Sự thật về mặt kính gấp siêu mỏng trên Samsung Galaxy Z Flip

Vào ngày 11/2 vừa qua, Samsung đã giới thiệu dòng điện thoại đầu tiên với màn hình kính có thể gập được, Galaxy Z Flip.

Samsung cho biết đây là sản phẩm đi ngược lại với quy luật vật lý, chiếc điện thoại này là “sự đột phá từ màn hình polymer sang công nghệ kính siêu mỏng”.

Samsung đã quảng bá công nghệ này như thể họ đã chế tạo ra một vật liệu thủy tinh mới vậy và còn đặt tên cho nó là Samsung Ultra Thin Glass (UTG). “Chúng tôi đã làm được việc từng là bất khả thi và tạo ra tấm kính siêu mỏng có thể bẻ cong được và bảo vệ màn hình của bạn tránh bị trầy xước”.

Tuy nhiên, cũng như những ngày qua chúng ta đã thấy những phản hồi về UTG và các quy luật vật lý không thể dễ dàng bị ngó lơ được.

Ảnh: Samsung

Các chuyên gia về thủy tinh cho biết hóa ra, bước “đột phá” của Samsung thực ra là sử dụng thủy tinh kết hợp polymer và nó vẫn dễ bị trầy xước như trước. “Lớp chắn bụi bằng công nghệ sợi” của Samsung đã thất bại trong bài kiểm nghiệm khả năng kháng bụi của Galaxy Z Flip. Và cuối cùng thì Samsung lại đưa ra lý do để chống chế như khẩu hiệu “cứng rắn nhưng vẫn dịu dàng”.

Nhưng có một đặc điểm mà Samsung không hề khoa trương, đó là Samsung Galaxy Z Flip thật sự có màn hình bằng kính. Chỉ có điều mặt kính này được chế tạo bởi nhà sản xuất tại Đức có tên Schott. Mặt kính này mềm, có lớp nhựa trên cùng dễ trầy và hy vọng là chiếc điện thoại gập này không cần thêm lớp bảo vệ nào nữa.

Để hiểu lý do tại sao, trước hết bạn cần biết tại sao mặt kính này có thể gập lại được.

Ảnh: Schott

Kính dẻo là có thật

Thật sự mà nói trước giờ ai cũng nghĩ thủy tinh rất dễ vỡ, và dù bạn có đập nó kiểu gì thì cũng phát ra những âm thanh chói tai khi chúng vỡ vụn. Thật khó để tưởng tượng làm thế nào một vật liệu như thế lại có thể được dùng để chế tạo một chiếc điện thoại màn hình gập. Chính vì vậy mà tôi cũng không quá ngạc nhiên khi biết rằng công nghệ kính siêu mỏng của Samsung hóa ra không hoàn toàn là thủy tinh.

Theo các nhà khoa học của hai công ty chế tạo thành công mặt kính này, là Corning (chế tạo ra Gorilla Glass) và Schott, thì nguyên lý về khả năng gập của mặt kính này rất đơn giản. Nói ngắn gọn thì bất cứ vật liệu nào cũng có thể uốn cong được nếu nó đủ mỏng.

“Tất cả vật liệu chúng ta có hiện này đều có thể uốn cong ở một mức độ nhất định”, tiến sĩ Mathias Mydlak từ Schott nói, ông là nhà hóa học dẫn đầu bộ phận phát triển kính siêu mỏng. “Nếu bạn nghĩ rằng làm sao uốn được gỗ, một khối gỗ thì bạn không thể uốn được, nhưng nếu bạn bào mỏng chúng thì lại khác. Với thủy tinh cũng vậy”. Bạn không thể uốn cong một tấm kính cửa sổ mà không làm vỡ nó, nhưng nếu làm ra một tấm kính đủ mỏng thì bạn sẽ uốn cong được nó.

Khi bạn uốn cong một vật liệu nào đi chăng nữa, việc uốn cong thực tế là kéo dãn bề mặt của vật liệu và kể cả là thủy tinh thì nó vẫn có độ dãn. “Bạn có thể tưởng tượng rằng có một lò xo giữa hai nguyên tử và cái lò xo này sẽ dài ra khi bạn tách hai nguyên tử ra”, một nhà nghiên cứu tại Đại học Tampere chuyên nghiên cứu về các dạng thủy tinh giải thích.

