BM: Sáng chế tài tình thay thế khuy

Khóa kéo là một sáng chế thú vị đã thay đổi cuộc sống.

Khóa kéo (phéc mơ tuya) đã làm thay đổi tất cả, từ thời trang đến thiết bị an toàn. Nhưng để cơ cấu hữu ích này hoạt động được, cần khá nhiều thời gian.

Chúng ta sử dụng nó hàng ngày, một sáng chế thú vị mà nó đã thay đổi cuộc sống, từ việc cài quần dễ dàng đến việc khép an toàn bộ đồ cho phi hành gia. Vậy mà, khóa kéo suýt nữa thì thất bại mặc dù nó đơn giản, phải mất một thời gian vô cùng lâu để phát triển nó. Có thể nói rằng người ta đã cần ít thời gian hơn để "chế tạo máy bay hoặc máy tính," Robert Friedel, sử gia ở Đại học Maryland và tác giả bài "Khóa kéo, sự thăm dò cái mới", nói.

Phải mất nhiều thập niên để cải thiện thiết kế, hết nhà sáng chế này đến nhà sáng chế khác đã vất vả để giúp chúng ta cài giày cài áo. "Kỹ thuật tiến lên qua việc vượt qua thất bại, thất bại ở đây không chỉ mang nghĩa hỏng hẳn, mà là thất bại vì không hoạt động trơn chu," Henri Petroski, một kỹ sư của đại học Duke- Bắc Carolina, nói.

Là dụng cụ ta thấy ở khắp nơi trong đời sống, khóa kéo phụ thuộc vào việc chế tạo thật chính xác, thế nhưng sau một thế kỷ nó vẫn còn chưa là cách dễ nhất và rẻ nhất để khép đồ vật lại. Nhưng nó đáng để được chú ý và thừa nhận hơn, Friedel nói, không phải vì nó minh họa rất hoàn hảo một sự lôi cuốn hiện đại về sáng chế cơ học mà cũng vì nó đã nhanh chóng trở thành một biểu tượng quan trọng của tự do luyến ái và triển vọng.

Không một người sáng chế khóa kéo nào lại là người làm đồ dùng gia đình. Khóa đầu tiên, được bằng sáng chế 1851 của Elias Howe, người sáng chế ra máy khâu, không có sự tiến triển lớn so với khuy kiểu cũ. "Khóa quần áo tự động và liên tục" của ông khó dùng, dễ rỉ, dễ hỏng vì mẻ hoặc bung bật đúng vào lúc không đáng thế, và đắt tới mức làm cho giá một quần tăng gần gấp đôi.

Ý tưởng trên không được tán thưởng và gây chú ý cho tới 44 năm sau khi mà Whitcomb Judson, ở Chicago, sáng chế ra một công cụ tương tự gọi là "Cái khóa giày" và thương mại hóa nó. Nó phức tạp hơn cái khóa kéo ngày nay nhưng nó đã có sự tiến bộ là thay vì phải đóng hoặc mở từng cái thì chỉ cần kéo đóng hoặc kéo mở là xong.

Khóa có thể tách được' của 1917 là thí dụ xưa nhất của khóa kéo chúng ta đang dùng hiện nay.

Mặc dù ông cố gắng để đưa sáng chế này ra thị trường tại Hội chợ Thế giới ở Chicago, nhưng việc này ít thành công. Phải nói rằng Judson cũng không để tâm vào đó. Thay vì hoàn thiện khóa kéo, ông dành gần hết đời mình để thiết kế "Xe ô tô bơm hơi", một dự án thất bại.

