TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM …

Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 1/59

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM THÔNG TIN – THƯ VIỆN

BẢN TIN SỐ 01

ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Nhận dạng ảnh bảo vệ sở thích riêng tư cá nhân

Mô hình máy tính giúp xác định các loài động vật hoang dã

Tạo ra được "vân tay vạn năng", có khả năng mở khóa bảo mật của smartphone hiện tại

Dữ liệu truyền thông xã hội được sử dụng để dự đoán những thất bại trong lĩnh vực bán lẻ

Phương pháp mới làm mát mà không cần điện

Công nghệ mới chế tạo hạt nano phát sáng

MIT tìm ra cách thu nhỏ vật chất tới cấp độ nano

Công nghệ tạo điện năng từ cây xanh

Công nghệ mới có thể may miếng vá sưởi ấm vào quần áo

CƠ KHÍ – CHẾ TẠO MÁY

Một cách mới để biến nước mặn trong lành có thể tiêu diệt vi trùng và tránh tích tụ gunk

Thiết bị hút ánh sáng mặt trời để tạo ra hơi nước siêu nóng

Thiết bị báo nóng trên xe ô tô

Phát minh thiết bị hoạt động giống lá phổi tạo nhiên liệu sạch từ nước

VẬT LIỆU – HÓA CHẤT

Singapore chế tạo vật liệu siêu nhẹ từ rác nhựa

Vật liệu từ tính cải tiến giúp nâng công suất động cơ

Vật liệu hãm xung ôtô tạo ra từ phế thải cây chà là

Vật liệu mới có thể điều chỉnh được độ cứng bằng từ trường

Vật liệu mới dày hơn khi kéo giãn

Các nhà khoa học tìm cách tạo ra bàn phim siêu mỏng hấp thụ ánh sáng

Gạch nhồi gel khí có tính cách nhiệt tốt

Vật liệu xúc tác mới tạo ra hydro giá rẻ

Nghiên cứu mới về việc sử dụng kem chống nắng hạt nano oxit kẽm

Các nhà khoa học Trung Quốc tìm ra cách biến đồng thành vàng

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Công nghệ mới xác định các protein bên trong lượng lớn tế bào

Ống nano làm từ tinh thể protein: Đột phá trong kỹ thuật phân tử sinh học

Nghiên cứu lớn nhất về đột biến CRISPR-Cas9 tạo ra công cụ dự đoán cho chỉnh sửa gen


Tạp chí Science bình chọn sự kiện khoa học đột phá của năm 2018

Y DƯỢC

Bộ lọc không khí di động có thể cải thiện tình trạng ô nhiễm không khí gây hại cho tim

mạch

Kích thích điện vùng não mới cho thấy sự hứa hẹn điều trị trầm cảm

Các khớp thần kinh nhân tạo được làm từ các dây nano

Sử dụng graphene để phát hiện ALS, các bệnh thoái hóa thần kinh khác

Nghiên cứu mới kích thích mọc tóc trên vùng da tổn thương

Ứng dụng phát hiện thiếu máu bằng cách kiểm tra màu móng tay

Mỹ phát triển viên thuốc thông minh

Phẫu thuật não sẽ ít rủi ro hơn nhờ công nghệ “kim thông minh” mới

Tìm ra cách khiến tế bào tuyến tụy sinh sôi để chữa tiểu đường

Các loại thuốc mới để điều trị nghiện cần sa

Viên nang cảm biến giúp xác định hàm lượng khí trong ruột

Băng tay công nghệ cao có thể ngăn ngừa tử vong do động kinh vào ban đêm

Khứu giác cảm sinh do điện mở đường cho "ốc mũi cấy ghép"

Miếng dán Microneedle chữa lành cơ tim sau cơn nhồi máu cơ tim

Anh bào chế siêu vitamin A giúp trị các bệnh thần kinh

Chiến lược mới giúp đánh bại các tế bào ung thư kháng trị liệu

Phương pháp thử máu mới phát hiện ung thư sớm

Tăng trưởng khối u được thúc đẩy bởi các tế bào tủy xương ở bệnh ung thư vú

Thử nghiệm phổ quát nhanh chóng, chi phí rẻ hứa hẹn sẽ cách mạng hóa việc phát hiện

ung thư

Cảm biến sinh học có thể phát hiện những khối u ung thư di căn

NÔNG NGHIỆP

Nghiên cứu giống ngô sử dụng nước hiệu quả

Chìa khóa giúp tăng sản lượng khoai tây của Trung Quốc

Mỹ nghiên cứu cây biến đổi gien có thể lọc không khí trong nhà

Ác-hen-ti-na phát triển dòng cá rô phi được chỉnh sửa gien nhưng không phải là sinh vật

biến đổi gien

Ứng suất cơ học làm thay đổi hình dạng thực vật

MÔI TRƯỜNG

Ánh sáng mặt trời có thể được sử dụng để loại trừ các chất ô nhiễm trong nước

Một hướng đi rõ ràng hơn để làm sạch không khí ở Trung Quốc

Sự di chuyển của các sợi vi nhựa trong môi trường


Biến không khí sa mạc thành nước uống theo cách hoàn toàn mới

Cắt giảm lượng khí thải CO2 bằng bột carbon

Vi sinh vật ăn cỏ biển có thể tạo ra nhựa phân hủy sinh học

ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Nhận dạng ảnh bảo vệ sở thích riêng tư cá nhân

Các dịch vụ thông tin dựa trên hình

ảnh sử dụng tính năng nhận dạng hình ảnh có

thể xác định vị trí của người dùng và các

thông tin cá nhân khác, chẳng hạn như sở

thích cá nhân và xu hướng. Các nhà nghiên

cứu đã phát triển một khung không mã hóa

được gọi là EnfPire để bảo vệ quyền riêng tư


của người dùng. EnfPire biến đổi một tính

năng trực quan được trích xuất từ một bức

ảnh để nó không thể được xác định duy nhất.

Máy chủ của dịch vụ thông tin dựa trên hình

ảnh trả về một tập hợp các đề cử mà người

dùng so sánh với hình ảnh gốc để xác định

kết quả nhận dạng cuối cùng.

Chỉ từ một ảnh chụp nhanh trên điện

thoại thông minh, công nghệ nhận dạng hình

ảnh có thể cung cấp nhiều thông tin giúp

người mua sắm tìm thấy những mức giá rẻ tại

cửa hàng và thông báo cho khách du lịch về

tên của một địa điểm. Nhưng những bức ảnh

này có thể cho biết thêm thông tin về sở thích

và xu hướng của người dùng, trong khi đây là

thông tin họ không muốn chia sẻ.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Osaka

đã đề xuất một khung không mã hóa để bảo

vệ quyền riêng tư của người dùng khi họ sử

dụng các dịch vụ thông tin dựa trên ảnh.

Trí thông minh nhân tạo, chẳng hạn

như học sâu, đã cải thiện đáng kể hiệu suất

nhận dạng hình ảnh. Người dùng có thể gửi

ảnh đến máy chủ, nơi này sẽ xác định nội

dung bằng trình nhận dạng hình ảnh và trả về

thông tin có liên quan. Điều này thuận lợi cho

người mua sắm, khách du lịch và những

người khác, nhưng kết quả có thể tiết lộ thông

tin cá nhân, chẳng hạn như vị trí hiện tại của

người dùng. Máy chủ cũng có thể sử dụng số

nhận dạng từ điện thoại thông minh để liên

kết kết quả hiện tại với kết quả trước đây để

tạo lịch sử vị trí chứa nhiều thông tin cá nhân

hơn: "Những bức ảnh phản ánh các khía cạnh

riêng tư của chủ sở hữu chúng, chẳng hạn

như sở thích và xu hướng". tác giả Naoko

Nitta, "chúng thể bị rò rỉ bởi các dịch vụ

nhận dạng hình ảnh dựa trên web. Để giải

quyết vấn đề này, chúng tôi đã phát triển một

khuôn khổ không mã hóa để bảo vệ hình ảnh

bảo mật được gọi là EnfPire".

