Hơn 2.000 năm trước, nơi bờ sông Nile thơ mộng, Nữ hoàng Ai Cập Cleopatra đã cẩn thận chọn một vật dụng giản dị nhưng sang trọng để chăm sóc làn da là quả mướp. Loại quả xốp, nhẹ và có kết cấu sợi tự nhiên này được dùng làm vật dụng tẩy tế bào chết trong những nghi lễ vệ sinh pha lẫn sắc thái linh thiêng. Khi ấy, mướp tượng trưng cho sự tinh khiết và thanh lọc cả về mặt thể chất lẫn tinh thần.
Thế nhưng, ít ai ngờ rằng hơn hai thiên niên kỷ sau, quả mướp, hay chính xác là loài Luffa cylindrica, lại bước vào lĩnh vực quân sự với vai trò giúp các thiết bị “biến mất”.
Trong một nghiên cứu được bình duyệt, đăng trên tạp chí High Power Laser and Particle Beams, các nhà khoa học Trung Quốc từ Quân Giải phóng Nhân dân (PLA) và Tập đoàn Công nghiệp Khoa học Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (Casic) đã biến mướp khô thành lớp phủ hấp thụ sóng radar thế hệ mới, có thể giúp máy bay tàng hình “biến mất” khỏi mắt thần của vệ tinh radar trong không gian.
Trong nhiều thập kỷ, các dòng máy bay tàng hình của Mỹ như F-22 Raptor hay B-2 Spirit vẫn được xem là biểu tượng tối cao của công nghệ ẩn mình trước radar. Chúng sử dụng vật liệu hấp thụ sóng và thiết kế hình khối để giảm tiết diện phản xạ radar (RCS), đôi khi xuống đến mức tương đương một chú chim. Nhưng giờ đây, tình thế đã thay đổi.
Sự ra đời của mạng lưới vệ tinh radar tầm thấp mà Trung Quốc triển khai đã đảo chiều ván cờ. Những vệ tinh này, nhờ sử dụng công nghệ radar khẩu độ tổng hợp (SAR) và chiếu xạ hai điểm, có thể quan sát mặt đất bất kể ban đêm hay thời tiết xấu, và đặc biệt có thể soi xuống từ phía trên – nơi lớp tàng hình truyền thống dễ bị “bắt bài” nhất.
Khi radar từ trên cao chiếu xuống, phần lưng phẳng của máy bay tàng hình có thể phản xạ như gương, làm tăng tiết diện radar từ vài mét vuông lên đến hàng chục mét vuông, biến chúng thành mục tiêu dễ dàng dù đang bay ở độ cao hàng trăm kilomet.
Để giải quyết điểm yếu chí mạng này, nhóm nghiên cứu do chuyên gia quốc phòng Chen Jun dẫn đầu đã chọn mướp làm nguyên liệu nền. Họ sấy khô mướp, chuyển hóa thành carbon, sau đó gắn lên bề mặt các hạt nano từ tính của oxit nickel cobalt (NiCo₂O₄). Thành phẩm là một lớp vật liệu mỏng chỉ 4mm, mang tên NCO-2, có khả năng hấp thụ hơn 99,99% sóng điện từ trong dải Ku (12-18 GHz) – một dải tần radar cực kỳ phổ biến trên vệ tinh quân sự hiện đại.
Theo mô phỏng và thử nghiệm của nhóm, lớp phủ này có thể giảm cường độ sóng phản xạ tới 700 lần. Một máy bay tàng hình có tiết diện radar thẳng đứng lên tới 50 m2 có thể được “thu nhỏ” hiệu quả xuống dưới 1 m2, đủ để đánh lừa cả các vệ tinh radar tối tân nhất.
Bí quyết nằm ở cấu trúc tự nhiên 3 chiều của mướp: mạng lưới sợi xenlulo liên kết chặt chẽ, khi bị carbon hóa sẽ tạo thành khung dẫn điện nhẹ và xốp như một “khu rừng vi mô”. Khi sóng radar lọt vào, chúng bị dội qua dội lại trong mê cung sợi carbon – một hiệu ứng gọi là “phản xạ nội bộ đa điểm”, giúp tăng thời gian sóng ở lại và bị hấp thụ gần như hoàn toàn. Cấu trúc dẫn điện còn giúp chuyển năng lượng sóng thành nhiệt thông qua hao tổn điện trở, trong khi các hạt nano từ tính tạo hiệu ứng cộng hưởng từ kép, hấp thụ phần còn lại của năng lượng sóng radar.
Không dừng lại ở đó, quá trình sản xuất loại vật liệu này tương đối đơn giản và có thể mở rộng công nghiệp. Mướp tươi được rửa sạch, sấy khô rồi nung trong môi trường khí trơ ở nhiệt độ từ 300-700°C. Sau đó, cấu trúc carbon này được ngâm vào dung dịch chứa nitrate nickel và cobalt với ure, tạo điều kiện cho các tinh thể nano phát triển trực tiếp trên sợi carbon.
Từ lâu, Trung Quốc thường bị gán mác là “người đi sau”, chỉ sao chép công nghệ phương Tây. Nhưng khám phá từ quả mướp này là ví dụ rõ nét cho sự chuyển mình sáng tạo sâu sắc. Giờ đây, các nhà khoa học Trung Quốc không còn chỉ hướng tới MIT hay Cambridge mà đang đào sâu vào tự nhiên và truyền thống Á Đông, từ rừng tre, tơ tằm đến kỹ thuật rèn cổ đại, để tìm cảm hứng đổi mới.
Dẫu vậy, con đường từ phòng thí nghiệm đến chiến trường thực tế vẫn còn nhiều thách thức. Độ bền vật liệu khi đối mặt với tốc độ siêu âm, độ ẩm và nhiệt độ khắc nghiệt là một câu hỏi chưa có lời giải. Ngoài ra, khả năng hấp thụ đa băng tần – điều kiện cần cho chiến đấu hiện đại – vẫn đang trong quá trình nghiên cứu.
Vu Lam
Theo SCMP
