Phare building – cao ốc dùng năng lượng gió

Một chủ đầu tư Pháp vừa quyết định chọn đồ án thiết kế của kiến trúc sư người Mỹ để xây một tòa nhà chọc trời rất ấn tượng tại Paris có độ cao thách thức tháp Eiffel. Điểm đặc biệt là một phần năng lượng cho cao ốc này sẽ được sản sinh từ gió.

Phối cảnh cao ốc Phare của kiến trúc sư Mayne. (Ảnh: Unibail-Morphosis)

Công trình được mệnh danh là Phare (Ngọn hải đăng) sẽ mọc lên tại khu La Defense, tổ hợp của các cao ốc phía tây Paris nơi đóng trụ sở của nhiều tập đoàn lớn. Tòa nhà này do kiến trúc sư Mỹ Thom Mayne, người vừa đoạt giải Pritzker danh giá, thiết kế và có chi phí xây dựng vào khoảng 1 tỷ USD.

Cận cảnh công trình ấn tượng sắp mọc lên tại Paris. (Ảnh: Unibail-Morphosis)

Chủ đầu tư Unibail thông báo, Thom Mayne đã vượt qua 9 kiến trúc sư khác trong cuộc thi chọn thiết kế cho tòa nhà. Tác phẩm của ông là một công trình có đường cong gợi cảm và vươn dần lên một cách không đối xứng. Đỉnh của nó là chùm ăng ten nhọn hoắt trông xa như một chiếc mũ miện khổng lồ.Đây được coi là một “cao ốc xanh” vì các turbine chạy bằng năng lượng gió lắp trên đỉnh sẽ cung cấp năng lượng cho hệ thống điều hòa không khí của tòa nhà trong nhiều thời điểm của năm. Mặt ngoài của công trình được thiết kế đặc biệt để giảm sức nóng từ ánh mặt trời xuyên của các cửa sổ vào mùa hè.

Phare sẽ nổi bật giữa khu La Defence vốn nổi tiếng với những tòa nhà chọc trời phía tây Paris. (Ảnh: lemoniteur-expert)

Dự kiến Phare sẽ được khánh thành vào năm 2012 và có chiều cao khoảng 300 mét, thấp hơn so một chút so với tháp Eiffel (có chiều cao 323 mét). Nhưng nó vẫn cao hơn đáng kể so với tòa nhà văn phòng cao nhất Paris hiện nay là Tháp Montparnasse (cao 209 mét).

Buildings of the year 2006

Không còn đặt vẻ hoành tráng hay tinh xảo lên làm tiêu chí hàng đầu, các công trình được đánh giá là kiệt tác hiện đại đều đề cao tính thân thiện với môi trường, tiết kiệm năng lượng, sử dụng công nghệ thông minh và các vật liệu hiện đại.

Dưới đây là 10 công trình được tạp chí Business Week đánh giá là kiệt tác kiến trúc của năm 2006.

Vườn thực vật Hoàng gia Anh

Được hoàn thành tháng 3/2006, Davies Alpine House là sự kết hợp của công nghệ thông minh, ví dụ các ô thoáng sẽ tự động đóng lại khi trời mưa, với phong cách trang trí hoàn toàn đơn giản. Kiến trúc của công trình cũng nhằm phục vụ tối đa công năng của nó. Ví dụ như cấu trúc toàn kính và thép giúp khí nóng bay lên theo các ô thoáng trên mái, trong khi khí lạnh sẽ vào trong tòa nhà theo các ô thoáng ở phía dưới.

Tòa nhà Hearst, New York, Mỹ

Trụ sở mới cao 46 tầng của tập đoàn Hearst là một kiệt tác về kiến trúc xanh. Cấu trúc hình mắt lưới của nó giúp tiết kiệm được 20% lượng thép phải dùng so với khung nhà bình thường. Tòa nhà có bộ phận cảm ứng tự động điều chỉnh hệ thống chiếu sáng hoặc tắt toàn bộ đèn khi ánh sáng ngoài trời đủ dùng. Công trình không sử dụng điều hòa mà hệ thống HVAC tiên tiến sẽ sử dụng không khí tự nhiên để hạ nhiệt và làm thoáng khí ở bên trong. Nhờ vậy, năng lượng và carbon dioxide thải ra sẽ giảm 22% so với các tòa nhà cùng quy mô tại New York.