Để sử dụng khung này, người dùng

trích xuất một tính năng từ ảnh. EnfPire

chuyển đổi tính năng trước khi nó được gửi

đến máy chủ. Bởi vì máy chủ không thể xác

định duy nhất hình ảnh được chuyển đổi, nó

sẽ trả về một tập hợp các đề cử cho người

dùng, người dùng so sánh chúng với tính

năng ban đầu bằng cách sử dụng trình nhận

dạng đơn giản. "Với khung này của chúng tôi,

nhà cung cấp dịch vụ nhận dạng ảnh không

thể nhận đủ thông tin để nhận dạng hình ảnh

duy nhất, trong khi người dùng có được kết

quả nhận dạng chính xác và thông tin dịch vụ

liên quan", tác giả chính Kazuaki Nakamura

cho biết.

EnfPire lấy ra thành công thông tin vị

trí, nhưng điều này không đủ để bảo vệ lịch

sử của người dùng, mà vẫn có thể được ước

tính gần đúng từ sự liên hệ địa lý giữa các kết

quả. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một

biện pháp đối phó mà các yêu cầu giả được

gửi tự động từ điện thoại thông minh đến máy

chủ, trả về kết quả dựa trên các yêu cầu giả

được tự động xóa khỏi thiết bị mà không cần

người dùng biết về quy trình. Các tính năng

giả được chọn cẩn thận để máy chủ không

xác định được chúng là giả.

Trong các thử nghiệm thực tế, EnfPire

đã làm giảm độ chính xác của máy chủ từ

99,8% xuống còn 41,4%, nhưng độ chính xác

của người dùng là 86,9%. "Chúng tôi hy vọng

khung này sẽ đóng góp lớn cho nghiên cứu,

phát triển và ứng dụng trí thông minh nhân

tạo an toàn và bảo mật", tác giả cao cấp

Noboru Babaguchi cho biết thêm.

Theo vista.gov.vn, 06/16/2018 Trở về đầu trang

**************

Mô hình máy tính giúp xác định các loài động vật hoang dã

Một mô hình máy tính được phát triển

bởi các nhà nghiên cứu đến từ Đại học

Wyoming (UW) đã cho thấy độ chính xác và

hiệu quả đáng kể trong việc xác định danh tính

các loài động vật hoang dã ở Bắc Mỹ dựa trên

các bức ảnh chụp từ Camera-trap (loại máy

ảnh điều khiển từ xa có trang bị cảm biến


chuyển động, thường được sử dụng để thu

thập hình ảnh của các loài động vật hoang dã).

Mô hình (đăng trên tạp chí khoa học

Methods in Ecology and Evolution) là một

tiến bộ đáng kể trong nghiên cứu và bảo tồn

động vật hoang dã. Mô hình hiện có sẵn trong

gói phần mềm cho Program R - ngôn ngữ lập

trình được sử dụng rộng rãi và là môi trường

phần mềm miễn phí cho tính toán thống kê.

"Khả năng nhanh chóng xác định hàng

triệu hình ảnh từ Camera-trap của mô hình,

về cơ bản, có thể thay đổi cách thức các nhà

sinh thái học thực hiện các nghiên cứu về

động vật hoang dã", tác giả chính của nghiên

cứu, TS. Michael Tabak và Ryan Miller của

Bộ môn Động vật học và Sinh lý học của UW

cho biết.

Nghiên cứu được tiến hành dựa trên

nghiên cứu của UW đã được công bố vào đầu

năm nay, trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm

Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (PNAS), trong đó

mô hình máy tính đã phân tích 3,2 triệu hình

ảnh được chụp tại châu Phi bằng Camera-trap

từ Snapshot Serengeti, một dự án khoa học

cộng đồng. Trí thông minh nhân tạo trong mô

hình đã phân loại sâu hình ảnh động vật, với

tỷ lệ chính xác đến 96,6%, đồng thời tốc độ

nhanh hơn nhiều so với con người.

Trong nghiên cứu mới nhất, các nhà

nghiên cứu đã dạy cho Mount Moran - cụm

máy tính hiệu năng cao của UW - cách phân

loại các loài động vật hoang dã qua 3,37 triệu

ảnh camera-trap của 27 loài động vật sống tại

5 tiểu bang của Mỹ. Mô hình này sau đó đã

được thử nghiệm trên gần 375.000 hình ảnh

động vật với tốc độ khoảng 2.000 hình/phút

trên máy tính xách tay và đạt được độ chính

xác lên tới 97,6%. Có thể nói đây là công

nghệ có độ chính xác cao nhất hiện nay trong

việc sử dụng máy học để phân loại hình ảnh

động vật hoang dã.

Mô hình máy tính này cũng đã được

thử nghiệm trên một tập hợp con độc lập với

5.900 hình ảnh của nai, bò, nai sừng tấm và

lợn hoang từ Canada; có tỷ lệ nhận diện chính

xác là 81,8%. Tỷ lệ thành công trong việc loại

bỏ những hình ảnh “trống” (hình ảnh không

có động vật) là 94%.

Các nhà nghiên cứu đã cung cấp miễn

phí mô hình của họ trong gói phần mềm

Program R. Phần mềm "Machine Learning

for Wildlife Image Classification in R

(MLWIC)" cho phép người dùng xác định 27

loài động vật trong tập dữ liệu từ hình ảnh

của họ, đồng thời cho phép người dùng "dạy"

cho mô hình theo cách của riêng họ, bằng

cách sử dụng hình ảnh từ các tập dữ liệu mới.

Theo cesti.gov.vn, 07/12/2018 Trở về đầu trang

**************

Tạo ra được "vân tay vạn năng", có khả năng mở khóa bảo mật của smartphone hiện tại


Nhờ có sức mạnh machine learning,

các nhà nghiên cứu tạo ra một vân tay vạn

năng.

Các nhà nghiên cứu bảo mật vừa lập

trình thành công trí tuệ nhân tạo (AI) có khả

năng tạo ra vân tay giả vạn năng, có thể mở

khóa đại đa số các smartphone sử dụng cảm

biến sinh trắc học. Theo báo cáo sau nghiên

cứu, việc tấn công bảo mật "có một tỉ lệ thành

công nhất định".

Việc bảo mật sinh trắc học có lẽ là gần

hoàn hảo nhất trong các thiết bị hiện đại.

Bằng các đặc điểm sinh trắc học riêng của

từng cá nhân (như vân tay, mống mắt, …),

những cá nhân có đặc điểm đó mới có thể mở

khóa được thiết bị. Tuy nhiên, những nghiên

cứu gần đây chỉ ra rằng có thể đánh lừa được

đại đa số các thiết bị nhận biết sinh trắc trên

thị trường.

Những dấu vân tay được làm nhân tạo này hoạt động tương tự với một chiếc chìa khóa vạn năng.

Trong nhiều trường hợp, việc mở khóa

cần khuôn mặt hoặc dấu vân tay người đã tiến

hành khóa thiết bị. Nhưng trong báo cáo khoa

học đăng tải trên arXiv hồi đầu tháng này, các

nhà nghiên cứu từ Đại học New York và Đại

học Michigan chứng minh họ có thể tạo ra

thuật toán machine learning sinh ra được vân

tay giả, thay thế được đa số các vân tay có

trong cơ sở dữ liệu nghiên cứu.

Với cái tên DeepMasterPrints, những

dấu vân tay được làm nhân tạo này hoạt động

tương tự với một chiếc chìa khóa vạn năng.

Để tạo ra được nó, các nhà nghiên cứu đưa

vào mạng neural nhân tạo tự học dấu vân tay

của 6.000 cá nhân. Đây là lần đầu tiên có một

tổ chức sử dụng thuật toán machine learning

để tạo vân tay vạn năng.

Đây là lần đầu tiên có một tổ chức sử dụng thuật toán machine learning để tạo vân tay vạn năng.

Sau khi phân tích lượng vân tay khổng

lồ, hệ thống tự tạo ra một vân tay giống nhất

với toàn bộ số vân tay có trong cơ sở dữ liệu.

Vân tay giả được đưa vào một mạng phân

tích, tìm ra xem nó là thật hay giả. Nếu phát

hiện ra là giả, hệ thống sẽ chỉnh sửa để làm ra

vân tay thật hơn nữa. Sau hàng ngàn lần chỉnh

sửa, vân tay giả đã đánh lừa được hệ thống.