Một phiên bản thử nghiệm của Schott trước đây, phiên bản này ít linh hoạt hơn bản ứng dụng trên Galazy Z Flip

Vấn đề chính là bạn chỉ có thể kéo dãn các liên kết hóa học của vật liệu cho đến một mức nhất định trước khi chúng bị đứt gãy, hay còn gọi là sức căng. Mydlak giải thích rằng nếu bạn sử dụng một lớp kính mỏng, bạn phải kéo dãn ít liên kết hóa học hơn trên cùng một diện tích. Do đó sức căng mà bạn tác động lên vật liệu ít hơn, bạn có thể uốn cong nó nhiều hơn trước khi chúng vỡ. Độ mỏng mới chỉ là một trong hai điểm mấu chốt làm nên UTG, Juejun Hu, phó giáo sư ngành khoa học vật liệu tại MIT cho biết các sinh viên ngành vật lý đều được học rằng biến dạng sức căng tỷ lệ nghịch với độ dày.

Các chuyên gia cho biết khi bạn giảm độ dày tấm kính xuống dưới 100 microns, khoảng bằng sợi tóc người thì bạn đã có thể uốn nó bằng các công cụ thông thường. Để chế tạo một tấm kính có thể gập lại mà không để lại khoảng trống lớn thì cần độ mỏng chỉ vài chục microns. Mỏng như một tờ giấy nhôm vậy.

Mẫu kính siêu mỏng mới nhất của do Schott chế tạo (Ảnh: Schott)

Những tấm kính có độ mỏng như vậy thực sự đã tồn tại. Khoảng 4 năm trước, Schott đã chế tạo ra tấm kính chỉ dày 70 microns và nó đã có thể uốn cong bằng tay không. Samsung cho biết mặt kính sử dụng trên Galaxy Z Flip chỉ dày 30 microns, Schott còn nói rằng tấm kính được sản xuất từ phòng thí nghiệm của họ chỉ mỏng 25 microns. Cả Corning và Schott đều sử dụng công nghệ tương tự nhau, hai công ty đều chế tạo những tấm kính siêu mỏng bằng cách kéo thủy tinh nóng thành những tấm mỏng bằng một thiết bị đặc biệt.

Nhưng chỉ như thế vẫn chưa đủ. Một điểm khác tạo nên mặt kính có thể gập được là tăng cường khả năng chống nứt, đặc biệt là tại vị trí gập do chịu áp lực lớp khi uốn cong. Các chuyên gia cho biết một bong bóng khí, hạt bụi hay một vết xước nhỏ cũng có thể phá hủy những mặt kính này . “Tất cả những lực bạn tác động lên tấm kính sẽ dồn vào những điểm nhỏ này và tạo ra vết nứt”, Frankberg cho biết.

Do đó những mặt kính này sẽ được xử lý bằng hóa chất và nhiệt để khỏe hơn và chắc chắn hơn. Nhưng đổi lại, chúng sẽ rất dễ trầy xước. Và khi tấm kính càng mỏng thì vết xước lại là một nguy cơ càng lớn.

Mydlak cho biết một tấm kính của Schott có thể “tồn tại vĩnh viễn” trong điều kiện phòng thí nghiệm nếu chúng vượt qua lần kiểm tra khả năng uốn cong đầu tiên, tuy nhiên ông cũng thừa nhận rằng chỉ một vết xước nhỏ cũng có thể thay đổi kết quả. “Nếu bạn làm xước tấm kính, vết xước sẽ trở thành một khiếm khuyết và sẽ gây ra những hệ quả sau này”. Nếu vết xước bị tác động dưới lực uốn đủ lớn, “vết nứt tiềm năng” này sẽ “lan ra với tốc độ âm thanh và toàn bộ tấm kính sẽ tan tành”, Frankberg cho biết.

Corning sử dụng tấm xốp để mô phỏng tác động của vết xước khi uốn cong (Ảnh: Corning)

Một đặc điểm của kính là chúng khó bị xước hơn nhựa, nhưng không hoàn toàn chống xước. Chúng có thể dễ dàng bị xước bởi các vật liệu có độ cứng 5 hoặc 6 trên thang tính Mohs, với nhựa là từ 2 đến 3, nhưng dù sao thì chúng vẫn có thể bị xước. Tôi dám cá là điện thoại ai cũng sẽ có vài vết xước nhỏ trên mặt kính đấy.

Frankberg cho rằng đó chính là lý do Samsung Galaxy Z Flip vẫn có một lớp nhựa bảo vệ trên mặt kính. Không phải để chống trầy, cũng không phải để có thể dễ gập hơn, mà là một lớp “thế thân” để bảo vệ mặt kính bên dưới an toàn. “Nhờ vào lớp nhựa này mà có vẻ Samsung ít bị trả hàng hơn trước”.

Năm trước, Mydlak từng tiết lộ rằng “Bạn không chạm trực tiếp vào lớp kính mà chỉ là một lớp bảo vệ bên trên” khi tôi đặt câu hỏi về tác động của những vết xước trên màn hình gập.

