Super-LumiNova: Công nghệ phát quang an toàn cho đồng hồ

Đồng hồ lặn TUDOR Pelagos FXD M25707B/25-0001 với kim, vạch giờ và phần đệm bezel được lấp đầy vật liệu phát quang Super-LumiNova để đảm bảo mức độ dễ đọc tối ưu trong mọi điều kiện. Ảnh: TUDOR

Lớp sơn phát quang trên mặt số đồng hồ – thường được gọi tắt là “lume” đã trở thành yếu tố không thể thiếu trong ngành chế tác đồng hồ.

Những người ít hiểu biết hoặc không quen thuộc với ngành chế tạo đồng hồ và các thuật ngữ liên quan có thể xem lume là yếu tố xinh đẹp, hay bình thường. Nhưng họ không hiểu rằng đã có một thời kỳ dài, kỹ thuật phát quang trên mặc đồng hồ được xem là một trong những phát triển công nghệ tiên tiến nhất trong ngành chế tạo đồng hồ.

Một trong những công nghệ phát quang nổi tiếng nhất trong ngành chế tác đồng hồ ở thời điểm hiện tại là Super-LumiNova.

Hành trình dài đi tìm công nghệ phát quang an toàn trong chế tác đồng hồ

Ngày nay, một chiếc đồng hồ không có lume là ngoại lệ. Nhưng trong quá khứ, việc đọc giờ trong bóng tối là vấn đề lớn. Trước khi có điện, người ta chỉ có thể biết thời gian vào ban đêm thông qua các đồng hồ điểm chuông. Tuy nhiên, những chiếc đồng hồ này cực kỳ đắt đỏ và chỉ giới thượng lưu mới có thể sở hữu.

Để mang công nghệ xem giờ trong bóng tối đến với số đông, các nhà sản xuất đồng hồ đã tìm cách phát triển các chất phát quang có thể phủ lên mặt số và kim đồng hồ. Hành trình tìm kiếm chất phát quang lý tưởng không hề dễ dàng, thậm chí có những giai đoạn đầy nguy hiểm.

Bắt đầu với thời kỳ hoàng kim của radium

Đồng hồ phát sáng xuất hiện lần đầu tiên mới cách đây một thế kỷ, vào khoảng năm 1910. Tất cả là nhờ vào bà Marie Curie.

Marie Curie và chồng bà, Pierre, đã phát hiện ra radium vào năm 1898 và nhanh chóng nhận ra tính phóng xạ và phát quang của nó. Radium chính thức được đặt tên vào năm 1899, lấy từ một từ tiếng Pháp gốc Latin – “radius” – nghĩa là “tia sáng”. Với chu kỳ bán rã lên tới 1.600 năm, radium trở thành giải pháp lý tưởng giúp xem giờ trong bóng tối.

Năm 1910, các nhà sản xuất đồng hồ phát triển một loại sơn phát quang bằng cách kết hợp radium với kẽm sulfide. Khi radium phát ra bức xạ, nó kích thích kẽm sulfide phát sáng, giúp mặt số đồng hồ có thể phát quang trong bóng tối mà không cần sạc ánh sáng. Công nghệ này được sử dụng rộng rãi trên mặt số đồng hồ và trở thành công cụ quan trọng trong Thế chiến Thứ nhất, giúp binh lính đọc giờ trong đêm tối. Ngoài đồng hồ, sơn phát quang còn được ứng dụng trên nhiều thiết bị công nghiệp khác.

Các cô gái vẽ mặt đồng hồ với bút lông và sơn radium. Ảnh trích từ bộ phim The Radium Girls (2020). Nguồn: Juno Films

Tuy nhiên, thời kỳ hoàng kim của radium không kéo dài lâu. Nguy cơ sức khỏe từ việc tiếp xúc với radium trở nên rõ ràng khi một nhóm nữ công nhân chuyên vẽ mặt số đồng hồ bằng sơn radium mắc bệnh nặng, nhiều người tử vong.

Sau vụ việc này, các tiêu chuẩn an toàn lao động được siết chặt. Đến nửa sau thế kỷ 20, các nhà khoa học xác định rằng, ngay cả lượng radium nhỏ cũng gây nguy hiểm cho sức khỏe. Radium được thay thế bằng những chất phát quang an toàn hơn.