Vân tay vạn năng được tạo ra bằng AI

tập trung vào việc qua mặt đa số những hệ

thống nhận dạng vân tay có trên smartphone

hiện tại. Các hệ thống có trong điện thoại bạn

đang dùng chỉ sử dụng một phần nhỏ vân tay

của bạn để nhận dạng thôi, để việc xác định

chính chủ diễn ra nhanh hơn. Thế nhưng để có

được tốc độ xác nhận cao, các nhà phát triển

bảo mật đã phải hi sinh độ chính xác tuyệt đối,

tạo ra khe hở bảo mật có thể bị lợi dụng.

Các nhà nghiên cứu tạo ra hai loại dữ

liệu vân tay để huấn luyện cho hệ thống AI.

Một là vân tay được in trên giấy, một là từ hệ

thống máy quét kĩ thuật số lấy được vân tay.

Có ba mức bảo mật mà vân tay vạn năng phải

vượt qua.

Mục đích của nghiên cứu này là để các nhà thiết kế bảo mật tương lai cân nhắc về việc hi sinh tính

bảo mật để có được sự tiện dụng

Mỗi một mức đều có tỉ lệ sai lệch

FMR – tỉ lệ cảm biến vân tay nhận định vân

tay giả là thật – khác nhau. Cấp bảo mật cao


nhất có sai số chỉ 0,01%, mức trung bình có

sai số 0,1% và mức bảo mật thấp nhất có sai

số FMR là 1%. Đây là tỉ lệ thất bại của từng

mức bảo mật

Tại mức bảo mật thấp nhất, các nhà

nghiên cứu có thể sử dụng vân tay vạn năng

đánh lừa được hệ thống trong 76% số lần

thử. Con số rất ấn tượng, nhưng các nhà

nghiên cứu khẳng định rằng không có hệ

thống cảm biến vân tay nào hoạt động ở mức

bảo mật thấp vậy cả. Ở mức bảo mật trung

bình – mức được cho là thực tế và đại trà nhất

– vân tay vạn năng đánh lừa hệ thống

được 22% số lần thử.

Tại mức bảo mật cao nhất, vân tay vạn

năng đánh lừa hệ thống được 1,2% số lần thử.

Những con số trên không cho thấy hệ

thống bảo mật vân tay có thể qua mặt được dễ

dàng – ta vẫn hoàn toàn có thể đặt niềm tin

vào nó. Mục đích của nghiên cứu này, theo

như các nhà khoa học chỉ ra, là để các nhà

thiết kế bảo mật tương lai cân nhắc về việc hi

sinh tính bảo mật để có được sự tiện dụng –

cho phép mở khóa vân tay nhanh hơn mà bỏ

qua tính bảo mật của hệ thống.

Theo khoahoctot.vn, 14/12/2018 Trở về đầu trang

**************

Dữ liệu truyền thông xã hội được sử dụng để dự đoán những thất bại trong lĩnh vực bán lẻ

Một sự kết hợp của dữ liệu phương

tiện truyền thông xã hội và dữ liệu vận

chuyển có thể được sử dụng để dự đoán khả

năng một doanh nghiệp bán lẻ nào đó sẽ

thành công hay thất bại, các nhà nghiên cứu

cho biết.

Sử dụng thông tin từ 10 thành phố

khác nhau trên thế giới, các nhà nghiên cứu,

dẫn đầu là Đại học Cambridge, đã phát triển

một mô hình có thể dự đoán với độ chính xác

80% liệu rằng một doanh nghiệp mới sẽ thất

bại trong vòng 6 tháng.

Trong khi lĩnh vực bán lẻ luôn có

nhiều rủi ro, trong vài năm qua đã chứng kiến

sự biến đổi trên các mặt phố khi ngày càng

nhiều nhà bán lẻ thất bại. Mô hình được xây

dựng bởi các nhà nghiên cứu có thể hữu ích

cho cả doanh nhân và nhà quy hoạch đô thị

khi xác định vị trí đặt doanh nghiệp của họ

hoặc khu vực nào để đầu tư vào.

"Một trong những câu hỏi quan trọng

nhất đối với bất kỳ doanh nghiệp mới nào là

lượng nhu cầu mua mà họ sẽ nhận được.

Điều này liên quan trực tiếp đến việc kinh

doanh đó sẽ thành công như thế nào",

Krittika D'Silva, một học giả của Gates và

nghiên cứu sinh tại Cambridge. "Loại số liệu

nào chúng ta có thể sử dụng để đưa ra những

dự đoán đó?".

D'Silva và các đồng nghiệp của cô đã

sử dụng hơn 74 triệu lượt check-ins từ mạng

xã hội, địa điểm từ Chicago, Helsinki,

Jakarta, London, Los Angeles, New York,

Paris, San Francisco, Singapo và Tokyo; và

dữ liệu từ 181 triệu chuyến taxi từ New York

và Singapo.

Sử dụng dữ liệu này, các nhà nghiên

cứu đã phân loại các địa điểm theo các thuộc

tính của các khu vực của các địa điểm này,

các luồng truy cập vào các thời điểm khác

nhau trong ngày và liệu một khu phố có thu

hút du khách từ các khu phố khác hay không.

"Chúng tôi muốn hiểu rõ hơn về khả

năng dự đoán của các số liệu về một địa điểm

tại một thời điểm nhất định", D'Silva nói.

Việc một doanh nghiệp thành công hay

thất bại thường dựa trên một số yếu tố có thể

kiểm soát và không kiểm soát được. Các yếu

tố có thể kiểm soát có thể bao gồm chất lượng

hoặc giá của sản phẩm của cửa hàng, giờ mở


cửa và sự hài lòng của khách hàng. Các yếu

tố không thể kiểm soát có thể bao gồm tỷ lệ

thất nghiệp của một thành phố, điều kiện kinh

tế tổng thể và chính sách đô thị.

"Chúng tôi thấy rằng ngay cả khi

không có thông tin về bất kỳ yếu tố nào trong

số những yếu tố không thể kiểm soát này,

chúng tôi vẫn có thể sử dụng các tính năng

dựa trên địa điểm, liên quan đến địa điểm và

di động để dự đoán khả năng thất bại của một

doanh nghiệp", D'Silva nói.

Dữ liệu cho thấy trên tất cả 10 thành

phố, những địa điểm đông đúc suốt ngày

đêm, thay vì chỉ vào một số thời điểm nhất

định trong ngày, có nhiều khả năng thành

công hơn. Ngoài ra, các địa điểm mà có giờ

cao điểm về nhu cầu mua bán khác với giờ

cao điểm về nhu cầu mua bán của các địa

điểm khác trong khu vực có xu hướng tồn tại

lâu hơn.

Dữ liệu cũng cho thấy các địa điểm

trong các khu phố khác nhau, với nhiều loại

hình kinh doanh, có xu hướng tồn tại lâu hơn.

Trong khi 10 thành phố có những điểm

tương đồng nhất định, các nhà nghiên cứu

cũng phải tính đến sự khác biệt của chúng.

"Các số liệu là các yếu tố dự đoán hữu

ích khác nhau giữa các thành phố, điều này

cho thấy các yếu tố ảnh hưởng đến các thành

phố theo những cách khác nhau", D'Silva nói.

"Lấy một ví dụ, tốc độ di chuyển đến địa điểm

là một chỉ số đáng kể chỉ có ở New York và

Tokyo. Điều này có thể liên quan đến tốc độ

vận chuyển trong các thành phố đó hoặc có lẽ

là tốc độ giao thông".

Để kiểm tra khả năng dự đoán của mô

hình này, trước tiên các nhà nghiên cứu phải

xác định xem một địa điểm cụ thể có bị đóng

cửa trong thời gian của tập dữ liệu của họ hay

không. Sau đó, họ 'đào tạo' mô hình về một

tập hợp các địa điểm, cho mô hình biết các

tính năng của những địa điểm đó trong lần

đầu tiên, và liệu địa điểm đó được mở hay

đóng trong lần thứ hai. Sau đó, họ đã thử

nghiệm mô hình được đào tạo trên một tập

hợp con khác của dữ liệu để xem nó chính

xác đến mức nào.

Theo các nhà nghiên cứu, mô hình của

họ cho thấy rằng khi quyết định mở doanh

nghiệp khi nào và ở đâu, điều quan trọng là

phải nhìn xa hơn các tính năng tĩnh của một

khu phố nhất định và xem xét cách mọi người

di chuyển đến và qua khu phố đó vào các thời

điểm khác nhau trong ngày. Bây giờ các nhà

nghiên cứu muốn xem xét các tính năng này

khác nhau như thế nào giữa các vùng lân cận

khác nhau để cải thiện độ chính xác của mô

hình của họ.


