Năm 1965, trong phòng thí nghiệm của hãng DuPont, một nữ hóa học gia tạo ra một dung dịch polymer rất lạ: thay vì đặc và trong như thông thường, nó loãng như nước và đục như sữa. Mọi đồng nghiệp đều cho rằng đó là một mẻ hỏng cần đổ bỏ. Chỉ mình bà khăng khăng bắt người ta kéo nó thành sợi để thử. Quyết định "không vứt đi" ấy đã sinh ra Kevlar — vật liệu bền gấp năm lần thép trên cùng trọng lượng, tấm khiên cứu mạng cho hàng nghìn cảnh sát khắp thế giới.

Xuất thân & tuổi thơ

Stephanie Louise Kwolek sinh ngày 31 tháng 7 năm 1923 tại New Kensington, bang Pennsylvania, trong một gia đình nhập cư Ba Lan. Cha bà làm việc trong xưởng đúc thép, và những buổi cùng cha dạo chơi trong rừng đã gieo trong cô bé niềm say mê thế giới tự nhiên. Cha mất khi Stephanie mới mười tuổi, để lại gia đình trong cảnh túng thiếu.

Ban đầu, cô gái trẻ mê thời trang và muốn thành nhà thiết kế, rồi chuyển sang mơ ước làm bác sĩ. Bà theo học hóa học tại trường Margaret Morrison Carnegie dành cho nữ sinh, tốt nghiệp năm 1946. Vì không đủ tiền vào trường y ngay, bà quyết định đi làm tạm vài năm để dành dụm — và "vài năm tạm" đó kéo dài thành cả một sự nghiệp bốn thập kỷ.

Bước ngoặt đến với phát minh

Công việc bà nhận là vị trí nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của DuPont ở Buffalo — hãng hóa chất vừa làm nên danh tiếng với sợi nylon. Môi trường nghiên cứu tự do khiến Kwolek mê mẩn đến mức bà từ bỏ hẳn giấc mơ trường y, chuyển về Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Tiên phong tại Wilmington để dấn sâu vào hóa học polymer.

Bước ngoặt đến vào những năm 1960, khi lo ngại về khủng hoảng xăng dầu khiến DuPont tìm một loại sợi siêu nhẹ, siêu cứng để thay cốt thép trong lốp xe, giúp xe tiết kiệm nhiên liệu. Kwolek được giao nhiệm vụ với nhóm polymer polyamide thơm — những phân tử dạng que khó hòa tan một cách khét tiếng. Năm 1965, một trong các dung dịch của bà bỗng trở nên loãng và vẩn đục bất thường.

Đỉnh cao & công trình chính

Theo kinh nghiệm, dung dịch loãng và đục như vậy khi kéo sợi sẽ cho sợi yếu, dễ đứt — kỹ thuật viên phụ trách máy kéo sợi ban đầu từ chối thử vì sợ làm hỏng máy. Kwolek phải thuyết phục mãi ông mới chịu làm. Kết quả khiến cả phòng thí nghiệm sững sờ: sợi kéo ra cứng và bền đến mức chưa từng thấy — bền gấp năm lần thép trên cùng trọng lượng, lại nhẹ và chịu nhiệt tốt.

Về sau người ta mới hiểu dung dịch "lỗi" đó thực ra đã tự sắp xếp các phân tử dạng que song song với nhau thành cấu trúc tinh thể lỏng — chính sự ngăn nắp đó tạo nên độ bền phi thường. DuPont đặt tên thương mại cho sợi là Kevlar, đưa ra thị trường đầu thập niên 1970. Ứng dụng nổi tiếng nhất đến sau đó: áo giáp chống đạn mềm cho cảnh sát — nhẹ, mặc được hằng ngày, và đã cứu hơn 3.000 sĩ quan khỏi cái chết theo thống kê của Hiệp hội Cảnh sát trưởng Quốc tế.

Thất bại, tranh cãi ít người biết

Nghịch lý lớn nhất đời Kwolek: bà không nhận được một xu tiền bản quyền từ Kevlar. Như mọi nhân viên DuPont, bà đã ký chuyển giao mọi phát minh cho công ty từ ngày vào làm. Trong khi Kevlar mang về cho DuPont hàng tỷ đô la, bà chỉ nhận lương và các giải thưởng danh dự — câu chuyện của bà thường được nhắc như ví dụ điển hình về việc nhà khoa học làm thuê ít khi được hưởng thành quả tài chính từ chính phát minh của mình.

Bà cũng làm việc trong một ngành gần như toàn nam giới: khi vào DuPont, bà là một trong số rất ít nữ hóa học gia, và phải mất nhiều năm năng lực vượt trội mới giúp những người như bà có chỗ đứng thực sự trong phòng thí nghiệm.

Di sản hôm nay

Kwolek nghỉ hưu năm 1986 với 17 bằng sáng chế mang tên mình. Bà là nữ nhân viên duy nhất trong lịch sử DuPont nhận Huy chương Lavoisier — danh hiệu kỹ thuật cao nhất của hãng — đồng thời được trao Huân chương Công nghệ Quốc gia Mỹ và ghi danh vào Đại sảnh Danh vọng Nhà phát minh Quốc gia. Bà qua đời ngày 18 tháng 6 năm 2014, thọ 90 tuổi — đúng tuần chiếc áo chống đạn Kevlar thứ một triệu được bán ra.

Ngày nay Kevlar xuất hiện trong hơn 200 ứng dụng: mũ bảo hiểm và vỏ xe bọc thép quân sự, găng tay chống cắt, thuyền buồm, cáp quang, lốp xe, điện thoại. Nhưng di sản Kwolek để lại còn là một bài học bà hay nhắc với các nhà khoa học trẻ: đừng vội vứt bỏ kết quả bất thường, vì đôi khi cái trông như thất bại lại là phát minh đang gõ cửa.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Thời trẻ, Kwolek từng rất giỏi may vá và thiết kế trang phục; một vòng tròn thú vị là vật liệu của bà sau này lại được "may" thành áo mặc hằng ngày.
  • Bà không bao giờ kết hôn và dành phần lớn đời mình cho phòng thí nghiệm; khi nghỉ hưu, bà tích cực làm cố vấn, khuyến khích học sinh — đặc biệt là các bé gái — theo đuổi khoa học.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Stephanie Kwolek phát minh ra áo chống đạn." Bà phát minh ra sợi Kevlar với mục đích ban đầu là làm cốt lốp xe nhẹ. Ý tưởng dệt sợi này thành áo giáp mềm đến từ các nhà nghiên cứu khác tại DuPont và Viện Tư pháp Quốc gia Mỹ vào giữa thập niên 1970. Công lao của Kwolek là tạo ra vật liệu làm nên điều đó — còn chiếc áo là thành quả của cả một chuỗi người nối tiếp nhau.

Hiểu lầm: "Kwolek giàu lên nhờ Kevlar và nhận tiền bản quyền suốt đời." Hoàn toàn ngược lại: bà chuyển giao toàn bộ quyền phát minh cho DuPont theo hợp đồng lao động và không nhận tiền bản quyền. Những gì bà nhận được là lương của một nhà nghiên cứu cao cấp cùng những danh hiệu danh dự — và sự kính trọng của hàng nghìn cảnh sát được vật liệu của bà cứu sống.

Nguồn tham khảo