Những phát minh hay sáng tạo về khoa học- công nghệ thời cổ đại vẫn luôn là một bí ẩn và thách thức lớn đối với con người hiện tại về việc tìm ra cách mà họ tạo ra chúng. Bởi mỗi nền văn minh đều mang trong nó những thành tựu đặc trưng riêng biệt mà người đời sau không có cách nào giải mã được.
Vào thế kỷ XI, khi đoàn quân Thập tự ào ào tiến vào Trung Đông, họ đã bị chặn đứng bởi những người lính ở đây với những thanh kiếm được chế tạo từ một kim loại đặc biệt có thể một nhát cắt ngang một mái tóc, đủ để khiến cả những chiến binh dũng cảm và bền bỉ nhất cũng phải run sợ.
Tin tức về loại kim khí huyền thoại này lan truyền đi khắp Châu Âu với tên gọi Damascus, đặt theo tên của một thủ phủ ở Syria. Trải qua nhiều thế hệ, những người thợ chuyên chế tạo kiếm, áo giáp và khiên chắn đã giữ kín bí quyết làm nên những vũ khí này và chỉ có một vài người được phép biết chúng. Vì vậy cho đến nay thép Damascus vẫn là một bí mật của thiên cổ.
Ngày nay, với khoa học- công nghệ hiện đại, người đã rất nỗ lực để mô phỏng và tái tạo lại loại thép này nhưng bất thành vì có sự khác nhau trong việc chọn nguyên liệu thô và kỹ thuật sản xuất.
Những đặc điểm nổi bật và vượt trội của thép Damascus
Từ khoảng thế kỷ IV SCN, thép Damascus đã được sản xuất tại nhiều nơi tại Trung Đông. Một điều đặc biệt về những thanh kiếm là những lưỡi dao được đúc từ thép Damascus vô cùng sắc bén và bền vững dù trải qua nhều trận chiến ác liệt hay sau nhiều năm chinh chiến.
Minh chứng cho đặc điểm này là những huyền thoại về thép Damascus. Ví dụ: chặt đứt nhanh chóng một khẩu súng trường hay có thể cắt đứt một sợi tóc trên không trung. Cũng có truyền thuyết cho rằng những lưỡi dao tốt nhất được luyện trong máu rồng (Theo tiến sĩ Helmut Nickel, giám tuyển của bộ phận Khiên và Vũ khí, Bảo tàng Nghệ thuật đô thị New York).
Trong những năm giữa thế kỷ XIX, một thanh kiếm cong có tên gọi Persian Shamshir được chế tạo bằng thép Damascus và chữ được khắc bằng tiếng Ả- rập. Thanh kiếm có chiều dài 91cm, được mạ vàng và chạm khắc bằng bạc với hoa văn tinh tế bao kiếm bằng gỗ và được phủ một lớp bạc lấp lánh, sang trọng.
Những thanh kiếm này dễ dàng được nhận ra bởi những họa tiết trang trí giống như những dòng nước được khắc trên lưỡi dao (những họa tiết này còn có tên gọi là “damask”). Thép Damascus không chỉ là một thành tựu về công nghệ chế tác kim loại mà nó còn mang cả vẻ đẹp nghệ thuật.
Thép Damascus có có nguồn gốc từ wootz – một loại thép có bắt nguồn từ Ấn Độ, chứa nhiều carborn hơn các loại thép thông thường.
Dựa trên những bằng chứng khảo cổ được phát hiện, người ta xác định được rằng loại thép tương đông với thép được sản xuất tại một địa điểm có tên là Tamil Nadu hiện nay vào thời điểm trước khi bắt đầu Công Nguyên.
Người Ả Rập đã đưa thép wootz của Ấn Độ đến Damascus và nhờ đó ngành công nghiệp chế tạo vũ khí tại đây phát triển. Từ thế kỷ III đến thế kỷ XVII, Ấn Độ đã liên tục xuất khẩu các thỏi thép này sang Trung Đông.
Bí quyết luyện thép bị thất truyền
Trong những năm 1750, việc sản xuất và chế tạo kiếm Damascus bắt đầu sụt giảm và bí quyết rèn kiếm đều rơi hết vào tay những người thợ rèn kim khí.
Cho đến nay, người ta vẫn không tìm ra được nguyên nhân về việc những thanh kiếm không được sản xuất tiếp. Nhiều giả thuyết được đưa ra để giải thích sự việc trên, ví dụ như súng bắt đầu xuất hiện nhiều hơn trên chiến trường và dần thay thế kiếm nên việc sản xuất bị ngưng trệ.