Apple Store, New York, Mỹ

Hãng máy tính Apple mới khai trương trên đại lộ số 5, New York một cửa hàng hình khối rubic với chiều cao gần 10 m. Đây thực sự là một thiên đường với các loại máy tính của hãng và toàn bộ cầu thang tại đây đều được thiết kế bằng kính trong suốt.

Glenn House, California, Mỹ

Ngôi nhà tiết kiệm năng lượng này là công trình đầu tiên tại Mỹ được xếp hạng “platinum”, thứ bậc cao nhất theo hệ thống xếp hạng LEED danh giá của Hội đồng xây dựng Mỹ.

Tòa nhà Quốc hội xứ Wales, Anh

Tòa nhà còn có tên là Senedd này có nhiều điểm ưu việt như sử dụng hoàn toàn vật liệu sẵn có tại Wales, hệ thống thông gió tự nhiên. Trong khi các công trình của chính phủ thường được thiết kế và xây dựng theo kiểu “kín cổng cao tường”, toàn bộ bề mặt của Senedd đều được lắp kính.

Tòa nhà liên bang, San Francisco, Mỹ

Tòa nhà 18 tầng này được coi là một điển hình về kiến trúc thân thiện với môi trường. Nó là tòa tháp đầu tiên ở Mỹ không sử dụng điều hòa không khí trên 70% diện tích. Trên nóc tòa nhà là vườn cây và khu làm việc được thiết kể mở nhằm tạo sự liên kết giữa các nhân viên cũng như tạo ra môi trường văn phòng thân thiện.

Big Dig House, Massachussets, Mỹ

Thoạt nhìn, Big Dig House không có gì nổi bật, nhưng điểm đặc biệt là nó được xây dựng từ thép và bê tông còn thừa của các đại công trình trong thành phố.

Sân vận động Wembley, London, Anh

Với 90.000 chỗ ngồi, Wembley trở thành sân vận động lớn nhất thế giới. Hai cột đỡ của sân sân cũ xây dựng từ năm 1924 đã được thay thế bằng tháp vòm cao 130 m và gánh đỡ luôn 5.000 tấn cho mái che có thể di chuyển nặng 7.000 tấn của Wembley. Việc tận dụng thiết kế của tháp vòm giúp cho tầm nhìn của khán giả không bị che chắn. Tháp vòm Wembley là cấu trúc mái lớn nhất thế giới (315 m) nên đứng ở bất cứ vị trí nào của London cũng có thể nhìn thấy.

Viện y học Howard Hughes, Virginia, Mỹ

Viện y học Howard Hughes được coi là một thiên đường đối với các nhà khoa học. Tại đây có khu căn hộ cho các giáo sư thỉnh giảng và các nhà khoa học đến làm việc trong thời gian ngắn. Khu hội nghị và một khu nghiên cứu có diện tích tương đương một tòa nhà 85 tầng.

Cầu Donghai, nối Thượng Hải – đảo Yangshan, Trung Quốc

Donghai hiện giữ kỷ lục là cây cầu vượt biển dài nhất thế giới với chiều dài 32 km và 6 làn đường. Cây cầu cáp dây văng duyên dáng này bắc ngang biển đông Trung Quốc, nối Thượng Hải với đảo Yangshan. Cầu Donghai là một phần dự án xây dựng cảng tự do thương mại đầu tiên của Trung Quốc và cũng là cảng container lớn nhất thế giới, dự kiến hoàn thành vào năm 2010. Giao thông vẫn đảm bảo an toàn trong điều kiện gió bão và lốc nhờ cầu được thiết kế theo hình chữ S. Theo Nhật báo Thượng Hải, cầu Donghai có chi phí lên tới 1,2 tỷ USD.

Buildings of the year 2007

Bảo tàng Gardiner tại Toronto
(Canada) do nhóm KTS Kuwabara
Payne Mckenna Blumberg thiết kế.

Các công trình được lựa chọn năm nay không chỉ bởi thiết kế đẹp mà còn bởi những tiêu chí phục vụ công việc kinh doanh. Đây là năm thứ 10, BusinessWeek và Architectural Record cùng phối hợp tổ chức cuộc bầu chọn này. 

