Bí ẩn cột sắt thép không gỉ 1.600 năm tuổi được hé lộ

Tương truyền, cột sắt này được đúc để tưởng nhớ  vua Chamdaro.Nhưng một điều ngạc nhiên là cây cột sắt đã đứng vững tại chỗ hơn 1.600 năm, trải qua nhiều điều kiện thời tiết khác nhau nhưng vẫn không bị gỉ sét. Trong khi đó, sắt là kim loại rất dễ bị gỉ sau vài chục năm, chưa kể hơn nghìn năm.

Cho đến nay, con người trái đất vẫn chưa tìm ra phương pháp hữu hiệu để chống lại sự rỉ sét của các vật dụng làm từ sắt. Mặc dù trên lý thuyết, sắt nguyên chất không han gỉ nhưng sắt nguyên chất rất khó luyện, giá thành cực cao. Hơn nữa, một số nhà khoa học đã phân tích thành phần của cột sắt, phát hiện có nhiều tạp chất chứ không phải sắt nguyên chất. Và về lý thuyết, cột sắt dễ bị rỉ sét hơn các loại sắt thông thường.

Nếu bạn nghĩ rằng người Ấn Độ cổ đại đã sớm nắm bắt được kỹ thuật nấu chảy thép không gỉ và kỹ thuật này đã bị thất truyền, thì tại sao họ không luyện những loại sắt không gỉ khác? Hơn nữa, không có ghi chép nào trong sách luyện sắt của người Ấn Độ cổ đại đề cập đến vấn đề này.

Công nghệ lạc hậu tạo ra những điều kỳ diệu phi thường

Nhưng cuối cùng, các chuyên gia của Viện Công nghệ Ấn Độ cũng đã giải đáp được bí ẩn về tuổi thọ của cột sắt Delhi. Quan sát qua kính hiển vi cực nhỏ, họ phát hiện ra một lớp “áo khoác” rất mỏng bao phủ toàn bộ bề mặt của cột trụ.

Lấy mẫu nghiên cứu, thành phần của lớp vỏ được xác định là hợp chất của sắt, oxy và hydro. Chính hợp chất này đã ngăn không cho kim loại sắt của cột tiếp xúc với không khí. Kết quả là các phản ứng ăn mòn do phản ứng của chúng không thể xảy ra, làm cho cột sắt trở nên bất tử.

Phân tích đồng vị phóng xạ cũng cho thấy lớp bảo vệ này bắt đầu hình thành vào khoảng 3 năm sau khi cột sắt được làm ra, tương đương với tuổi thọ của cột. Trong suốt thiên niên kỷ đó, chúng tiếp tục dày lên qua từng năm với tốc độ rất chậm. Sau 1.600 năm, lớp vỏ này chỉ đạt độ dày khoảng 1/20 milimet.

Nhưng tại sao chiếc cột sắt này lại có một lớp vỏ bảo vệ quý giá như vậy? Công bố của một nhóm nghiên cứu đã khiến giới khoa học trên toàn thế giới ngỡ ngàng: Chính công nghệ luyện kim lạc hậu thế kỷ thứ IV đã vô tình tạo ra hợp chất này. Tiến sĩ Balasubramanian, người đứng đầu cuộc nghiên cứu, cho biết nhóm của ông đã tìm thấy nồng độ Phosphor cao bất thường trong mẫu sắt lấy từ cây cột.

Tỷ lệ Phosphor phân tích là hơn 1%, cao hơn nhiều so với tỷ lệ phốt pho trong sắt hiện đại ngày nay, là nhỏ hơn 0,05%. Chính hàm lượng Phosphor cao này đóng vai trò như một chất xúc tác, thúc đẩy các phản ứng tạo thành chất bảo vệ trên.

Đây là một thành tựu tình cờ, xuất phát từ một kỹ thuật luyện kim rất thô sơ thời bấy giờ. Người Ấn Độ cổ đại trộn than với quặng sắt để rút ngắn thời gian nung. Bằng cách này, phốt pho trong quặng sắt sẽ không thể được tách ra và tồn đọng trong sắt thành phẩm.

Trong khi đó, với công nghệ luyện gang bằng lò cao hiện đại, hàm lượng phốt pho có thể giảm xuống rất thấp. Chính sự tinh khiết được tạo ra bởi công nghệ hiện đại đã khiến cho loại sắt ngày nay không thể tồn tại như cột thép Delhi.

Khám phá của các nhà khoa học này càng được củng cố khi người ta tìm thấy một số vũ khí như kiếm, mũi tên, dao và kiếm. ở Ấn Độ cùng năm với cột thép Delhi và hầu như không bị gỉ. Điều này khẳng định rằng, chính kỹ thuật luyện kim thời kỳ đầu lạc hậu đã làm nên kiệt tác quý giá làm kinh ngạc cho hậu thế sau này, khiến chúng tồn tại mãi với thời gian và bức màn bí ẩn đã được các nhà khoa học vén lên.