**************

Phương pháp mới làm mát mà không cần điện

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công

nghệ Massachusetts (MIT) đã tìm ra một

phương pháp mới để làm mát vào ngày nóng

bằng cách sử dụng vật liệu giá rẻ và không

cần nguồn điện sản sinh từ nhiên liệu hóa

thạch. Hệ thống thụ động này có thể được sử

dụng bổ sung cho các hệ thống làm mát khác


để bảo quản thực phẩm và thuốc trong các địa

điểm nóng nằm ngoài lưới điện. Nghiên cứu

đã được công bố trên tạp chí Nature

Communications.

Hệ thống cho phép phát xạ nhiệt trong

phạm vi ánh sáng hồng ngoại trung có thể

truyền thẳng qua khí quyển và tỏa vào trong

bầu không khí của không gian bên ngoài,

xuyên qua các khí hoạt động giống như nhà

kính. Để tránh hiện tượng làm nóng trong ánh

sáng mặt trời trực tiếp, một dải kim loại nhỏ

treo trên thiết bị sẽ ngăn chặn các tia nắng

trực tiếp từ mặt trời.

Về lý thuyết, hệ thống được thiết kế có

thể làm mát 20 độ C, thấp hơn nhiệt độ môi

trường xung quanh tại địa điểm như Boston.

Cho đến nay, trong thử nghiệm ban đầu, các

nhà khoa học đã đạt khả năng làm mát 6 độ

C. Đối với các ứng dụng yêu cầu làm mát sâu

hơn, phần còn lại có thể đạt được thông qua

các hệ thống làm lạnh thông thường hoặc làm

mát bằng nhiệt điện.

Các nhóm nghiên cứu khác đã cố gắng

thiết kế những hệ thống làm mát thụ động tỏa

nhiệt dưới dạng các bước sóng hồng ngoại

trung, nhưng hệ thống này dựa vào các thiết

bị quang tử phức tạp được biến đổi khá tốn

kém và không sẵn sàng để sử dụng trên diện

rộng. Các thiết bị rất phức tạp vì chúng được

thiết kế để phản xạ tất cả các bước sóng của

ánh nắng mặt trời gần như hoàn hảo và chỉ

phát ra bức xạ trong dải hồng ngoại trung. Sự

kết hợp của phản xạ và phát xạ có chọn lọc

cần có vật liệu nhiều lớp, trong đó, độ dày

của các lớp được kiểm soát đến độ chính xác

cỡ nanomet.

Nhưng rõ ràng tính chọn lọc tương tự

có thể đạt được bằng cách chỉ ngăn chặn ánh

nắng mặt trời trực tiếp bằng một dải hẹp đặt ở

góc phải để che đường đi của mặt trời trên

bầu trời, nên không cần đến thiết bị theo dõi

hoạt động. Sau đó, một thiết bị đơn giản được

chế tạo từ sự kết hợp của màng nhựa giá rẻ,

nhôm đánh bóng, sơn trắng và lớp cách nhiệt

có thể cho phép phát xạ nhiệt cần thiết thông

qua bức xạ hồng ngoại trung. Đó là cách mà

hầu hết các vật thể tự nhiên nguội đi, dù ngăn

thiết bị khỏi bị nóng do ánh nắng mặt trời trực

tiếp. Trên thực tế, các hệ thống làm mát bức

xạ đơn giản đã được sử dụng từ thời cổ đại để

đạt được khả năng làm mát vào ban đêm. Vấn

đề là các hệ thống này không hoạt động vào

ban ngày vì hiệu ứng nhiệt của ánh nắng mặt

trời mạnh hơn ít nhất 10 lần hiệu ứng làm mát

tối đa có thể đạt được.

Tuy nhiên, những tia nắng nóng của

mặt trời di chuyển theo các đường thẳng và

dễ bị chặn lại như khi gặp bóng cây vào mùa

hè. Nhờ che mát thiết bị bằng cách đặt một

chiếc ô ở phía trên và bổ sung vật liệu cách

nhiệt xung quanh thiết bị để bảo vệ nó khỏi

nhiệt độ không khí xung quanh, các nhà

nghiên cứu đã làm cho việc làm mát thụ động

trở nên khả thi hơn.

Theo Arny Leroy, một yếu tố cản trở

hệ thống là độ ẩm trong khí quyển, có thể

chặn phần nào phát xạ hồng ngoại trong

không khí. Ở một nơi như Boston, gần biển

và tương đối ẩm ướt, điều này giới hạn khả

năng làm mát ở mức khoảng 20 độ C. Nhưng

trong môi trường khô hạn hơn chẳng hạn như

vùng Tây Nam Hoa Kỳ hoặc nhiều sa mạc

hay môi trường khô cằn trên thế giới, khả

năng làm mát tối đa thực sự sẽ lớn hơn nhiều,

có thể là 40 độ C.

Dù hầu hết các nghiên cứu về làm mát

bằng bức xạ đã tập trung vào các hệ thống lớn

hơn có thể được áp dụng để làm mát toàn bộ

các phòng hoặc tòa nhà, nhưng cách tiếp cận

này được khoanh vùng. Điều này sẽ hữu ích

cho các ứng dụng làm lạnh như lưu trữ thực

phẩm hoặc vắc xin khỏi bị hỏng như trong

điều kiện nhiệt đới nóng.

Hệ thống này cũng có thể có ích cho

một số loại hệ thống quang điện tập trung, nơi

các tấm gương được sử dụng để thu ánh nắng

mặt trời vào một pin mặt trời để tăng hiệu

suất của pin. Nhưng các hệ thống này dễ trở

nên quá nóng và thường cần quản lý nhiệt

tích cực nhờ chất lỏng và máy bơm. Thay vào

đó, mặt sau của các hệ thống thu ánh nắng có

thể được trang bị những bề mặt phát xạ hồng

ngoại trung dùng cho hệ thống làm mát thụ


động và có thể kiểm soát nhiệt mà không cần

bất kỳ can thiệp tích cực nào.

Để cải tiến hệ thống, thì thách thức lớn

nhất đối với các nhà nghiên cứu là tìm cách

cải thiện khả năng cách nhiệt của thiết bị để

ngăn chặn hiện tượng quá nóng do không khí

môi trường xung quanh, trong khi không ngăn

tỏa nhiệt.

Nhóm nghiên cứu đã xin cấp sáng chế

cho hệ thống và hy vọng sẽ nhanh chóng tìm

thấy các ứng dụng trong thực tế.


**************

Công nghệ mới chế tạo hạt nano phát sáng

Một nhóm các nhà khoa học từ Phòng

thí nghiệm nghiên cứu của Đức Helmholtz-

Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), phối

hợp với các nhà nghiên cứu từ trường Đại học

Monash Australia, đã tìm ra phương pháp

tăng cường tính ổn định và khả năng tương

thích sinh học của các hạt nano chuyển tải

ánh sáng đặc biệt. Nhóm nghiên cứu đã phát

triển hạt nano "tăng cường" không chỉ có khả

năng chuyển đổi ánh sáng hồng ngoại thành

ánh sáng cực tím nhìn thấy mà còn có thể hòa

tan trong nước, duy trì trạng thái ổn định

trong dịch cơ thể phức tạp như huyết thanh,

và có thể được sử dụng để lưu trữ thuốc. Đây

là một công cụ có khả năng hỗ trợ bệnh nhân

hiệu quả hơn đáng kể trong cuộc chiến chống

ung thư. Bài báo về nghiên cứu đã được công

bố trên tạp chí Angewandte Chemie.

Hạt nano là những cấu trúc nhỏ với

kích thước nhỏ hơn 100 nanomet, nhỏ hơn

khoảng 500 đến 1000 lần so với độ dày của

tóc người. Loại vật liệu này đang càng ngày

càng được ứng dụng rộng rãi trong các ứng

dụng y sinh học. Nếu được trang bị các tính

chất thích hợp, chúng có thể tiếp cận gần như

tất cả các mô trong cơ thể con người thông

qua đường máu - trở thành các đầu dò cơ thể

có cấu tạo hoàn hảo.

