Lịch sử và công nghệ làm pháo hoa

Blog Khoa học - Pháo hoa vụt bay lên không trung, tỏa sáng rực rỡ, lung linh sắc màu, hình ảnh đó như đang trôi bồng bềnh trong không gian, khiến người xem ngây ngất. Hằng trăm năm nay, trình diễn pháo hoa đã trở thành một phần không thể thiếu trong các dịp lễ hội, từ những buổi tiệc sinh nhật đến các sự kiện quốc tế với những màn trình diễn pháo hoa trị giá hàng ngàn đô la Mỹ. Bài viết này sẽ đưa chúng ta trở về với quá khứ để tìm hiểu sự ra đời của pháo hoa và kỹ thuật, công nghệ biến pháo hoa thành nghệ thuật.

Khởi nguồn

Theo dòng lịch sử, pháo hoa không hoàn toàn đơn thuần là một sản phẩm được tạo ra để dùng trong các dịp năm mới hay lễ hội. Vào thế kỷ thứ 7 trước Công nguyên, pháo hoa bắt đầu thịnh hành tại Trung Quốc. Lúc đó, một người vô tình dùng cành trúc làm củi để đốt lửa. Hơi nóng làm ruột thanh trúc giãn nở và đột ngột vỡ tung phát ra tiếng nổ lớn. Từ sự kiện đó, người Trung Quốc tin rằng nếu tiếng nổ lớn có thể làm con người, loài vật hoảng sợ thì ma quỷ cũng vậy và từ đó người ta thường đốt trúc vào dịp năm mới để xua đuổi ma quỷ.

Đến thời nhà Đường (năm 618-907 sau Công nguyên), thuốc nổ được phát minh. Tương truyền thuốc nổ là do thầy luyện đan trong lúc điều chế thuốc trường sinh bất lão vô tình đã tạo ra. Trên thực tế, thuốc nỗ là hỗn hợp gồm kali nitrat (hay còn gọi là diêm tiêu), lưu huỳnh và mật ong (sau này mật ong được thay thế bằng than củi để đạt hiệu năng cao hơn). Không lâu sau, người ta nảy sinh ý tưởng cho hỗn hợp vào trong ruột ống trúc và ném chúng vào đống lửa đang cháy để tạo nên ánh sáng rực rỡ và tiếng nổ vang dội hơn. Đây có thể được xem là quả pháo đầu tiên trong lịch sử loài người nhưng điều đặc biệt là qua hàng ngàn năm, công thức chế tạo thuốc nổ về căn bản không hề thay đổi với tỷ lệ 75% kali nitrat, 15% than củi và 15% lưu huỳnh.

Từ phát minh thành hỏa khí

Phát minh này rất nhanh chóng được vận dụng vào mục đích quân sự. Theo ghi chép, các loại pháo trúc (hay còn gọi là bộc trúc) được sử dụng trong quân sự lần đầu tiên vào năm 904, tại chiến trường Dự Chương (nay là Nam Xương, tỉnh Giang Tây, Trung Quốc). Loại hỏa khí còn thô sơ này tuy không có khả năng sát thương bằng các loại vũ khí thông thường cùng thời, nhưng có tác động mạnh về mặt tâm lý đối với binh lính tham gia chiến trận do phát ra tiếng nổ lớn. Bên cạnh đó, nó còn được sử dụng như một phương tiện thông tin liên lạc thô sơ.

Từ vũ khí thành kỳ quan

Tại Trung Quốc hỏa tiễn không những được dùng làm vũ khí sử dụng trong chiến tranh, mà còn được dùng như một phương tiện giải trí cung đình. Các bậc thầy thuốc nổ đã tìm ra cách chế tạo pháo hoa từ hỏa tiễn bằng cách pha trộng thuốc nổ với một số chất phụ gia khác như mạt sắt, đồng hoặc kẽm. Pháo hoa do họ tạo nên đã đem lại những buổi biểu diễn khiến mọi người kinh ngạc ngoài sức tưởng tượng với ánh sáng da cam, vàng, trắng độc đáo. Tuy nhiên chúng chỉ được biểu diễn rất hạn chế trong phạm vi hoàng cung và những người chế tạo thuốc nổ rất được giới thống trị coi trọng.

Từ phương Đông sang phương Tây

Vào cuối thế kỷ 13, thương nhân Ả-Rập mang pháo hoa, thời đó được gọi tên là “biểu diễn Trung Quốc” về khu vực Trung Đông và phổ biến rộng khắp châu Âu một thế kỷ sau đó. Đến thế kỷ 15, người Ý bắt đầu tạo ra pháo hoa của riêng mình. Trong đó, có cả loại pháo hoa trên không đầu tiên, cải tiến từ công thức chế tạo thuốc súng truyền thống kết hợp với pha trộn các chất phụ gia theo tỉ lệ chính xác nhằm kiểm soát sắc độ ánh sáng của pháo khi pháo nổ trên bầu trời. Nếu nói rằng người Trung Quốc đã phát minh ra thuốc nổ, thì người Ý là người đã hoàn thiện, biến thuốc nổ thành pháo hoa. Nhiều loại pháo hoa phổ biến hiện nay như “pháo sáng” và “pháo nến La Mã” là phát minh của người Ý. Đến nay, nhiều thương hiệu pháo hoa nổi tiếng được sản xuất đều mang tên theo tiếng Ý như: Grucci, Rozzi, Zambelli,…

Đến năm 1730, các màn trình diễn pháo hoa trở nên phổ biến, vì thế yêu cầu về kỹ thuật trình diễn cũng ngày một cao, các kỹ thuật viên chế tạo pháo hoa đã không ngừng nghiên cứu các công thức, phương pháp biến các màn trình diễn pháo hoa ngày càng hấp dẫn, đặc sắc hơn. Chẳng hạn như tại Ý, các chuyên gia chế tạo pháo hoa đã tìm ra cách treo trên đầu hỏa tiễn một vật hình bánh xe khiến cho pháo hoa có thể xoay tròn, khi bắn lên sẽ tạo nên một hình tròn rất đẹp mắt.