Tua nhanh đến đầu thế kỷ 20 là thời gian mà kỹ sư điện người Mỹ gốc Thụy Điển Gideon Sundback bắt đầu làm việc cho công ty Universal Fastener. Nhờ tài năng của mình (và có thể một phần vì sự kết hôn với con gái ông chủ nhà máy), Sundback đã trở thành thiết kế trưởng của Universal, và qua sửa đổi cái sáng chế của Judson, năm 1913 ông đã phát triển được một 'khóa không móc' mà nó đã tạo tiền đề cho khóa kéo ngày nay. Sundback bố trí khoảng cách giữa các thành phần nối ghép từ 6.4 mm xuống 2.5 mm, đưa vào 2 hàng răng đối diện nhau, mỗi răng có phần lõm và phần lồi để các răng có thể khớp vào nhau, và có thể tạo thành 1 răng nhờ con trượt, và tăng khoảng cho răng nhờ con trượt. Hệ thống này lấy tên 'khóa có thể tách được', và được cấp bằng sáng chế năm 1917.

Tuy vậy Sundback không dừng ở đó, ông còn chế tạo máy để sản xuất ra khóa, gọi là máy 'S-L', máy gọn ghẽ. Khởi đầu từ dây thép hình Y, máy cắt các thìa và đột lõm xuống, rồi cuối cùng cặp từng cái thìa vào một băng vải để thành một chuỗi khóa liên tục. Hệ thống này phát triển tăng vọt, một phần là vì sự hỗ trợ tài chính của đai tá Lewis Walker và lòng nhiệt tình của Wilson Wear phụ trách bán hàng khóa kéo cho công ty. Năm đầu tiên máy đã sản xuất được vài trăm foot khóa/ngày.

Chữ khóa kéo, tiếng Anh là 'zipper', được công ty B F Goodrich sau này đặt tên, công ty này dùng sản phẩm của Sundback cho một loại ủng cao su mới. Goodrich nói là ông rất thích âm thanh 'zip' phát ra khi đóng mở, nên dùng nó đặt tên cho khóa, và tên này tồn tại đến nay.

Khóa kéo thông thường sử dụng tốt nếu thời gian trên quỹ đạo là ngắn, nhưng với các chuyến bay lâu hơn ở Trạm Vũ Trụ Quốc Tế thì cần thiết kế lại.

Những khóa kéo thời ban đầu không chỉ dùng cho ủng mà còn cho túi đựng thuốc là. Hai thập kỷ sau ngành thời trang bắt kịp và bắt đầu dùng nó cho quần áo, đặc biệt sau khi tạp chí Esquire khen ngợi việc sử dụng nó cho quần vào cuối những năm 1930 và tuyên bố nó là "ý tưởng mới nhất cho hàng đàn ông".

Sau Thế chiến Hai, khóa kéo trở thành biểu tượng của sự nổi loạn. Hollywood dúng áo khoác đi mô tô có nhiều khóa kéo làm biểu tượng văn hoá cho bản chất nổi loạn của lớp trẻ như nhân vật do Marlon Brando đóng trong phim The Wild One. Đột nhiên khóa kéo tượng trưng cho một nền văn hóa thôi thúc và dữ dội và sự khởi đầu của tình dục buông thả mà nó kéo dài tới 1970, khi đó Sticky Fingers, tay khét tiếng trong album Rolling Stones đưa hình ảnh nổi bật về quần jeans có khóa kéo ở phía trước.

Năm 1956 nước Anh áp dụng khóa kéo cho túi thiết bị quân sự nhạy cảm với độ ẩm. Ngay cả Nasa cũng tìm ra cơ chế này, và năm 1958 đã chế tạo khóa kéo cho bộ đồ áp lực dùng ở trên cao và sau đó ngay cả cho bộ đồ phi hành gia (thời gian đầu) có khả năng giữ được áp lực khi ở trong chân không. Một khác biệt so với khóa kéo tiêu chuẩn là nó có một lớp lót không thấm nước làm bằng vải (có gia cường polyethylene) bọc ở phía ngoài của từng hàng răng. Khi đóng khóa kéo, hai phía đối diện của lớp lót nhựa tạo nên một mối bịt kép.

