene có thể biến một thiết bị thông thường trở thành thiết bị cảm ứng chạm. Nhiều chuyên gia đồng ý rằng graphene sẽ là chất liệu của tương lai.

Như silicon từng "khai sinh" ra ngành công nghiệp máy tính, graphene có lẽ sẽ là chất liệu để tạo ra một nấc thang kế tiếp trong đời sống con người.

Mỏng hơn, chắc hơn và dẻo hơn các chất liệu khác hiện có trên thị trường, graphene là chất liệu rất lý tưởng cho các thiết bị mang trên người như đồng hồ thông minh, và hiện thực hoá được ý tưởng một chiếc máy tính bảng có thể gấp nhỏ lại bằng gói thuốc lá. Do vậy, công ty nào đầu tiên thương mại hoá được chất liệu và công nghệ này sử dụng trong các thiết bị di động sẽ có lợi rất lớn trong ngành công nghiệp.

Và có vẻ như Samsung đang dẫn đầu cuộc tranh đua này. Theo văn phòng sở hữu trí tuệ ở Anh Quốc, năm 2013, Samsung đã công bố ra hàng trăm ứng dụng liên quan đến bằng sáng chế về graphene trên toàn cầu. Còn ở Mỹ, họ đã có 38 bằng sáng chế và ít nhất 17 ứng dụng sử dụng graphene đang nằm trong hồ sơ chờ duyệt. Dĩ nhiên không phải tất cả hồ sơ đều có thể được duyệt nhưng số lượng hồ sơ nhiều như vậy chứng tỏ một điều rằng Samsung đang rất quyết tâm tìm cách thương mại hoá cho graphene. Trong khi Apple cũng đã nộp ít nhất 2 ứng dụng chờ cấp bằng sáng chế ở Mỹ. Còn theo một bản báo cáo tại Anh Quốc, danh sách các công ty chờ cấp bằng sáng chế còn có IBM, Xerox, Foxconn Industries và Fujitsu.

Graphene rất mỏng, là sản phẩm của Andre Geim và Konstantin Novoselov ở đại học Manchester. Họ đã giành được giải Nobel về vật lý hồi năm 2010 cho chất liệu này. Graphene gồm 1 lớp nguyên tử graphite liên kết chặt chẽ với nhau theo lưới lục giác.

Tiềm năng thương mại hoá graphene rất lớn. Theo hãng nghiên cứu thị trường Yankee Group, doanh thu toàn cầu về thiết bị di động dự kiến đạt đến 847 tỉ đô la Mỹ vào năm 2016. Tiếp sau đó là thị trường của các thiết bị đeo lên người, mà theo Jupiter Research, thị trường này sẽ phát triển gấp 14 lần trong vòng 5 năm, đạt khoảng 19 tỉ đô la.

Giáo sư Hong Byung Hee tại đại học Seoul, Hàn Quốc, người được cấp phép triển khai đại trà màn hình graphene cũng được ba ông lớn Apple, Samsung và Google mời hợp tác (nhưng cả 3 đều từ chối nhận xét họ quan tâm gì đến nghiên cứu của ông Hong). Còn ông Hong cho biết những công ty công nghệ hàng đầu đang đối mặt với những rào cản về cải tiến sản phẩm ở khía cạnh phần cứng và thiết kế để đi lên một nấc thang phát triển tiếp theo. Do vậy, họ cần một chất liệu mới, và graphene thoả được điều đó.

Loại tấm phim truyền dẫn hiện được sử dụng phổ biến trong hầu hết thiết bị di động cảm ứng chạm, sử dụng chất liệu ITO (indium tin oxide) nên quá giòn, không thể gập cong được màn hình được, và ITO cũng không đủ độ bền cần thiết cho các thiết bị cần màn hình lớn hơn 10”. Ông Hong cho biết ông được cấp bằng sáng chế về một quy trình có thể tạo ra được tấm graphene lớn đến 50” (theo đường chéo), lớn hơn gấp 5 lần so với màn hình của chiếc iPad hiện nay. Những đồng nghiệp của ông Hong cho rằng phát minh của ông là yếu tố rất quan trọng để tạo được những tấm panel màn hình kích thước lớn bằng graphene với chi phí thấp, số lượng lớn, và tiếp theo đó là những thiết bị mang trên người.

Những đặc tính khác của graphene là khả năng truyền điện nhanh hơn gấp 100 lần so với chất silicon, có nghĩa là graphene cũng sẽ là chất liệu vô cùng hứa hẹn với ngành công nghệ sản xuất chip và TV, là hai thị trường mà Samsung đang thống trị. Bộ phận nghiên cứu công nghệ của Samsung cũng đã tiết lộ hồi đầu tháng 4 vừa qua là họ đang cùng đại học Sungkyunkwan phát triển một phương pháp để đưa graphene vào trong chip. Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc cũng sử dụng chất liệu mới này để chế tạo pin thử nghiệm cho điện thoại di động, có thể sạc chỉ trong vòng 15 phút và thời gian sử dụng kéo dài đến 1 tuần.

Ông Hong hiện không có kế hoạch bán lại bằng sáng chế của ông, nhưng ông sẵn sàng cấp phép chúng cho các công ty nào cần đến. Ông đang tìm kiếm đầu tư để thành lập một nhà máy sản xuất để chế tạo đại trà tấm phim graphene cho màn hình chạm. Ông cũng cho biết trong tương lai, graphene cũng sẽ rất lý tưởng để dùng trong ngành thời trang “thông minh”, tích hợp vào quần áo các thứ như cảm biến, chip và màn hình.