Có hơn 100 tòa nhà khắp toàn cầu đã được đưa vào danh sách để chọn ra 10 công trình tiêu biểu nhất. Tiêu chí năm nay được đặt ra cao hơn mọi năm. Những tòa nhà này ngoài những đặc điểm ấn tượng trong kiến trúc, đều phải đáp ứng sự thuận lợi cho mỗi hoạt động mà nó phục vụ, từ khu văn phòng, trung tâm thương mại, thể thao, bảo tàng… Ban giám khảo là những kiến trúc sư, phóng viên đến từ BusinessWeek và Architectural Record.

Trụ sở chính của InterActiveCorp tại New York đoạt giải đặc biệt. Công trình do nhóm KTS Gehry Partners Studios Architecture thực hiện. Nhiều người đã so sánh công trình cao 10 tầng này với một con thuyền đang no gió, nằm ngay gần khu Manhattan. Đây là một tòa nhà được coi là sẽ tạo nên những hình ảnh mới trong thế kỷ 21. Tòa nhà hoàn toàn tự động hóa, mọi hoạt động đều được thiết kế dựa trên các ứng dụng web. Nội thất đã đạt tới sự hoàn mỹ, giúp các không gian được thông suốt. Hành lang công cộng của tòa nhà được coi là lớn nhất thế giới với những bức tường video có độ phân giải rất cao.

Trung tâm Nghệ thuật Biểu diễn dành cho giới trẻ tại Toronto do văn phòng KTS Kuwabara Payne McKenna Blumberg thực hiện.

Trụ sở chính của Cục Điều tra dân số Mỹ tại Suitland, bang Maryland do các KTS Skidmore, Owings và Merrill thiết kế.

Trung tâm Hải quân Federal Credit Union’s Heritage Oaks Center, tòa nhà One Pensacola tại bang Florida do nhóm KTS ASD thực hiện.

Trung tâm Biểu diễn Nghệ thuật Bốn mùa tại Toronto do nhóm KTS Diamond và Schmitt thực hiện.

Cao ốc Hearst Tower tại New York do nhóm KTS Norman Forster và cộng sự thực hiện.

Tòa nhà trụ sở chính Hubbell Lighting Greenville, S.C. do KTS McMillan Smith và các cộng sự thực hiện.

Công trình SJ Berwin tại London của nhóm kiến trúc sư HOK.

Sân bóng chày San Diego Padres Ballpark của Công ty Kiến trúc Antoine Predock.

Bảo tàng Gardiner tại Toronto (Canada) do nhóm KTS Kuwabara Payne Mckenna Blumberg thiết kế.

Vật liệu ETFE – bước ngoặt của kiến trúc thế giới

Kết cấu của công trình sẽ được
giảm thiểu do trọng lượng cực nhẹ
của vật liệu ETFE

Một vật liệu trải bao thăng trầm để trở thành tương lai của ngành kiến trúc thế giới. Và cùng với thành công của nó là câu chuyện về niềm tin của những chuyên gia kiến trúc tài năng. 

Từ công trình không tưởng tới vật liệu… không tưởng

 

Trung tâm giải trí Khan Shatyry tại thủ đô Astana của Kazakhstan

Ngày 13.7.2001 Trung Quốc chính thức trở thành quốc gia đăng cai Thế vận hội Olympic 2008 và chỉ hai tháng sau, bản thiết kế Trung tâm Thể thao dưới nước Bắc Kinh, một trong những công trình quan trọng của Thế vận hội đã được đặt lên bàn trước sự choáng ngợp của các quan chức cũng như đối tác phía Trung Quốc: Công ty xây dựng quốc gia Trung Quốc (CSCEC). Cha đẻ của công trình này là nhóm kiến trúc sư thuộc công ty kiến trúc PTW đặt tại Sydney, Úc. Mô hình khối bong bóng khổng lồ được kết cấu bởi một hệ thống xà thép giống như tổ chim chống đỡ cho hàng ngàn tấm vật liệu ETFE. Nếu 5 năm trước, ý tưởng đó khó hoặc không thể thực hiện, thì nay chìa khoá cho công trình chính là vật liệu ETFE của hãng xây dựng Đức Vector Foiltec (VF). Với trọng lượng siêu nhẹ (1/100 trọng lượng của kính), khả năng chịu nhiệt cao, siêu mỏng và đặc biệt là giá thành thi công giảm tới 30% so với sử dụng chất liệu kính, ETFE được xem là vật liệu tạo nên cuộc cách mạng mới cho ngành kiến trúc. 

