Cát cơ bản nhưng nền tảng
Bích Ngọc
Thứ Ba,
18/11/2025
15 phút đọc
Nội dung bài viết
Thế kỷ 21 thường được mô tả như một kỷ nguyên của nền kinh tế "phi vật thể", nơi các dịch vụ kỹ thuật số, thông tin và tài sản vô hình đang chiếm vị thế thống trị. Tuy nhiên, nghịch lý cốt lõi của thời đại chúng ta là thế giới thanh tao này lại hoàn toàn phụ thuộc vào một "Thế giới Vật chất" hữu hình mà chúng ta thường không mấy bận tâm đến. Có một sự tương phản rõ rệt giữa giá trị được nhận thức của các ngành công nghiệp dịch vụ và tầm quan trọng thiết yếu của các vật liệu cơ bản.
“Thế giới có thể nói sẽ không kết thúc nếu Twitter hay Instagram đột nhiên không còn tồn tại. Tuy nhiên, nếu chúng ta đột ngột hết thép hoặc khí đốt tự nhiên, đó sẽ là một câu chuyện hoàn toàn khác.”
Sự phụ thuộc thầm lặng này cấu thành một lỗ hổng chiến lược tiềm tàng mà các đối thủ cạnh tranh có thể khai thác và các cú sốc hệ thống có thể làm trầm trọng thêm. Nó trở nên rõ ràng trong các thời kỳ khủng hoảng chiến tranh, thiếu hụt hay gián đoạn chuỗi cung ứng, khi sự mong manh của cơ sở hạ tầng vật chất của chúng ta bị phơi bày.
Mục đích của cuốn sách “6 vật liệu định hình thế giới” này là để phân tích sâu sắc tầm quan trọng chiến lược của sáu loại vật liệu nền tảng đã và đang định hình thế giới hiện đại: cát, muối, sắt, đồng, dầu mỏ và lithium. Chúng có thể là những vật liệu phổ biến, bình thường và thường rẻ tiền. Nhưng chúng lại là những thành phần cốt yếu mà gần như toàn bộ nền văn minh của chúng ta được xây dựng trên đó.
Cát là vật liệu xây dựng cổ xưa và cơ bản nhất của nền văn minh nhân loại. Trong hàng thiên niên kỷ. Chúng đã định hình nên các tuyến đường thương mại, nền tảng của các thành phố. Tuy nhiên, trong thế giới hiện đại, tầm quan trọng của chúng đã dần biến đổi. Cát giờ đây cũng có thể là silicon tinh khiết, trở thành nền tảng của cuộc cách mạng kỹ thuật số.
Cát là một trong những vật liệu phổ biến nhất trên vỏ Trái Đất. Tuy nhiên không phải tất cả các loại cát đều giống nhau. Bản chất đa dạng của chúng quyết định giá trị và công dụng, từ cát xây dựng thông thường đến các loại cát silica có độ tinh khiết cao cần thiết cho các ứng dụng công nghệ tiên tiến.
Cát sa mạc, bị gió bào mòn qua hàng thiên niên kỷ thành những hạt tròn như viên bi, không thể dùng để làm bê tông.
Cát Lochaline ở Scotland, với hàm lượng silica lên tới 99%, lại là vật liệu lý tưởng để sản xuất thủy tinh siêu trong.
Sự khác biệt này là trọng tâm của cuộc cạnh tranh toàn cầu về tài nguyên cát, nơi sự phổ biến của vật liệu che giấu sự khan hiếm của các loại cát có chất lượng cụ thể cần thiết cho ba trụ cột của thế giới hiện đại: bê tông, thủy tinh và chip silicon.
Đã nhắc đến cát thì không thể nào không nhắc đến một hợp chất phổ biến nhất của cát đó là xi măng. Kết hợp với sỏi đá cát và nước thế là bùm vật liệu nền tảng cho mọi thành phố hiện đại ra đời. Quy mô sản xuất bê tông là một chỉ số địa kinh tế quan trọng, phản ánh mức độ đô thị hóa và tiêu thụ tài nguyên của một quốc gia. Tổng khối lượng của nó trên hành tinh hiện nay lớn hơn đáng kể so với tổng trọng lượng của mọi sinh vật sống cộng lại, mọi cái cây, con người, thực vật, động vật và vi khuẩn. Mỗi năm, chúng ta sản xuất đủ bê tông để bao phủ toàn bộ diện tích nước Anh.