Cũng có ý kiến cho rằng công thức luyện kiếm Damascus chỉ được lưu truyền trong một nhóm nhỏ và theo thời gian thì dần bị thất truyền. Và có lẽ họ đã thành công trong việc che giấu kỹ thuật này với các đối thủ cạnh tranh và cả hậu thế sau này.
Tuy vậy đây cũng chỉ là giả thuyết ban đầu được đưa ra mà thôi, còn sự thật thì cần được các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và tìm hiểu tiếp.
Những nỗ lực của con người hiện đại trong việc tái tạo lại thép Damascus
Vấn đề lớn nhất hiện nay trong việc tái tạo lại thép Damascus là các thí nghiệm khoa học không có được mẫu nguyên ban đầu để nghiên cứu. Muốn làm được điều này, phải có các lưỡi dao nguyên vẹn để kiểm tra dưới kính hiển vi và phân tích thành phần hóa học.
Trong quá trình nghiên cứu, một chi tiết đã khiến các nhà nghiên cứu vô cùng kinh ngạc. Cụ thể, khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Dresden ( Đức) sử dụng tia X và kính hiển vi điện tử để kiểm tra thép Damascus, họ phát hiện các thành phần của dây nano cementit và ống nano cacbon. Nghiên cứu cho thấy những cấu trúc nano này là kết quả của quá trình rèn thép. Đây là một phát hiện vô cùng giá trị cho việc nghiên cứu việc người xưa luyện thép Damascus như thế nào mà đạt được kỹ thuật tiên tiến như vậy.
Theo tiến sĩ Wadsworth và Oleg D. Sherby đến từ Đại học Stanford (Vương quốc Anh) cho biết: “Đến lúc này chúng tôi cho rằng bí ẩn về thép Damascus về cơ bản đã sáng tỏ. Một điều cơ bản có thể dễ dàng nhận thấy từ việc gia công của những thợ luyện kim lành nghề trong quá khứ là trong thép Damascus có hàm lượng carbon rất cao.”
Họ cũng cho biết thêm: “Lượng carbon trong thép Damascus có từ 1% đến 2%, chỉ là một phần nhỏ, rất nhỏ trong 1% của thép bình thường. Một yếu tố quan trọng khác trong sản xuất kiếm Damascus chính là nhiệt độ rèn khá thấp – khoảng 1.7000 Fahrenheit (khoảng 9270C). Sau khi định hình thông qua rèn và đập, các lưỡi kiếm được lại được làm nóng tới nhiệt độ trên rồi sau đó nhanh chóng làm lạnh bằng một loại chất lỏng có tên gọi là “Máu rồng”.
Có thể chính nhờ có yếu tố trên mà vũ khí làm từ thép Damascus giúp quân đội Thập tự chinh chiến thắng nhiều trận đánh và tiến sâu vào lãnh thổ Trung Đông với mục đích giải phóng Jerusalem và Đất Thánh khỏi ách thống trị của Hồi giáo.
“Thép Damascus” mà người hiện đại chế tạo ra chỉ là được làm từ một số loại thép và sắt lát hàn để tạo thành một phôi chứ không giống như những gì người cổ đại đã làm.Thuật ngữ “damascus” hiện nay mặc dù không đúng về mặt kỹ thuật nhưng nó vẫn được sử dụng cách rộng rãi để mô tả các miếng thép hàn hiện đại trong thương mại. Các mẫu phôi tùy thuộc vào cách thợ hàn xử lý với phôi, phôi được rút ra và xếp lớp lại cho tới khi đạt được số lớp cần thiết.
Ví dụ: Để đạt được mức bậc thầy về rèn thép của Hiệp hội Thợ rèn Mỹ, thợ rèn phải làm được lưỡi dao Damascus với tối thiểu là 300 lớp.
Chính vì vậy, thép Damascus đích thực là một nghệ thuật kim khí tuyệt vời và thể hiện một công nghệ tiên tiến của người cổ đại. Cho dù nhiều người đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu, thậm chí đảo ngược kỹ thuật quá trình sản xuất loại thép này nhưng cho đến nay chưa ai có thể thành công trong việc này. Đây có thể mãi mãi là điều bí ẩn của toàn nhân loại.
Không chỉ thép Damascus mà rất nhiều phát minh, phát hiện của thời cổ đại vẫn luôn là bí ẩn và thách thức đối với con người hiện tại. Từ hàng trăm ngàn năm trước, tại sao con người đã có những kỹ thuật tiên tiến và trí tuệ sáng tạo đỉnh cao như vậy?
Sơn Tùng