“Khi đó chúng tôi đã có mọi thứ cần thiết để dự án có thể hiện thực hoá. Nhưng vấn đề quan trọng nhất, một loại vật liệu có thể trải rộng trên diện tích hàng trăm mét vuông vừa đảm bảo yếu tố thẩm mỹ vừa an toàn lại chưa có giải pháp”, ông John Bilmon giám đốc phụ trách dự án của PTW kể lại. “Và thật may mắn, tôi đã trao đổi vấn đề này với một số đồng nghiệp tại châu Âu, họ gợi ý với tôi về VF và vật liệu ETFE. Đáp chuyến bay đầu tiên, tôi tới khu phức hợp sinh thái Eden tại Cornwall (Anh) để chiêm ngưỡng công trình kiến trúc với diện tích 30.000 m2. Tất nhiên chuyến bay tiếp theo của tôi là nước Đức và cuộc gặp gỡ đầu tiên với VF”.

Mẫu số chung của những kỳ quan

Với vật liệu ETFE, người ta có thể tạo ra hàng ngàn mét vuông mái vòm với vẻ đẹp ấn tượng và khả năng chống chịu nhiệt độ cực cao

Có thể nói 50% sự thành công của Trung tâm Thể thao dưới nước Bắc Kinh phụ thuộc vào vật liệu ETFE – một dạng nhựa công nghệ cao. Cuối thập niên 1970, khi tập đoàn DuPont của Mỹ phát minh một dạng polymer từ flourocarbon, họ đặt tên là Ethylen Tetraflourothylene (ETFE) và ứng dụng làm chất liệu cách nhiệt trong ngành hàng không.

Tuy nhiên, suốt nhiều năm, vật liệu này không hề được giới kiến trúc biết tới do DuPont là một tập đoàn không liên quan gì tới lĩnh vực này; hơn nữa việc ứng dụng ETFE của họ cũng khá hạn chế. Phải đến khi Stefan Lehnert, một sinh viên gốc Đức chuyên ngành cơ khí tình cờ phát hiện ra các đặc tính của vật liệu này: trong suốt, có khả năng tự làm sạch và dễ dàng thay đổi kết cấu. Chàng sinh viên trẻ tuổi giật mình nhận ra những ứng dụng của ETFE trong kiến trúc, xây dựng là quá rõ ràng và phong phú. Năm 1982, sau khi tốt nghiệp đại học, Lehnert thành lập công ty VF chuyên thiết kế và xây dựng đặc biệt độc quyền với vật liệu ETFE. Công ty của anh đặt đại bản doanh tại thành phố Bremen (Đức) và bắt đầu quảng bá vật liệu mới với các công ty kiến trúc lớn.

Khu phức hợp sinh thái Eden tại Cornwall (Anh)

Giống như mọi phát kiến đột phá, ban đầu các công ty khá dè dặt với lời mời chào của VF về vật liệu mới. Nhưng cuối cùng Lehnert và các cộng sự của anh cũng nhận được hợp đồng đầu tiên cho công trình mái rạp sở thú Arnheim (Hà Lan). “Đó là một cuộc đấu tranh tâm lý lớn. Cầm bộ hồ sơ trúng thầu trên tay, chúng tôi vui vì cuối cùng cũng có ai đó chấp nhận thử nghiệm vật liệu mới nhưng không thể tránh được cảm giác thất vọng khi chỉ được thể hiện tại một nơi không nổi tiếng”. Harry Gruhn, phó giám đốc phụ trách kỹ thuật của VF kể lại. Và những người trẻ tuổi này vẫn vượt qua được v ấn đề tâm lý ban đầu, hiểu rằng một cơ hội dù nhỏ nhất cũng vẫn tốt và phải tận dụng hết khả năng.