Từ nhiều năm nay, người ta đã biết

rằng, về cơ bản, sự phân bố của các hạt nano

trong cơ thể được xác định bởi kích thước và

tính chất bề mặt của chúng. Nhóm nghiên cứu

tại Viện nghiên cứu ung thư dược phẩm của

HZDR cho biết: "Vật liệu nano tăng cường rất

được quan tâm trong mảng hình ảnh y sinh.

Khi được kích thích bằng ánh sáng hồng

ngoại, chúng có thể phát ra tín hiệu màu xanh

dương, xanh lá cây hoặc đỏ. Nếu chúng ta

thành công trong việc điều hướng các đầu dò

nano đến các mô bị bệnh, công nghệ này sẽ trở

nên rất hữu ích cho việc chẩn đoán ung thư”.

Tuy nhiên, những bộ chuyển đổi ánh

sáng này có độ hòa tan kém trong nước hoặc

chất dịch mô, trong khi, đây là tính chất rất

cần thiết khi sử dụng chúng trong chẩn đoán

hoặc điều trị. Đối với nhóm HZDR, đây

không phải là một trở ngại mà là một thách

thức: “Chúng tôi đã sử dụng một hỗn hợp

polymer đặc biệt để bao phủ các hạt”. Lớp

bọc ngoài này làm cho các hạt nano chuyển

tải ánh sáng trở nên tương thích sinh học.

Nhà nghiên cứu sinh học, Tiến sĩ Kristof

Zarschler cho biết thêm: “Các chất biến đổi

đã có thể hòa tan trong nước và thậm chí có

điện tích bề mặt trung tính. Nghiên cứu của

chúng tôi cho thấy rằng lớp bọc mới này gần

như có thể ngăn chặn hoàn toàn các chất của

cơ thể (có trong huyết thanh) bám vào các hạt

nano. Nói cách khác, các hạt nano đang được

khoác chiếc áo choàng tàng hình. Chúng tôi

tin rằng điều này sẽ giúp hạt nano tránh bị

các thực bào của hệ miễn dịch phát hiện và

loại bỏ".


Để giữ cho các đầu dò nano mới ổn

định trong nhiều tuần trong môi trường sinh

học phức tạp, các nhà khoa học liên kết quang

học các thành phần của lớp vỏ bảo vệ với

nhau: "Chúng tôi chỉ chiếu xạ các hạt nano

bằng ánh sáng tia cực tím, tạo ra các liên kết

bổ sung giữa các thành phần phân tử cấu

thành lớp vỏ bảo vệ - giống như khâu nối các

mảnh áo choàng tàng hình bằng ánh sáng.

Lớp vỏ bọc chỉ dày vài nanomet, thậm chí có

thể được sử dụng để bọc các chất khác, ví dụ

như thuốc ung thư, sau đó, thuốc sẽ được giải

phóng trong khối u và phá hủy nó".

Theo vista.gov.vn, 06/12/2018

Trở về đầu trang

**************

MIT tìm ra cách thu nhỏ vật chất tới cấp độ nano

Bước đột phá lớn trong công nghệ

nano nhờ vào một loại vật liệu đơn giản mà

bạn có thể tìm thấy trong bất cứ nhà trẻ nào.

Đó là một tiến trình rất nhanh và rẻ

tiền do các nhà khoa học MIT tìm ra, được

gọi là implosion fabrication hay IF (tức: tạo

ra vụ nổ từ bên trong) nhờ vào loại hợp chất

cao phân tử polyacrylate – polymer siêu thấm

có trong tã của trẻ nhỏ.

Trong bài báo xuất bản trên Science

hôm 13/12, nhóm giải thích, bước đầu tiên

của quy trình IF là đổ dung dịch lỏng vào một

miếng polyacryit, làm cho nó phồng lên. Tiếp

theo, các nhà khoa học sẽ sử dụng tia laser để

tạo liên kết giữa các phân tử fluorescein với

polyacrylate theo mô hình đã lựa chọn sẵn –

chính những phân tử này sẽ đóng vai trò

giống như điểm neo đối với các loại vật liệu

cần thu nhỏ, có thể là một chấm lượng tử,

đoạn DNA hay hạt nano vàng.

Sau cùng, cần phải khử nước trên

khung polyacrylate bằng một loại axit khiến

vật liệu được gắn trên polyacrylate co lại,

thậm chí chỉ còn bằng một phần nghìn so với

kích thước ban đầu – nhà nghiên cứu Edward

Boyden giải thích cơ chế.

Minh họa quy trình implosion fabrication Ảnh: Futurism

Điểm thú vị nhất của quy trình IF có lẽ

chính là ở khả năng dễ dàng tiếp cận đối với

hầu hết các phòng lab sinh học và khoa học

vật liệu – theo thông cáo báo chí của MIT.

Ngoài ra, công nghệ này cũng có tiềm năng

ứng dụng rất lớn, hầu như không có giới hạn,

trong nhiều lĩnh vực như quang học hay

robot. Vật liệu nano, nếu trở nên phổ biến do

sản xuất dễ dàng hơn, chắc chắn sẽ mở ra

những cánh cổng mà chúng ta chưa thể tưởng

tượng hết được.

Theo khoahocphattrien.vn, 16/12/2018


**************

Công nghệ tạo điện năng từ cây xanh

Việc tìm ra các nguồn năng lượng bền

vững, không ô nhiễm và thân thiện với môi

trường là một trong những thách thức chính

của nhân loại trong tương lai. Nhóm các nhà

nghiên cứu liên ngành về khoa học robot và

sinh học tại Viện Công nghệ Ý (IIT - Istituto

Italiano di Tecnologia) ở Pontedera (Pisa, Ý)

đã phát hiện ra thực vật sống có thể giúp con

người tạo ra điện.

Fabian Meder, Barbara Mazzolai và các

cộng sự tại IIT đã phát hiện ra thực vật sống


thực sự là một nguồn năng lượng "xanh", có

thể trở thành một trong những nguồn cung cấp

điện hoàn hảo trong tương lai, với ưu điểm

vừa thích hợp với môi trường tự nhiên, vừa dễ

dàng tiếp cận trên toàn thế giới.

Nghiên cứu (được công bố trên tạp chí

Advanced Functional Materials) đã chỉ ra

rằng, với một chiếc lá duy nhất, thực vật có

thể tạo ra lượng điện đủ để cung cấp đồng

thời cho 100 bóng đèn LED. Các nhà nghiên

cứu cũng đã cho thấy loài “cây lai” – loài cây

vừa có lá tự nhiên và nhân tạo - còn có thể

hoạt động như một máy phát điện "xanh"

chuyển đổi gió thành năng lượng.

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là phát

triển các phương pháp mới, cũng như công

nghệ robot và công nghệ vật liệu lấy cảm

hứng từ thế giới tự nhiên. Do đó, các phương

pháp lấy ý tưởng từ sinh học có thể giúp phát

triển các loại robot và công nghệ phù hợp với

môi trường hơn các giải pháp hiện nay. Qua

việc điều phối dự án Plantoid do EU tài trợ

vào năm 2012, Barbara Mazzolai đã hiện thực

hóa robot thực vật đầu tiên trên thế giới. Và

trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã thí

nghiệm trên nhiều loài thực vật và phát hiện

lá cây có thể tạo ra điện khi chúng được gió

hoặc một loại vật liệu riêng biệt tác động.

Do kết cấu đặc biệt sẵn có trong hầu

hết lá cây, chúng có khả năng chuyển đổi cơ

năng tác dụng lên bề mặt lá trở thành năng

lượng điện. Cụ thể, chiếc lá có thể tập hợp

các điện tích trên bề mặt nó nhờ quá trình

nhiễm điện do tiếp xúc. Những điện tích này

lập tức được truyền vào mô thực vật bên

trong. Những mô thực vật hoạt động tương tự

như sợi "dây cáp" có chức năng vận chuyển

điện được tạo ra đến các bộ phận khác của

cây. Do đó, chỉ cần kết nối một "phích cắm"

với thân cây, có thể thu thập được điện tạo ra

và cung cấp cho các thiết bị điện tử. Các nhà

nghiên cứu của IIT cho thấy, điện áp được tạo

ra bởi một chiếc lá có thể đạt tới hơn 150

Volts, đủ để cung cấp năng lượng đồng thời

cho 100 bóng đèn LED mỗi khi chiếc lá được

tác động.