Khóa kéo này thường rất cứng và khó đóng mở. Nasa dùng lần đầu trong chương trình vũ trụ Mercury và Gemini, và sau đó sản xuất một phiên bản chắc khỏe hơn cho chương trình Apollo. Khóa kéo được bố trí ở phần đóng/mở cho bộ đồ áp lực cho phi công lẫn phi hành gia, đi từ vòng cổ (nối với với mũ cứng) phía trước hoặc phía sau xuống tới đũng quần để phi công/phi hành gia mặc cho dễ. "Khóa kéo dùng rất hoàn hảo vì nó nhẹ và dễ phối hợp với các bộ đồ mềm kiểu vải và cho phép người mặc có độ mềm dẻo," Cathy Lewis, người phụ trách của bảo tàng quốc gia về hàng không và vũ trụ của Washington DC, nói.

Tuy nhiên những bộ đồ phi hành gia hiện đại không còn khóa kéo. Kiểu khóa kéo cũ dựa vào 2 khóa kéo đồng làm việc ở chế độ nặng mà chúng ép một miếng đệm cao su nằm kẹp ở giữa khi bộ đồ có áp lực. Trong khi mối bịt là đáng tin cậy, Lewis nói, nó đòi hỏi phải được thử đi thử lại trong quá trình sản xuất và theo chu kỳ thử nghiệm bay. "Mối bịt là đáng tin cậy cho việc sử dụng ngắn hạn, nhưng cho dài hạn thì không." bà giải thích.

Vì sợi tổng hợp được cải tiến nên khóa kéo cũng thay đổi theo.

Tác động hóa học giữa đồng của khóa kéo và miếng đệm cao su làm cho cao su hỏng nhanh, nhưng nếu chuyến bay chỉ là một vài tuần và với một vài lần tăng áp lực lại không kèm thử nghiệm thì không có gì đáng lo ngại.

Tuy nhiên, vì các phi hành gia trên trạm vũ trụ quốc tế ở lại nhiều tuần và nhiều tháng nên bộ đồ hiện nay phải cần mối bịt rắn, gồm 2 miếng kim loại (thường bằng nhôm, nhưng trong một số trường hợp thì bằng thép) nối với nhau để ép một miếng đệm cao su hoặc vòng-O. Việc này đòi hỏi các bộ đồ phải nặng hơn nhiều, nhưng mối bịt có thể kiểm tra được dễ dàng và vòng-O được thay thế khi cần," Lewis nói.

Mặc dù Nasa từ chối khóa kéo kín nước và kín hơi, nhiều lực lượng quân đội và thợ lặn trên thế giới vẫn sử dụng chúng, cũng như lính cứu hỏa và đôi khi cả công nhân ở các nhà máy hóa chất (với khóa kéo không những chống lửa mà còn chống hóa chất).

Theo năm tháng, khóa kéo đã được sáng chế lại nhiều lần, với việc đưa vào các vật liệu mới như nylon vào năm 1960, và với việc sáng chế khóa kéo mở được từ cả 2 đầu. Mới đây, các nhà thiết kế đã đưa khóa kéo đi xa hơn nữa. Thí dụ, công ty Blessus của Ba Lan đã làm quần áo mà kiểu cắt và thiết kế có thể thay đổi qua việc sử dụng hệ thống khóa kéo được dấu kín. DNS Designs LLC đã sáng tạo một khóa kéo từ tính (sau này đặt lại thương hiệu là Magzip của hãng Under Armour), mà nó đóng sập tự động và ta có thể sử dụng nó bằng một tay.

Tuy nhiên, cho dù khóa kéo có thay đổi thành kiểu nào, việc sử dụng nó được sáng tạo bất ngờ đến đâu thì ta chỉ biết dùng nó mà không nghĩ gì nhiều, hoặc nghĩ nó đã ra đời thế nào. Điều này chẳng đáng ngạc nhiên, Petrosky nói, vì "máy móc mà càng vô hình thì nó càng thành công."

Katia Moskvitch