JerryRigEverything lột lớp bảo vệ ra khỏi Z Flip (Ảnh: JerryRigEverything)

Chúng ta vẫn chưa hiểu hoàn toàn về cách xử lý của Samsung và đối tác của họ trước khi ứng dụng lên điện thoại. Schott chỉ xác nhận rằng họ cung cấp những tấm kính siêu mỏng cho Samsung và cho biết “họ không thể bình luận hay đưa ra các thông tin chi tiết về vật liệu gốc”. Và Samsung cũng đã thừa nhận rằng họ đã thêm một lớp bảo vệ màn hình và mặt kính cũng được “bổ sung những vật liệu đặc biệt để đạt được độ cứng phù hợp”. Samsung không tiết lộ thêm bất cứ thông tin nào khác về công nghệ UTG của họ.

Tuy nhiên, Samsung vẫn có một đối tác khác liên quan đến công nghệ này. Từ năm 2013, Samsung đã hợp tác với nhà máy sản xuất màn hình Dowoo của Hàn Quốc. Và gần đây Samsung đã thâu tóm Dowoo bằng cách trở thành cổ đông lớn nhất. Samsung hiện giữ độc quyền công nghệ màn hình của Dowoo và cho biết họ sẽ áp dụng cả hai công nghệ lên màn hình của Galaxy Z Flip.

Dùng mặt kính có gì tốt?

Đọc nãy giờ có lẽ bạn vẫn thắc mắc vậy thì dùng mặt kính làm gì khi nó vẫn dễ trầy xước như nhựa? Câu trả lời là mặt kính có tuổi thọ lâu hơn. Schott cho biết thủy tinh không bị lão hóa như nhựa khi sử dụng lâu. Vấn đề này bạn có thể nhận biết được ngay cả bằng mắt thường. Thêm vào đó, mặt kính của Galaxy Z Flip, dù có lớp bảo vệ hay không, vẫn đẹp hơn màn hình nhựa của Galaxy Fold. Các nếp gấp ở giữa màn hình khó thấy hơn, dù chúng vẫn tạo cảm giác khi chạm thì màn hình Z Flip vẫn chắc chắn hơn Galaxy Fold.

Tuy nhiên, Corning cho biết trong một đến hai năm tới, những dòng điện thoại gập sau này sẽ không còn cần đến lớp nhựa bảo vệ nữa. Thế hệ mặt kính mới của Corning đã được đưa đến các nhà sản xuất thiết bị. Và dự kiến chúng sẽ được đưa ra thị trường trong khoảng 12 đến 18 tháng đến. Những mặt kính thế hệ mới này “bền hơn, chống trầy xước và độ trong suốt cao”, tất cả chỉ trong một tấm kính duy nhất.

Dù đại diện Corning không nhắc đến cũng như xác nhận về việc tấm kính này có sử dụng nhựa hay không, nhưng phía công ty khẳng định rằng: “Ngày nay, khi bạn mua một chiếc điện thoại trang bị kính Gorilla Glass, bạn sẽ được chạm trực tiếp vào mặt kính… đó là những gì chúng tôi hướng đến”.

Cả Corning vè Schott đều nhận định sản xuất những tấm kính có khả năng uốn cong với số lượng khổng lồ là một thách thức lớn. Mydlak cho biết năm ngoái thì Schott vẫn còn gặp phải vài trục trặc trong quá trình sản xuất, như làm sao để cắt nhỏ, đóng gói và vận chuyển những mặt hàng cực kỳ dễ vỡ này. Việc xuất hiện trên thị trường cũng có nghĩa là họ đã giải quyết được những vấn đề trên, đó cũng có thể là một trong những lý do tại sao những chiếc điện thoại gập lại có giá bán cực cao.

Kính siêu mỏng của Corning (Ảnh: Corning)

Cũng khó mà trách Samsung khi họ quyết định chơi lớn như vậy dù cả hai thiết bị màn hình gập của họ có khả năng đều thất bại. Có một lý do là Samsung muốn bán công nghệ màn hình gập cho những công ty khác như đã tiết lộ trong họp báo gần đây. Dù vậy thì việc một sản phẩm được quảng cáo với khả năng chống trầy lại dễ dàng bị trầy như vậy là khó chấp nhận được. Nếu bạn có dự định mua Galaxy Z Flip, bạn sẽ được nhận miễn phí một tấm bảo vệ màn hình và một lần thay mới màn hình với giá ưu đãi chỉ 119 USD.

Ảnh: Corning

“Với tư cách là một nhà khoa học nghiên cứu vật liệu, tôi sẽ không mua những chiếc điện thoại như thế vào giai đoạn này vì kích thước một vết xước có thể làm hỏng màn hình là rất rất nhỏ”, Frankberg nói. “Tôi sẽ không bỏ tiền ra mua một chiếc điện thoại đắt như vậy, tôi chỉ muốn xem rằng công nghệ rồi sẽ phát triển đến đâu mà thôi”.

Theo VN Review