Trong bài công bố, các nhà nghiên cứu

đã lần đầu tiên cho thấy cách tạo ra điện nhờ

quá trình nhiễm điện do tiếp xúc của thực vật

có thể dùng để chuyển đổi gió thành điện

năng. Để thực hiện, các nhà nghiên cứu gắn

thêm các chiếc lá nhân tạo lên một cây trúc

đào Nerum, đồng thời tác dụng lực lên lá trúc

đào Nerum thật. Khi gió thổi vào cây và làm

lá cây di chuyển, càng nhiều lá cây thật được

cọ sát bởi lá nhân tạo, thì càng nhiều điện

được tạo ra. Do đó, chúng ta có thể dễ dàng

tăng lượng điện sản xuất được bằng cách khai

thác toàn bộ bề mặt tán lá của cây hoặc thậm

chí là một khu rừng.

Nghiên cứu này là bước khởi đầu cho

một dự án mới với tên gọi Growbot mà

Barbara Mazzolai sẽ thực hiện vào năm 2019.

Dự án, do Châu Âu tài trợ, với mục đích tạo

ra các robot sinh học có khả năng thực hiện

các chuyển động giống thực vật. Năng lượng

của các robot mới này sẽ được cung cấp một

phần từ nguồn năng lượng có nguồn gốc từ

thực vật. Điều này cho thấy cây cối có thể trở

thành một trong những nguồn cung cấp điện

sẵn có trong tương lai.

Theo cesti.gov.vn, 19/12/2018



**************

Công nghệ mới có thể may miếng vá sưởi ấm vào quần áo

Các kỹ sư tại Đại học bang Rutgers và

Oregon đã tìm ra một cách hiệu quả về mặt

chi phí để tạo ra các miếng vá sưởi ấm mỏng

miếng vá tương tự được tạo ra bởi những

nghiên cứu khác. Những miếng vá này có giá

cả hợp lý, có thể được cung cấp năng lượng

từ pin nhỏ tròn và tạo ra nhiệt làm ấm cơ thể

vì chúng có thể được khâu lại dưới dạng

miếng vá., bền bằng cách sử dụng kỹ thuật

xung ánh sáng mạnh để kết hợp dây bạc nhỏ

với polyester. Hiệu suất sưởi ấm của chúng

cao hơn gần 70% so với những

Tác giả nghiên cứu Rajiv Malhotra đến

từ Đại học Rutgers - Hoa Kỳ, cho biết: "Điều

này rất quan trọng trong việc xây dựng môi

trường, nơi chúng ta lãng phí rất nhiều năng

lượng bằng cách sưởi ấm các tòa nhà - thay

vì làm nóng cơ thể con người một cách có

chọn lọc”. Người ta ước tính rằng 47% năng

lượng toàn cầu được sử dụng để sưởi ấm

trong nhà và 42% năng lượng đó bị lãng phí

để làm nóng không gian trống và các vật thể

thay vì con người. Giải quyết cuộc khủng

hoảng năng lượng toàn cầu sẽ đòi hỏi phải

giảm mạnh năng lượng sưởi ấm trong nhà.

Quản lý nhiệt cá nhân, tập trung vào việc sưởi

ấm cơ thể con người khi cần thiết, là giải

pháp tiềm năng mới nổi. Những miếng vá

như vậy có thể giúp chúng ta làm ấm khi

đang làm việc hoặc chơi ngoài trời.

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra các miếng

vá sưởi ấm hiệu quả, linh hoạt, bền và rẻ tiền

bằng cách sử dụng “kỹ thuật xung ánh sáng

cực mạnh” để hợp nhất các dây nano bạc -

mỏng hơn hàng nghìn lần so với tóc người

với các sợi polyester, sử dụng các xung năng

lượng nóng. Quá trình này mất 300 triệu giây,

theo nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ khoa

học quốc gia và Quỹ đổi mới sản xuất

Walmart U.S. Khi được so sánh với những

sản phẩm giữ nhiệt khác, thì miếng vá này tạo

ra nhiều nhiệt hơn trên mỗi khu vực được gắn

và bền hơn sau khi uốn, rửa và tiếp xúc với

độ ẩm và nhiệt độ cao. Các bước tiếp theo

bao gồm xem liệu phương pháp này có thể

được sử dụng để tạo ra các loại vải thông

minh khác, bao gồm các cảm biến và mạch

dựa trên bản vá. Các kỹ sư cũng muốn xác

định có bao nhiêu miếng vá cần thiết và nơi

chúng nên được đặt trên người để giữ cho họ

thoải mái trong khi giảm mức tiêu thụ năng

lượng trong nhà.



**************

CƠ KHÍ – CHẾ TẠO MÁY

Một cách mới để biến nước mặn trong lành có thể tiêu diệt vi trùng và tránh tích tụ gunk

Một thiết kế mới cho công nghệ khử

mặn bằng ánh nắng mặt trời có thể dẫn đến

các thiết bị lâu dài hơn tạo ra nước sạch hơn.

Thủ thuật này giúp ngăn chặn các thành

phần của thiết bị chạm vào nước mặn. Thay

vào đó, một nắp vật liệu hấp thụ ánh sáng nằm


bên trên một chậu nước đầy một phần, hấp thụ

ánh sáng mặt trời và tỏa năng lượng đó đến

chất lỏng bên dưới. Điều đó làm bay hơi nước

để tạo ra hơi tinh khiết, có thể ngưng tụ thành

nước ngọt để giúp đáp ứng nhu cầu của một

thế giới nơi hàng tỷ người thiếu nước uống an

toàn (SN: 18/8/18, trang 14).

Thiết lập này đánh dấu một sự cải tiến

so với các thiết bị khử mặn chạy bằng năng

lượng mặt trời khác, nơi các vật liệu hấp thụ

ánh nắng mặt trời nổi trên mặt nước mặn (SN:

8/20/16, trang 22). Trong các thiết bị đó,

muối và các chất gây ô nhiễm khác bị bỏ lại

trong quá trình bay hơi có thể làm giảm khả

năng của vật liệu để hấp thụ ánh sáng mặt

trời. Có nước tiếp xúc với vật liệu cũng giúp

vật liệu không bị nóng hơn khoảng 100°C

hoặc tạo ra hơi nước trên nhiệt độ đó. Điều đó

giới hạn khả năng của công nghệ để tinh chế

sản phẩm cuối cùng; tiêu diệt vi khuẩn gây

bệnh thường cần nhiệt độ ít nhất 121°C.

Trong thiết bị mới, được mô tả trực

tuyến vào ngày 11 tháng 12 trên tạp chí

Nature Communications, sự tách biệt giữa

nắp hấp thụ ánh sáng và bề mặt Water giúp

giữ nắp sạch và cho phép nó tạo ra hơi nóng

hơn hàng chục độ so với điểm sôi của nước.

Nắp bao gồm ba thành phần chính:

một lớp trên cùng được làm bằng hỗn hợp

gốm kim loại hấp thụ ánh nắng mặt trời, một

tấm bọt carbon và một lớp nhôm dưới cùng.

Nhiệt lan truyền từ lớp hấp thụ ánh sáng mặt

trời sang nhôm, từ đó năng lượng nhiệt tỏa ra

nước bên dưới. Khi nhiệt độ nước chạm

khoảng 100°C, hơi nước được tạo ra. Hơi

nước bốc lên qua các lỗ trên nhôm và chảy

qua lớp carbon giữa của nắp, làm nóng hơn

trên đường đi, cho đến khi nó được giải

phóng trong một dòng duy nhất ra bên cạnh

nắp. Ở đó, nó có thể được chụp và cô đọng.

Tạo ra hơi nước quá nhiệt theo cách

này, mà không có sự tích tụ nào, là một ý

tưởng rất sáng tạo, theo ông Zhu Zhu, một

nhà khoa học vật liệu tại Đại học Nam Kinh,

Trung Quốc, không tham gia vào công việc.

Dưới một chiếc đèn bắt chước ánh

sáng mặt trời tự nhiên trong phòng thí

nghiệm, thiết bị đã làm bay hơi 100 gram

nước muối mà không có bất kỳ muối nào thu

thập ở mặt dưới của nắp. Các tinh thể muối

hình thành ở đáy lưu vực dễ dàng bị cuốn

trôi. Trong các thí nghiệm vào tháng 10 trên

sân thượng ở Cambridge, Mass., Các nhà

nghiên cứu đã sử dụng một chiếc gương cong

để tập trung ánh sáng mặt trời tới lớp hấp thụ

ánh sáng của thiết bị để tạo ra hơi nước nóng

hơn 146°C.