Khi hoàn thành, Trung tâm Thể thao dưới nước Bắc Kinh sẽ trở thành một biểu tượng mới của Trung Quốc và nền kiến trúc hiện đại

“Chúng tôi đã thành công. Đó là công trình đơn giản nhất nhưng là công trình quan trọng nhất đối với VF”. Một chiếc mái độc đáo, vừa đạt độ thẩm mỹ cao khi nó liên kết với không gian cây xanh của sở thú và về mặt kỹ thuật vẫn giải quyết được vấn đề chống nóng, độ bền vững… Thử nghiệm đầu tiên khẳng định Vector Foiltec đã đi đúng hướng và tương lai của kiến trúc thế giới chính là ETFE.

Liên tiếp trong 6 năm đầu thập niên 1990, vật liệu dẻo này đã xuất hiện trong các công trình xây dựng khắp châu Âu – đặc biệt là tại Anh và Đức. Năm 1999, dự án khu phức hợp sinh thái Eden tại Cornwall chính thức ký hợp đồng với VF là nhà cung cấp vật liệu và thiết kế các công trình nhà kính trồng cây. Chỉ một năm sau, khi khu phức hợp sinh thái rộng 30.000m2 được hoàn thành, người ta đã gọi nó là tuyệt tác kiến trúc.

Công trường Trung tâm Thể thao dưới nước Bắc Kinh

Vector Foiltec vừa hoàn tất một công trình trụ sở cho Chính phủ Mỹ và hiện đang có trong tay 8 dự án ở Mỹ và hơn 100 dự án sắp triển khai. Luân Đôn cũng đang có ý mời Vectoro Foiltec xây dựng các công trình phục vụ Olympic 2012. Cùng với Trung tâm Thể thao dưới nước Bắc Kinh, một công trình quan trọng dự kiến hoàn thành vào năm tới là trung tâm giải trí Khan Shatyry, cao 150m rộng 30.000m2 hình chiếc lều, ở thủ đô Astana của Kazakhstan. Stefan Lehnert tâm sự: “Một ý tưởng thú vị nảy ra khi chúng tôi ngắm nhìn mô hình những công trình này, phải chăng một ngày nào đó những kỳ quan của thời đại mới sẽ có một mẫu số chung?”. 

Phần khung sườn kim loại khá dày
này sẽ được bọc lại bằng những
đệm hơi bằng plastic ứng dụng
kỹ thuật trải efte.

Ngày 8.8.2008 thế giới sẽ hướng về Bắc Kinh để theo dõi lễ khai mạc thế vận hội. Do là lần đầu tiên tổ chức sự kiện thể thao quan trọng này nên Trung Quốc muốn thu hút sự ngưỡng mộ của thế giới bằng thiết kế độc đáo của hai công trình được coi là tâm điểm của các cuộc tranh tài: sân vận động Olympic và nhà thi đấu thể thao dưới nước. Bên cạnh nhà hát lớn quốc gia (còn gọi là nhà hát opera Bắc Kinh) giống như một cái vòm nổi lên giữa hồ nước do kiến trúc sư lão luyện người Pháp Paul Andreu thực hiện, sân Olympic Bắc Kinh và trung tâm bơi lội quốc gia được xem là bộ mặt của Bắc Kinh mùa hè 2008. Xin giới thiệu cùng bạn đọc hai “tuyệt tác nghệ thuật” của ngành kiến trúc thế giới này qua bài lược dịch từ tạp chí Pháp l’architecture D’aujourdhui. 

Cảm hứng từ cái tổ chim

Kiến trúc phỏng sinh học – 1

Phỏng sinh học trong kiến trúc không chỉ hiện diện ở cấp độ thẩm mỹ, mà còn thể hiện sâu sắc hơn trong cấu trúc công trình, cách tổ chức không gian, và phân vị mặt đứng công trình. Một số ví dụ dưới đây cho thấy sự tương quan giữa công trình kiến trúc với các cấu trúc tự nhiên tương ứng.

