10 thiết bị siêu nhỏ đang thay đổi thế giới

Từ đèn laser bán dẫn nhỏ nhất thế giới cho tới một robot bay có kích thước chỉ bằng một con ong, thậm chí nhiều thiết bị trong số đó còn nhỏ tới mức không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, nhưng chúng thực sự đang thay đổi thế giới của chúng ta từng ngày.

Câu châm ngôn rằng những điều tốt đẹp thường đến từ những thứ nhỏ bé đúng với trường hợp này hơn bao giờ hết - đúng với những thiết bị có thể nhỏ hơn so với một điện thoại thông minh hoặc một chiếc máy tính bảng 7 inch. Không! Chúng thực sự nhỏ hơn rất nhiều.

Và trong khi một số thiết bị có kích thước vừa đủ nhỏ để tạo ấn tượng thì những thiết bị khác thậm chí không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Nhờ những tiến bộ mới nhất trong công nghệ nano, mà những thiết bị tưởng chừng như bé nhỏ ấy lại có một tác động rất lớn đến cuộc sống của chúng ta hàng ngày.

1 - Tự in pin cho nhu cầu sử dụng cá nhân

Bạn mệt mỏi vì cứ vài ngày lại phải chi tiền để thay pin? Đừng lo, các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard và Đại học Illinois Urbana-Champaign mới đây đã tìm ra cách giúp một ngày nào đó bạn có thể tự in ấn những cục pin của riêng mình.

Các nhà vật lý này đã tạo ra loại pin lithium-ion có kích thước chỉ bằng một hạt muối bằng cách sử dụng một máy in 3D phun "mực dẫn điện" vào một chất nền thủy tinh với mạch dẫn bằng vàng. Cực dương và cực âm của pin bao gồm các bức tường chằng chịt của chất lithium titanate và lithium sắt photphat rộng chỉ 60 microns, chỉ bằng đường kính một sợi tóc của người.

Loại pin siêu nhỏ này có thể cung cấp năng lượng cho bất cứ thiết bị nào từ điện thoại di động cho đến các bộ phận giả thông minh cấy ghép trên cơ thể người.

2 - "A Boy and His Atom" - "diễn viên" có kích thước bằng nguyên tử

Nhóm các nhà khoa học tại viên nghiên cứu IBM Research, Almaden, California đã thực hiện một việc khó tin, đó là sử dụng kính hiển vi quét chui hầm STM để tạo ra đoạn phim hoạt hình tĩnh vật nhỏ nhất thế giới bằng các nguyên tử. Mục đích của đoạn phim là nhằm thu hút sự quan tâm của cộng đồng về công nghệ mới có thể làm tăng bộ nhớ máy tính lên rất nhiều lần so với hiện nay.

Bộ phim có tựa đề "A Boy and His Atom" được thực hiện bằng cách sắp xếp vị trí các nguyên tử để định hình 242 khung hình tĩnh từ đó tạo ra các hình ảnh chuyển động. Bộ phim nói về một nhân vật có tên Atom, anh chàng này kết bạn với một nguyên tử và cả 2 cùng chơi với nhau, nhảy múa, đuổi bắt và tung mình trên một tấm bạt lò xo.

3 - Máy nghe nhạc siêu nhỏ

Mặc dù có kích thước "siêu nhỏ" nhưng chiếc máy nghe nhạc New Kube có kích thước lớn nhất trong danh sách 10 thiết bị được xem xét ở đây, mỗi mặt của máy chỉ rộng 1,9cm và trọng lượng chỉ khoảng 28g. New Kube ra mắt đã khiến cho những chiếc máy nghe nhạc như iPod Nano trở nên khá "cồng kềnh".

Bên trong New Kube là một bảng mạch điện tử có kích thước chỉ bằng một cái móng tay và một pin lithium polymer cho phép nghe nhạc 6 giờ. Máy có thể chơi mọi định dạng âm thanh phổ biến từ một thẻ nhớ microSD (tặng kèm thẻ 2GB).

Nó còn có các nút điều khiển để chơi và tạm dừng, chuyển bài hát và điều chỉnh âm lượng. Máy có màu hồng, đen, xanh lá cây, màu vàng và trắng với giá chỉ 34 USD (tương đương 730 nghìn đồng), sản phẩm này đã có phân phối tại Việt Nam.

4 - Đèn laser bán dẫn nhỏ nhất thế giới

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Texas tại Austin đã chế tạo thành công đèn laser bán dẫn nhỏ nhất thế giới, chỉ rộng 30 nanomet. Đèn laser này có kích thước phù hợp cho việc tích hợp vào con chip của máy tính hoặc các phương tiện truyền thông khác.

Đèn laser này sẽ phát ra một ánh sáng màu xanh lá cây cực mạnh từ các nguyên tử bên trong một ống nhỏ chứa đầy chất indium gallium nitride. Nhưng chiếc đèn laser có kích thước nano như thế này có thể được sử dụng để chuyển đổi các tín hiệu điện tử thành xung quang học, giúp đẩy nhanh tốc độ truyền dữ liệu trong mạch điện tử.

5 - Bộ nhớ có kích thước hiển vi

So với các ổ cứng thể rắn SSD, các loại ổ đĩa cứng thông thường khác có vẻ như đã lỗi thời. Tuy nhiên, ổ đĩa lưu trữ của tương lai có thể nén dữ liệu và lưu trữ dung lượng gấp 200 lần hiện nay.