Trở về cội nguồn

Trong khí pháo hoa phát triển tại châu Âu và các vùng thuộc địa tại châu Mỹ, pháo hoa tại Trung Quốc-cái nôi sản sinh ra thuốc nổ lại không phát triển bao nhiêu. Điều đáng buồn là vào thế kỷ 19, Trung Quốc bị các nước châu Âu đánh bại trong chiến tranh Nha Phiến bởi chính thuốc nổ do mình sáng chế.

Dù vậy, điều này cũng không thể nói rằng ngành công nghiệp pháo hoa và pháo nổ đã bị tuyệt tích tại Trung Quốc, nhưng nó tuyệt đối đã từng có những bước phát triển vượt bậc tại các nước Tây Âu. Những cuộc nội chiến không chấm dứt cộng thêm chính sách “bế quan tỏa cảng” trong một thời gian dài của nhà nước trung ương Trung Quốc đã làm tổn hại nghiêm trọng sự phát triển toàn ngành công nghiệp pháo hoa. Sau khi mối quan hệ thương mại Trung Quốc và Hoa Kỳ được khôi phục, ngành chế tạo pháo hoa hai nước đã tìm được mối liên hệ, từ đó, ngành công nghiệp pháo hoa Trung Quốc dần hôi nhập và hiện đại hóa. Ngày nay, Trung Quốc đã trở thành nước xuất khẩu pháo hoa đứng đầu thế giới.

Các công đoạn cho sự phát sáng của pháo hoa

Hạt lấp lánh

Trong thành phần pháo hoa bao gồm thuốc nổ và hạt cháy. Các hạt cháy được bao bọc bởi nhiều lớp “áo” khác nhau, bố trí bởi những lớp bìa các tông ngăn cách thành các tầng khác nhau trong lớp vỏ pháo. Chất làm nên thứ ánh sáng lấp lánh của pháo hoa bao gồm cả thuốc nổ. Điều này lý giải vì sao khi pháo hoa phát sáng đều kèm theo tiếng nổ vang rền.

Tùy theo hình thù muốn tạo mà phải xắp xếp hạt cháy đúng chủng loại, đúng vị trí, xếp thuốc nổ đúng liều nổ và đúng vị trí (hạt nổ thì to bằng nhau nhưng sức nổ thì có khác nhau). Khi pháo nổ, các hạt cháy sẽ bị đẩy theo hướng và vận tốc khác nhau để tạo “đà” bay lên không trung.

Dây cháy chậm hẹn giờ

Khi pháo hoa bay lên, dây cháy hẹn giờ sẽ cháy một cách từ từ. Đến một giới hạn nào đó về khoảng cách so với mặt đất, dây cháy chậm sẽ cháy yếu dần nhưng vẫn đủ sức làm cháy thuốc nổ đen ở ngăn thứ nhất, tiếp tục ngấm dần vào “mồi lửa” tại ngăn thứ hai và thứ 3.

Người đốt pháo hoa cũng phải tính toán và kiểm tra kỹ dây cháy chậm và độ dài của chúng để hẹn giờ cho chính xác nhất. Nếu một quả pháo gồm có 3 màu, thì lần thứ nhất phải đổi màu sớm hơn một chút so với lần thứ hai và thứ ba để tránh trường hợp pháo bay là là mặt đất đã nổ rồi.

Thuốc nổ đen

Công thức của thuốc nổ đen (hay thuốc nổ màu đen) cũng là nguyên liệu cơ bản trong pháo hoa. Người Trung Quốc đã phát hiện ra công thức này từ hơn 1.000 năm trước, đến nay công thức đó vẫn được giữ nguyên.

Ống phóng

Đa số pháo hoa đều phóng ra từ những ống thép và được xếp ngay ngắn thành hàng. Những ống này còn được gọi là “súng cối” dài gấp khoảng 3 lần so với quả pháo hoa nhưng đường kính đều lớn như nhau. Nếu một quả pháo hoa được đặt vào ống phóng mà không khít thì áp lực đẩy sinh ra bởi thuốc nổ sẽ bị thoát ra, từ đó dẫn tới pháo hoa không thể bay lên cao.

Kíp nổ chính

Vào thời kỳ Phục Hưng, ở phương Tây người sản xuất pháo hoa đốt giấy mỏng quấn quanh một ít thuốc nổ đen. Sau đó, cách đốt thuốc nổ bằng cách nhét một sợi dây vào trong thuốc nổ đã dần được sử dụng. Ngày nay dây kim loại điện tử gắn với pháo hoa được kết nối với bàn điều khiển chính. Chỉ cần ấn nút là dòng điện sẽ chạy qua các dây kim loại và chạy tới kíp nổ chính tạo ra tia lửa.

Ánh sáng màu gì?

Trong nhiều thế kỷ, các nhà chế tạo pháo hoa chỉ tạo ra những tia chớp vàng và trắng. Về sau, người ta đã biết cách làm cho phong phú hơn với màu đỏ và xanh lá cây (hai màu dễ thực hiện nhất) và cả màu xanh da trời, tím, hồng và da cam. Tất nhiên, công thức chính xác của phụ gia là một điều tối mật. Đó là bí quyết của sự cạnh tranh.

Theo Bản tin Đối ngoại Đà Nẵng