hạt bắp | marina city towers, chicago
- tương đồng về cấu trúc và thẩm mỹ

nhành cây | todd’s omotesando, tokyo – toyo ito
- tương đồng về thẩm mỹ

tổ chim | olympic stadium, beijing – herzog + de meuron
- tương đồng về cấu trúc và thẩm mỹ

san hô euplectella | swiss re headquarters, london – sir norman foster
- tương đồng về cấu trúc

tổ mối | eastgate building, london – mick pearce
- tương đồng về hệ thống thông gió

beaver dam | gaudix indigenous cave dwellings, spain
- tương đồng về cách nhiệt/giữ nhiệt và cấu trúc công trình

Công nghệ Nano và vật liệu phỏng sinh học

Thiên nhiên có nhiều điều rất kỳ thú. Con tắc kè rất dễ dàng bò hay đứng yên ở bức vách thẳng đứng, thậm chí còn bò ngửa trên trần, coi thường sức hút của quả đất. Lá sen luôn sạch sẽ, mưa to hay mưa nhỏ chỉ thấy những giọt nước tròn lăn xuống, lá hoàn toàn không ướt. Có những loại bướm có đôi cánh rực rỡ sắc màu, thay đổi được dưới ánh mặt trời… Vậy bề mặt chân tắc kè, lá sen, cánh bướm làm bằng chất liệu gì, có cấu trúc như thế nào mà có được tính năng đặc biệt đến như thế? Mắt thường, kính hiển vi quang học như đã dùng phổ biến lâu nay còn quá thô sơ để tìm hiểu những cấu trúc tinh vi mà thiên nhiên đã sáng tạo ra. Gần đây, những loại kính hiển vi hiện đại như hiển vi điện tử quét, hiển vi lực nguyên tử, những loại máy vi phân tích mới cho biết cấu tạo chất ở từng micromét, nanomét… đã được sử dụng và cho phép giải thích được tại sao một số loài vật, cây cỏ có những khả năng kỳ diệu đó. Giải mã được những câu hỏi này, người ta tìm cách bắt chước làm ra những vật liệu có tính năng đặc biệt phục vụ cho lợi ích của con người. Dần dần ngành khoa học mới: phỏng sinh học nano để làm vật liệu chức năng đã ra đời. Chúng ta hãy xem xét một vài thành tựu của ngành khoa học mới này. Bắt chước tắc kè chế tạo vật liệu có chức năng bám dính khô Mỗi bàn chân tắc kè có 5 ngón, đầu mỗi ngón chân nhìn kỹ thấy có các lát mỏng chen dày. Phải dùng đến hiển vi điện tử quét mới nhìn thấy rõ đầu của mỗi lát mỏng này có rất nhiều sợi lông, tỉ mỉ đếm thì có đến 5.000 sợi lông trên một milimét vuông, cả bàn chân tắc kè có đến nửa triệu sợi lông như vậy, mỗi sợi dài khoảng hai lần đường kính sợi tóc, cấu tạo bằng chất kêratin. Phóng đại to hơn lại thấy cuối mỗi sợi lông là một chùm có đến hàng nghìn sợi nhỏ hơn nữa, mỗi sợi nhỏ này có dạng cong hình mũi hài. Vậy là cả 4 bàn chân tắc kè có đến 500.000 x 4 x 1.000 = 2.109 (hai tỉ) sợi lông cực nhỏ, đường kính mỗi sợi vào cỡ 200 nanomet. Những sợi lông cực nhỏ này lại có cơ chế tự làm sạch, không bao giờ dính bết lại với nhau. Nhờ vậy, tắc kè để bàn chân vào bất cứ bề mặt nào là có hằng hà sa số đầu sợi lông dạng mũi hài tiếp xúc với bề mặt tác dụng lên bề mặt lực van der Waals(*). Đối với mỗi sợi lông, lực bám dính này rất nhỏ nhưng vì có quá nhiều sợi lông tích tiểu thành đại nên lực bám dính của bàn chân tắc kè với bề mặt rất lớn, lớn hơn trọng lượng của nó. Đây là lực bám dính lên bề mặt khô, không có chất keo dính nào. Điều lý thú nữa là một khi đã bám dính chặt vào bề mặt như vậy, muốn gỡ dính, tắc kè