Đồng tác giả Thomas Cooper, một kỹ

sư cơ khí tại Đại học York ở Toronto cho

biết, khi bạn có thể sử dụng nhiệt độ này, bạn

có thể sử dụng hơi nước cho những việc như

khử trùng, nấu ăn, làm sạch, cho các quy trình

công nghiệp. Một thiết bị có diện tích 1 mét

vuông có thể tạo ra 2,5 lít nước ngọt mỗi

ngày ở các khu vực nhiều nắng như đông nam

Hoa Kỳ, và ít nhất một nửa ở các khu vực xa

xôi như New England, Cooper ước tính.

Công nghệ chạy bằng năng lượng mặt

trời này cũng có thể cung cấp một giải pháp

thay thế hoàn toàn cho việc thẩm thấu ngược,

một quá trình lọc nước liên quan đến việc đẩy

nước biển qua màng lọc muối (SN: 9/15/18,

trang 10). Qiaoqiang Gan, một kỹ sư tại Đại

học Buffalo, New York, cho biết, thẩm thấu

ngược, chạy bằng điện, là một công nghệ đói

năng lượng. Đối với các khu vực hạn chế về

tài nguyên, vùng sâu vùng xa hoặc những

người sống trên các đảo nhỏ, [thiết bị mới]

này có thể là một lựa chọn rất tốt để họ giải

quyết nhu cầu nước ngọt của họ. Nhưng các

nhà nghiên cứu vẫn cần điều tra mức giá hợp

lý của phiên bản thương mại này. Thiết bị sẽ

là, Gan nói.

Theo khoahoctot.vn, 14/12/2018


**************

Thiết bị hút ánh sáng mặt trời để tạo ra hơi nước siêu nóng


Viện Nghiên cứu Massachussetts

(MIT) vừa phát triển một thiết bị hút sức nóng

từ ánh sáng mặt trời để đun sôi nước và tạo ra

hơi nước “siêu nóng” trên 100 độ C mà không

cần bất cứ thiết bị quang học đắt tiền nào.

Hơi nước nhiệt độ cao có thể được sử dụng để đun nấu, làm sạch hoặc khử trùng các thiết bị y tế

ở các khu vực xa xôi hẻo lánh (Ảnh MIT)

Vào những ngày nhiều nắng, thiết bị

này có thể thụ động tạo ra hơi nước đủ nóng

để khử trùng các thiết bị y tế, đun nấu thức ăn

và nhiều lợi ích khác. Hơi nước nóng này

cũng được ứng dụng cung cấp nhiệt cho các

quy trình công nghiệp, hoặc được ngưng tụ

lại làm nước uống tinh khiết.

Các nhà nghiên cứu trước đây đã phát

triển được một thiết bị giống bọt biển, cho nổi

trên thùng chứa nước và biến nước ngấm vào

miếng bọt đó thành hơi. Nhưng phương pháp

này lại xuất hiện một vấn đề đó là các chất

gây ô nhiễm trong nước làm cho thiết bị rất

nhanh hỏng. Trong khi loại thiết bị mới được

treo nổi trên mặt nước nên không bị các chất

gây ô nhiễm phá hại.

Thiết bị có kích thước và độ dày tương

đương với một chiếc máy tính bảng cỡ nhỏ,

và có hình giống như một chiếc bánh

sandwich. Mặt trên của thiết bị được làm từ

hợp chất gốm kim loại - một loại vật liệu có

tính năng hấp thụ nhiệt mặt trời rất tốt, trong

khi mặt dưới lại được làm từ bọt cacbon dạng

mắt lưới giúp tỏa nhiệt xuống nước phía dưới

hiệu quả.

Một khi nhiệt độ trong nước đạt 100

độ C, nó sẽ tỏa hơi và bay ngược lên trên qua

một lớp giữa được làm từ chất liệu giống bọt

nhựa. Tại đây, hơi nước tiếp tục được làm

nóng quá nhiệt độ sôi, trước khi được bơm

qua một ống đơn.

“Đây hoàn toàn là một hệ thống làm

nóng thụ động - tức là người dùng chỉ cần đặt

thiết bị ngoài trời để hấp thụ ánh sáng mặt

trời. Họ có thể sử dụng thiết bị này để tạo ra

đủ nước uống cho một gia đình, hoặc khử

trùng thiết bị y tế cho một phòng phẫu thuật”,

ông Thomas Cooper, phó giáo sư về kỹ thuật

cơ học, đại học York cho biết.

Đầu tiên các nhà nghiên cứu đã thử

nghiệm thiết bị trong phòng thí nghiệm, sử

dụng một thiết bị mô phỏng các đặc điểm của

ánh sáng mặt trời với các cường độ khác

nhau. Họ thấy rằng thiết bị này có thể đun

nóng một bể nước nhỏ lên đến nhiệt độ sôi và

tạo ra hơi nước ở nhiệt độ 122 độ C, dưới các

điều kiện tương tự như một ngày nắng bình

thường. Khi các nhà nghiên cứu tăng cường

độ ánh nắng lên 1,7 lần, họ thấy thiết bị này

thậm chí còn tạo ra hơi nước nóng lên đến

144 độ C.

Tháng 10/2017, nhóm các nhà nghiên

cứu đã thử nghiệm thiết bị này trên mái tòa

nhà số 1 của MIT. Đó là một ngày nhiều

nắng và để tăng cường độ ánh nắng mặt trời,

các nhà nghiên cứu đã lắp đặt một bộ hấp thụ

ánh nắng mặt trời đơn giản - một chiếc gương

lồi giúp thu và điều hướng cho nhiều ánh

nắng vào thiết bị hơn.

Với cách này, thiết bị có thể tạo ra hơi

nước lên đến 146 độ C trong vòng 3,5 giờ.

Trong các thí nghiệm tiếp theo, nhóm nghiên

cứu còn tạo ra được hơi nước từ nước biển mà

hoàn toàn không có các tinh thể muối làm mờ

bề mặt thiết bị. Trong các thí nghiệm khác, họ

còn có thể thu và ngưng tụ hơn nước trong một

bình đựng để thu nước uống tinh khiết.

“Thiết bị mới này đã thực sự giải quyết

được những nhược điểm của những thiết bị

trước đây. Hiện nay, chúng tôi đang cố gắng

để tăng hiệu suất và cải tiến thiết bị hơn nữa.

Còn một số điểm cần khắc phục và chúng tôi

hy vọng sẽ tạo ra được một thiết bị hoàn hảo

nhất”, ông Gang Chen, giáo sư kỹ thuật điện,

thuộc MIT cho biết.

Theo khampha.vn, 15/12/2018


Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 12 16/59

**************

Thiết bị báo nóng trên xe ô tô

Thiết bị này được phát triển bởi Doanh

nghiệp VI có trụ sở Alabama - Hoa Kỳ, có tên

là Payton Charm, thiết bị này nhằm mục đích

cảnh báo cho người lái xe biết khi nào trong

xe bị nóng để an toan hơn cho sức khỏe và

tránh được những tình huống xấu xảy ra, như

để trẻ trong xe, xe bị nóng, dẫn đến trẻ bị ngạt

và tử vong,… Payton Charm được thiết kế

cắm vào ổ cắm điện của xe, pin có thể hoạt

động trong vòng 1 tháng mới cần sạc lại.

Payton Charm được gắn gia tốc tích

hợp để phát hiện khi xe đã ngừng di chuyển,

lúc đó thiết bị bắt đầu theo dõi nhiệt độ không

khí bên trong xe, cùng với lượng carbon

dioxide. Nếu nồng độ CO2 chỉ ra rằng một

đứa trẻ hoặc thú cưng ở trong xe (và thở ra)

bên trong xe, và nếu nhiệt độ tăng cao nguy

hiểm, Charm của Payton sẽ gửi một cảnh báo

văn bản đến điện thoại thông minh của người

dùng. Nếu người dùng không phản hồi văn

bản đó, cảnh báo thứ hai sẽ được gửi đến một

số điện thoại khác được xác định trước. Nếu

tin nhắn đó cũng không được thông báo, thiết

bị sẽ gửi cảnh báo đến các dịch vụ khẩn cấp,

với tọa độ định vị GPS của xe.