THÔNG TIN THÊM

Bạn có thể tìm hiểu thông tin về sự độc hại của công nghệ sơn phát quang làm từ radium trong quyển sách The Radium Girls (tạm dịch: Những Cô Gái Radium) hoặc xem bộ phim chuyển thể năm 2020.

Tritium – Người kế nhiệm radium

Sau khi từ bỏ radium, ngành công nghiệp đồng hồ thử nghiệm với promethium (Pm-147) – chất phát quang có mức phóng xạ yếu hơn, nhưng chu kỳ bán rã chỉ 2,5 năm, khiến nó mất ánh sáng quá nhanh. Cuối cùng, một chất phát quang mới ra đời: Tritium (H-3).

Tritium là một đồng vị phóng xạ yếu của hydro, có chu kỳ bán rã 12,3 năm và ít nguy hiểm hơn radium. Tritium có khả năng tự phát sáng mà không cần nguồn sáng ngoài, nhưng theo thời gian, nó cũng mất dần độ sáng.

Mặc dù tritium ít độc hại hơn radium, nhưng nó có xu hướng thấm qua vỏ đồng hồ và có thể tiếp xúc với da người đeo. Vì lý do này, vào năm 1998, tritium bị cấm trong ngành chế tác đồng hồ. Tuy nhiên, công nghệ GTLS (Gaseous Tritium Light Sources) đã ra đời, giúp tritium an toàn hơn bằng cách đặt tritium vào các ống thủy tinh kín.

Super-LumiNova: Cuộc cách mạng phát quang không phóng xạ cho ngành chế tác đồng hồ

Đồng hồ OMEGA Seamaster Ultra Deep có mặt số dạ quang. Dưới tia UV, dòng chữ OMEGA WAS HERE (OMEGA đã ở đây) hiện ra đầy tự hào, kiêu hãnh nhưng không kém phần tinh nghịch. Ảnh: OMEGA

Nhật Bản đã có công lớn trong việc phát triển một chất phát quang an toàn thay thế tritium. Năm 1993, công ty Nemoto sáng chế ra LumiNova – một chất phát quang không phóng xạ dựa trên strontium aluminate. LumiNova hoạt động theo cơ chế hấp thụ ánh sáng rồi phát sáng trong bóng tối.

Khác với radium và tritium, LumiNova không tự phát sáng vĩnh viễn, mà phải “sạc” bằng ánh sáng trước khi có thể phát quang. Do đó nói đúng hơn thì đây là hợp chất dạ quang.

Sau đó, công ty RC Tritec AG (Thụy Sĩ) hợp tác với Nemoto để tạo ra phiên bản cải tiến mang tên Super-LumiNova, có khả năng phát sáng lâu và mạnh hơn, lên đến 15 giờ. Super- LumiNova còn có nhiều màu sắc khác nhau (xanh dương, xanh lá cây, tím, trắng, vàng, cam, hồng và tím), được sử dụng cả cho mục đích trang trí lẫn việc dễ đọc các tính năng khác nhau trên mặt số đồng hồ.

Các thương hiệu đồng hồ như Seiko, OMEGA, TAG Heuer và Patek Philippe đã nhanh chóng áp dụng Super-LumiNova cho sản phẩm của mình.

Tương lai của công nghệ phát quang trong ngành chế tác đồng hồ

Đồng hồ TAG HEUER Aquaracer Ref WAY2012.BA0927 với công nghệ Super-LumiNova. Ảnh: Tag Heuer

Từ ngày đầu với radium đến sự ra đời của Super-LumiNova an toàn, công nghệ này vẫn không ngừng đột phá và mở ra những chân trời mới. Điển hình là xu hướng “full lume dial” – những mặt số phát quang toàn phần đang được các thương hiệu đồng hồ sản xuất.

Song song với đó, các phòng nghiên cứu cũng đang phát triển thế hệ vật liệu phát quang tự sinh – có khả năng tạo ra ánh sáng mà không cần sạc – bên cạnh công nghệ nano và các vật liệu sinh học, hé lộ tiềm năng lớn cho một cuộc cách mạng mới trong lĩnh vực phát quang.