thực hiện rất tài tình. Nó không nhấc ngay cả bàn chân ra mà lần lượt nhấc từng nhóm lông nhỏ ra theo cách “chia để trị”, không “bẻ đũa cả bó” mà bẻ từng chiếc một. Vật liệu có chức năng bám dính khô như chân tắc kè thật là quý, rất cần cho con người. Làm được vật liệu đó dán vào đế giày, găng tay rồi trang bị cho lính cứu hoả chắc chắn việc leo trèo vào nơi nguy hiểm để cứu chữa sẽ rất nhanh chóng. Tương tự, bộ đội đặc công, cảnh sát hình sự… sẽ có khả năng “xuất quỷ nhập thần”. Các nhà khoa học ở Đại học California (Berkeley, Mỹ) đã thử làm người máy với bàn chân có rất nhiều sợi lông tinh vi bằng polyme để chân có thể bám dính theo kiểu tắc kè nhằm sử dụng cho việc thám hiểm trên sao Hoả. Đại học Akron ở Ohio và Đại học Bách khoa ở Reusslaer (Mỹ) đầu năm 2005, đã công bố làm được ống nano bằng vật liệu tổng hợp để làm kết dính khô theo kiểu chân tắc kè. Người ta thấy rằng ống nano cacbon có đường kính vào cỡ sợi lông con ở chân tắc kè, còn các tính chất cơ học thì vượt trội hơn nên đã dùng sợi nano cacbon nhiều vách MWNT (multiwalled nanotube) mọc lên bề mặt thạch anh (hay silic), cho một lớp polyme hình thành sát bề mặt, khi bóc ra có được một lớp polyme với rất nhiều ống nano cacbon nhô lên. Dùng keo dán lớp polyme này lên bề mặt, thí dụ đế giày thì nó sẽ có tính bám dính khô như bàn chân tắc kè. Đã có các vườn ươm công nghệ (start-up) triển khai nghiên cứu và đưa vào sản xuất thử vật liệu bám dính khô kiểu tắc kè, phục vụ nhiều nhu cầu cụ thể của đời sống. Bắt chước lá sen làm vật liệu không ướt, tự làm sạch Lá sen gần bùn nhưng luôn sạch sẽ, mưa to hay nhỏ chỉ thấy trên lá những giọt nước tròn to lăn xuống, lá không bao giờ ướt, hơn nữa sau mưa, lá lại xanh, sạch hơn. Dùng hiển vi điện tử quét quan sát kỹ thì thấy bề mặt lá sen không phải phẳng phiu mà trái lại có rất nhiều cột nhỏ nhô lên, kích thước mỗi cột cỡ nanomet, đầu cột lại xù xì. Các cột cách nhau cỡ micromet, giữa các cột bề mặt lá sen lại rất bằng phẳng. Vậy là ở đây có cấu trúc hai lần gồ ghề, gồ ghề ở từng đầu cột và gồ ghề do có nhiều cột. Chưa chắc chất liệu của lá sen là quan trọng cho tính không thấm ướt, tự làm sạch. Thật vậy, người ta thử làm một bề mặt bằng đồng rất trơn tru, trên bề mặt đó cho nổi lên các cột cũng bằng đồng nhưng đầu cột lại ráp (hình 3). Kết quả bề mặt không thấm ướt thật, góc ướt đến trên 1500, nếu có các hạt nước li ti trên bề mặt, chúng dễ dàng co cụm lại thành những giọt nước to và lăn xuống, khi lăn kéo theo cả bụi bặm (nếu có). Vậy cơ chế không thấm ướt, tự làm sạch là do cấu trúc của bề mặt. Thay đổi cấu trúc một chút là có thể chuyển từ không thấm ướt sang thấm ướt hoàn toàn. Bắt chước cấu trúc không bị thấm ướt của lá sen, người ta đã làm và bán ra thị trường loại polyme có gia công bề mặt để nổi lên nhiều cột nhỏ cỡ nano. Đem loại polyme này dán lên bề mặt, ta sẽ có bề mặt không thấm ướt, tự làm sạch như mong muốn. Nắm vững nguyên lý từ cấu trúc dẫn đến chức năng, cũng từ vật liệu polyme người ta có thế tạo ra bề mặt thấm ướt hoặc không thấm ướt rất cần thiết cho đời sống sinh hoạt cũng như sản