Tuy nhiên, vật liệu kỳ diệu này lại đi kèm với một gánh nặng môi trường to lớn. Quá trình sản xuất xi măng, chất kết dính trong bê tông, đòi hỏi việc nung đá vôi ở nhiệt độ cực cao, giải phóng một lượng lớn carbon dioxide. Ngành công nghiệp xi măng là một trong những nguồn phát thải CO2 lớn nhất, đặt ra một thách thức nghiêm trọng cho các mục tiêu khí hậu toàn cầu.
Và tiếp theo là một hỗn hợp cũng phổ biến không kém của cát đó là thủy tinh, một vật liệu đã đóng vai trò thầm lặng nhưng quyết định trong các cuộc cách mạng khoa học và kinh tế.
Trong quá khứ thủy tinh được dùng để làm thấu kính và lăng kính, điều này đã cho phép các nhà khoa học như Galileo và Newton nhìn vào vũ trụ và khám phá bản chất của ánh sáng. Kính mắt đã kéo dài tuổi thọ làm việc của hàng triệu người, trùng hợp với sự ra đời của máy in và sự bùng nổ tri thức.
Ngày nay thủy tinh trong thời đại kỹ thuật số lại càng quan trọng hơn bao giờ hết. Sợi quang, những sợi thủy tinh siêu tinh khiết, là sợi dệt nên mạng lưới Internet mà chúng ta đang sử dụng ngày nay. Gần như mọi dữ liệu từ các cuộc gọi video đến các giao dịch tài chính đều di chuyển dưới dạng các xung ánh sáng qua các sợi cáp thủy tinh dưới đáy đại dương.
Cuộc "khủng hoảng thủy tinh" trong Thế chiến I là một nghiên cứu điển hình nền tảng về việc vũ khí hóa chuỗi cung ứng và tầm quan trọng thiết yếu của năng lực công nghiệp trong nước đối với an ninh quốc gia. Khi đó, Anh và các nước Đồng minh nhận ra rằng họ phụ thuộc gần như hoàn toàn vào Đức để có được loại thủy tinh quang học chính xác cần thiết cho ống nhòm và kính ngắm, cho thấy sự thống trị công nghiệp có thể trở thành một đòn bẩy địa chính trị như thế nào.
Cuối cùng một thứ không thể thiếu trong thời đại công nghệ của chúng ta ngày nay đó là Silicon, và đúng vậy nó cũng từ cát mà thành. Chuỗi cung ứng để biến cát thành chip bán dẫn có lẽ là hành trình dài và phức tạp nhất trong thế giới vật chất. Quá trình này bắt đầu với thạch anh (quartz) có độ tinh khiết cao, được nấu chảy trong các lò luyện khổng lồ tiêu tốn năng lượng tương đương một thị trấn nhỏ để tạo ra silicon cấp luyện kim, sau đó được tinh chế qua nhiều bước phức tạp để đạt đến độ tinh khiết gần như tuyệt đối.
Chỉ một số ít công ty kiểm soát các giai đoạn quan trọng của quá trình sản xuất silicon siêu tinh khiết này, như Wacker của Đức (sản xuất polysilicon siêu tinh khiết) và Shin-Etsu của Nhật Bản (chế tạo các thỏi silicon đơn tinh thể và tấm wafer). Toàn bộ ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu phụ thuộc vào một nguồn duy nhất cho các nồi nấu thạch anh có độ tinh khiết cao cần thiết để tạo ra các tấm silicon đơn tinh thể hoàn hảo: mỏ tại Spruce Pine, Bắc Carolina.
Sự phụ thuộc này đã tạo ra những hệ quả địa chính trị sâu sắc. "Cuộc chiến Chip" hiện nay giữa phương Tây và Trung Quốc là một cuộc cạnh tranh để kiểm soát công nghệ sản xuất bán dẫn tiên tiến nhất. Các biện pháp hạn chế xuất khẩu của Hoa Kỳ nhằm ngăn chặn Trung Quốc tiếp cận các công cụ và bí quyết sản xuất chip tiên tiến nhất cho thấy rằng những hạt cát đã được biến đổi này đã trở thành một trong những mặt trận trung tâm của cuộc cạnh tranh quyền lực toàn cầu.
Từ truyền tải dữ liệu toàn cầu, đến chip silicon vận hành toàn bộ thế giới số. Cát từ một thứ nhỏ bé đã trở thành nền tảng thầm lặng nhưng tối quan trọng của toàn bộ nền văn minh hiện đại. Qua đó ta có thể thấy được ,một nghịch lý cốt lõi thế giới "phi vật thể" mà chúng ta đang sống lại hoàn toàn phụ thuộc vào vật liệu thô sơ này. Những hạt cát không chỉ là tài nguyên mà chúng đã trở thành một mặt trận địa chính trị và là yếu tố chiến lược định hình tương lai của nhân loại.
- Nguyễn Đức Thịnh -