Các nhà khoa học tại Trung tâm Điện tử Khoa học Laser của Đức (German Center for Free-Electron Laser Science - CFEL) đã tạo ra một "bộ nhớ siêu nhỏ" chỉ chiếm diện tích 4 x 16 nanomet. Mỗi cấu trúc "răng" của nó bao gồm 12 nguyên tử sắt, nhưng có thể lưu trữ 1 bit dữ liệu, toàn bộ cấu trúc sử dụng tổng cộng 96 nguyên tử có thể lưu trữ một byte dữ liệu đầy đủ. Tuy nhiên cấu trúc này được giữ ổn định với nhiệt độ -267^oC. Như vậy, trong tương lai chúng ta hoàn toàn có thể tạo các ổ đĩa 100TB nhưng chỉ bằng kích thước các ổ SSD hiện nay.

6 - Máy tính có kích thước bằng đầu kim

Nếu bạn nghĩ rằng chiếc điện thoại thông minh của mình là nhỏ nhất thì bạn đã sai lầm. David Wentzloff đã phát triển những chiếc máy tính nhỏ xíu trong nhiều năm tại trường Đại học Michigan, nhưng dự án mới nhất của ông là một chiếc máy tính khép kín chỉ rộng 1mm. Mặc dù kích thước của thiết bị chỉ bằng đầu của một cái kim, nhưng chiếc máy tính nano này vẫn có hai bộ vi xử lý, một máy ảnh, một cảm biến áp suất cũng như một máy phát sóng không dây và ăng-ten. Toàn bộ thành phần được cung cấp năng lượng từ một tấm pin mặt trời siêu nhỏ và pin.

Nó được thiết kế và chế tạo nhằm để được cấy ghép vào mắt của bệnh nhân bị tăng nhãn áp để đo lường và truyền áp lực vào mắt của họ mỗi 15 phút một lần.

7 - Robot côn trùng

Khi bạn đang bị quấy rối bởi một con ong, hãy xem xét kỹ hơn, có thể nó không phải ong mà là một con "Mobee", một loài robot côn trùng, và nó có thể đang theo dõi bạn.

Được phát triển tại phòng thí nghiệm Harvard Microrobotics , các con robot côn trùng Mobee này có thể bay xung quanh đối tượng để thực hiện các nhiệm vụ như giám sát hoặc thậm chí là thụ phấn cho cây. Những con ong máy của Đại học Harvard nặng chỉ khoảng 1/10 của 1g, có kích thước bằng một phần tư hoặc giống như một loài côn trùng thực thụ, chúng cũng có một đôi cánh, ngực và bộ phận giữ thăng bằng (cấu trúc nhỏ hoạt động như các con quay hồi chuyển).

Và tất nhiên, không giống như một con côn trùng, Mobee chạy bằng pin, sở hữu một bộ vi xử lý, cảm biến, máy phát không dây và ăng-ten, và được làm từ 18 lớp vật liệu khác nhau.

8 - Tụ điện siêu nhỏ nhưng có công suất lớn

Cho dù đó TV, máy tính hay điện thoại thông minh, có một điều chắc chắn là hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay đều có hàng chục, thậm chí hàng trăm tụ điện để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện. Các kỹ sư tại công ty Murata Manufacturing của Nhật Bản đã tạo ra một trong những tụ rời nhỏ nhất thế giới.

Làm bằng gốm nguyên khối, các tụ điện siêu nhỏ này có kích thước chỉ 0,13 x 0,13 x 0,25mm, nhỏ hơn cả một đầu bút chì và chỉ bằng một phần tư so tụ điện đã lập kỷ lục trước đó. Không lớn hơn một hạt phấn hoa, tụ điện siêu nhỏ này không chỉ chiếm ít không gian hơn, nhẹ hơn mà còn tiêu thụ ít điện năng hơn, dự kiến loại tụ này sẽ được đưa vào sử dụng cuối năm nay.

9 - Tuyên ngôn Độc lập siêu nhỏ

Chữ ký của John Hancock có kích thước khá lớn trong Tuyên ngôn Độc lập của Mỹ, nhưng trong các bản sao thu nhỏ được thực hiện tại Viện Công nghệ nano Russell Berrie của Technion ở Israel thì chữ ký này lại trở nên quá nhỏ để nhìn thấy bằng mắt thường. Đó là bởi vì Technion đã sao chép toàn bộ Tuyên ngôn Độc lập của Hoa Kỳ (cùng với Tuyên ngôn Độc lập của Israel) trên một con chip chỉ có diện tích 0,04mm vuông.

Với kích thước khoảng bằng một hạt bụi, bản sao này sao y bản gốc nhưng được các nhà khoa học của Technion khắc sâu vào một bề mặt mạ vàng chỉ 20 nanomet bằng cách bắn một chùm tia hội tụ bao gồm các ion gali. Nó đã được trao tặng cho Tổng thống Obama vào hồi đầu năm nay.

10 - Bản đồ 3D kích thước nano

Nếu bạn nghĩ rằng việc tìm kiếm vị trí trên bản đồ điện thoại thông minh là rất khó khăn, thì có lẽ nó còn có thể tồi tệ hơn khi các nhà khoa học của IBM đã tạo ra một bản đồ 3D có kích thước nano, cụ thể bản đồ này có kích thước chỉ 11 x 22 micron, tức chỉ bằng một nửa độ dày của một sợi tóc của con người. Trên bản đồ này, đỉnh Everest chỉ cao 70 nano mét so với hơn 8,8km trong thực tế.

Các nhà khoa học đã sử dụng đầu phun silicon nóng 500nm để khắc bản đồ vào bề mặt polymer. Gần đây nó đã được công nhận bởi sách kỷ lục Guinness là bản đồ 3D nhỏ nhất thế giới.