xuất hiện nay. Bắt chước cánh bướm tạo màu cho sợi dệt Serge Berthier, giáo sư Đại học Paris 7, chuyên về quang học vật rắn, đã nhúng cánh bướm vào các chất lỏng trong suốt có chiết suất n khác nhau: aceton, n = 1,362; tricloetylen, n= 1,478 (không khí có chiết suất n = 1). ông nhận thấy có 2 loại cánh bướm, một loại nhúng vào thì màu sắc thay đổi, một loại không thay đổi gì. Loài bướm cánh có màu sắc thay đổi tên là Morpho Codarti, đem nghiên cứu ở hiển vi điện tử quét thì thấy ở cánh có nhiều vảy nhỏ, mỗi vảy dài cỡ 100 micromet, nằm úp sát nhau đều đặn như mái ngói. Phóng đại hơn thì thấy vảy có nhiều lớp, mỗi lớp dày chừng 100 nanomet. Vậy là đã rõ: nguyên nhân làm cho cánh bướm loại này có màu sắc và màu sắc thay đổi là do ở đây không dùng hạt sắc tố màu mà là tạo màu bằng nhiễu xạ và giao thoa. Những lớp ở vảy tạo màu theo giao thoa tương tự như màu sắc ở bong bóng xà phòng. Những vảy nằm từng hàng, từng dãy cách đều nhau là tạo màu theo nhiễu xạ, tương tự như khi ta nhìn ánh sáng phản xạ nhiều màu sắc ở đĩa CD. Các chất có chiết suất khác nhau làm thay đổi quang lộ khác nhau nên tạo ra màu sắc khác nhau. Nếu bắt chước cánh bướm tạo màu theo kiểu này thì màu sắc ít phai, ít phải dùng nhiều hoá chất có hại cho môi trường, lại có thể làm cho màu sắc đổi thay, lung linh rất đẹp. Các nhà công nghệ đã thử tạo mầu cho sợi nhân tạo bằng cách kéo sợi sao cho tạo thành các lớp mỏng bên ngoài, mỗi lớp dày cỡ 100 nanomet. Càng tạo được nhiều lớp thì màu sắc càng lung linh, càng đẹp vì hiện tượng giao thoa ở màng nhiều lớp bao giờ cũng cho cực đại rõ, sắc nét hơn. Khó khăn cần vượt qua là quy mô sản xuất và giá thành. Tốc độ kéo sợi nhân tạo hiện nay vào cỡ 100 km sợi trong một giờ. Nếu kéo sợi có nhiều lớp mà lại khống chế được bề dày từng lớp thì chắc chắn tốc độ kéo chậm hơn rất nhiều. Tuy việc chế tạo sợi nhiều lớp hiện nay còn khá đắt nhưng sợi nhiều lớp để tạo màu theo kiểu giao thoa đã bắt đầu phổ biến: dùng làm dấu hiệu cho sản phẩm để chống làm giả vì kéo sợi có nhiều lớp với những màu giao thoa nhất định là khó bắt chước, loại sợi này dệt thành vải để mặc trong dạ hội, áo quần sẽ có màu sắc lung linh theo góc nhìn, một khi các bà, các cô đã ưa thích thì vấn đề giá thành cao không phải là điều hạn chế. Phỏng sinh học không phải là bắt chước thiên nhiên một cách máy móc mà là tìm hiểu để bắt chước, theo những nguyên lý mà thiên nhiên đã sử dụng. Một điều quan trọng nữa là thiên nhiên bao giờ cũng dùng cách chế tạo vật liệu theo kiểu từ dưới lên (bottom up). Đã có những cách phỏng sinh học làm vật liệu theo kiểu đó, thí dụ làm hạt từ nano theo kiểu của vi khuẩn từ, làm vật liệu xốp chứa hyđro theo kiểu rong tảo tạo ra điatômit… Các nhà công nghệ nano đang có sẵn rất nhiều gương sáng của thiên nhiên để học tập. Theo cách này có thể làm được những vật liệu rất cao cấp nhưng không phải sử dụng những máy móc, thiết bị quá đắt tiền, điều mà các nước đang phát triển rất chú ý tìm hiểu. * Lực van der Waals là lực hút giữa các nguyên tử khi chúng lại gần nhau, cách nhau một khoảng nhỏ hơn nanomet (10-9m).