Payton's Charm đang nằm trong chiến

dịch của Kickstarter, nó có giá là 201 USD

kèm theo một năm dịch vụ đi kèm. Giá bán lẻ

dự kiến là 349 USD.



**************

Phát minh thiết bị hoạt động giống lá phổi tạo nhiên liệu sạch từ nước

Lá phổi của người vận chuyển không

khí qua một lớp màng mỏng, chiết khí oxy và

gửi nó đến mạch máu của chúng ta. Hiện nay

một thiết bị sử dụng nguyên lý tương tự để

cung cấp năng lượng cho những phản ứng

dùng để tạo ra nhiên liệu hydro.

Yi Cui đến từ Đại học Stanford và các

đồng nghiệp lên kế hoạch mô phỏng lá phổi

của người để gia tăng hiệu suất của chất điện

xúc tác, các vật liệu làm tăng tỉ lệ của phản

ứng hóa học dùng để sản xuất khí hydro bằng

cách tách nước.

Cải thiện quá trình này có thể tạo ra

những pin nhiên liệu tốt hơn, được sử dụng để

cung cấp năng lượng cho các phương tiện

chạy bằng hydro và một ngày nào đó có thể

sử dụng để cung cấp năng lượng cho mọi thứ

từ điện thoại di động cho tới những thiết bị

khác trong thành phố.

Cui và đội của mình đã tạo ra một tấm

phim nhựa dày 12 nanomet với các lỗ tí hon ở

một mặt để đẩy nước. Mặt còn lại được phủ

bằng các hạt nano vàng và platinum tham gia

vào các phản ứng hóa học. Sau đó họ cuộn

tấm phim và bịt kín các cạnh để tạo thành một

cái túi nhỏ với lớp kim loại ở bên trong.

Tách nước

Khi họ áp điện áp vào nước để tách nó

thành các thành phần cấu tạo, khí hydro và

khí oxy tiến vào bộ máy giống như lá phổi và


tạo ra năng lượng khi chúng đi qua các kim

loại dẫn điện bên trong túi.

Các tấm phim làm từ carbon thường

được dùng trong pin nhiên liệu có thể tạo ra

bong bóng trong quá trình này, gây ra việc

thất thoát năng lượng. nhưng các thiết bị

giống lá phổi mới sẽ giảm thiểu các bong

bóng vì những lỗ nhỏ kiểm soát tỉ lệ khí có

thể đi qua màng và áp lực bên trong.

Cui và đội của mình thấy rằng thiết bị

của họ chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn

32% so với việc dùng lớp màng tương tự ở

dạng phẳng. Cui cho biết: "Hình dạng rất

quan trọng".

Vật liệu này cũng ổn định trong thời

gian dài. Khi đội nghiên cứu thực hiện phản

ứng qua cấu trúc giống lá phổi trong 250 giờ,

nó giữ lại 97% hoạt động xúc tác. Tấm màng

làm từ carbon truyền thống suy giảm tới 74%

hoạt động chỉ trong 75 giờ.

Bước tiếp theo là thiết lập một hệ

thống với nhiều túi nhỏ như vậy, nhưng nó có

lẽ trông không giống một lá phổi. Cui cho

biết: "Lá phổi có một cấu trúc phân nhánh,

nhưng chúng tôi cần một cực âm và cực

dương cho mỗi thiết bị này, và nó không hiệu

quả khi đặt nhiều cái cạnh nhau. Lá phổi dạy

chúng ta cách vận chuyển khí. Chúng tôi sẽ

phải tìm một hình thức khác để mở rộng quy

mô của thiết bị này".

Theo dantri.com.vn, 24/12/2018


**************

VẬT LIỆU – HÓA CHẤT

Singapore chế tạo vật liệu siêu nhẹ từ rác nhựa

Một nhà nghiên cứu giới thiệu mẫu vật liệu siêu nhẹ làm từ chai nhựa tái chế

Ảnh: REUTERS

Các nhà nghiên cứu Singapore đang

nộp đơn đăng ký bằng sáng chế cho loại vật

liệu mới siêu nhẹ có khả năng cách âm, kháng

nhiệt được tạo ra từ rác nhựa tái chế.

Theo hãng tin Reuters, với sáng chế

này, nhóm các nhà khoa học Singapore kỳ

vọng sẽ góp phần giảm bớt rác nhựa thải ra

môi trường, đại dương hoặc chất đống không

thể phân hủy trong hàng trăm năm.

Các nhà khoa học thuộc Đại học Quốc

gia Singapore (NUS) cho biết đã tìm ra cách

biến những chai nhựa được làm từ vật liệu

polyethylene terephthalate (PET) thành loại

vật liệu siêu nhẹ aerogel với rất nhiều tiềm

năng ứng dụng trong đời sống.

"Rác nhựa là một trong những loại rác

thải khó tái chế nhất", phó giáo sư Dương

Minh Hải (gốc Việt) thuộc khoa Kỹ thuật cơ

khí của Đại học Quốc gia Singapore trả lời bộ

phận truyền hình của hãng tin Reuters. Vì lẽ

đó nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm những cách

ứng dụng mới nhằm giúp giảm bớt lượng rác

thải này trên toàn cầu.

Theo Chương trình Môi trường của

LHQ, mỗi năm có khoảng 8 triệu tấn rác nhựa

thải ra các đại dương, tiêu diệt nhiều loài thủy

sinh vật và xâm nhập cả vào chuỗi thức ăn

của con người.

Theo nhóm nghiên cứu loại vật liệu

siêu nhẹ mới có tên PET aerogel được làm từ

chai nhựa bỏ đi có đặc điểm vật lý mềm, đàn

hồi và rất nhẹ.

Một chai nhựa tái chế có thể tạo ra một

tấm vật liệu aerogel có kích thước bằng tờ

giấy A4. Vật liệu này có thể được tùy biến

cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau.


Chẳng hạn, vật liệu này nếu được phủ

hóa chất chống lửa có thể chịu được nhiệt độ

lên tới 620 độ C. Đây là mức chịu nhiệt cao

gấp 7 lần so với khả năng chịu nhiệt ở quần

áo của lính cứu hỏa, trong khi chỉ nhẹ bằng

10% khối lượng của nó.

Theo tuoitre.vn, 01/12/2018


**************

Vật liệu từ tính cải tiến giúp nâng công suất động cơ

Giáo sư Michael McHenry và nhóm của ông chế tạo vật liệu MANC trong phòng thí nghiệm

Ảnh: Đại học Carnegie Mellon

Các nhà khoa học Mỹ đã tổng hợp

được loại vật liệu nanocomposite kim loại vô

định hình (metal amorphous nanocomposites

- MANC) mở ra khả năng dùng để sản xuất

những động cơ nhỏ nhưng có công suất lớn

nhờ giảm được việc tỏa nhiệt khi hoạt động

với tốc độ cao.

Theo Phys.org, số liệu thống kê từ Đại

học Chicago, Mỹ, cho thấy động cơ điện

chiếm 1/2 tổng số công suất được sử dụng tại

Mỹ. Những động cơ này giúp xe tải chạy,

máy móc công nghiệp lớn hoạt động, tủ lạnh

và máy hút bụi sử dụng được. Trên quy mô

như vậy, ngay cả một cải tiến nhỏ có thể dẫn

đến một khoản tiết kiệm rất lớn.

Thông thường, động cơ điện được sử

dụng để chuyển đổi điện năng thành cơ năng.

Ví dụ, sử dụng năng lượng được lưu trữ trong

pin Tesla Model S giúp quay bánh xe.

Thông thường, đây là một quá trình

khá hiệu quả, nhưng không phải là không có

nhược điểm. Với việc gia tăng tốc độ động

cơ, nhiệt độ của động cơ cũng tăng theo. Kết

quả là một số năng lượng bị mất dưới dạng

nhiệt tỏa ra ngoài không khí. Giáo sư kỹ thuật

vật liệu của Đại học Carnegie Mellon,

Michael McHenry và nhóm của ông đang cố

gắng giải quyết vấn đề động cơ nóng lên.

Họ tổng hợp được loại vật liệu

nanocomposite kim loại vô định hình (metal

amorphous nanocomposites - MANC). Đây là

một loại vật liệu từ ở dạng mềm có hiệu quả

trong việc chuyển đổi năng lượng ở tần số

cao. Việc sử dụng vật liệu từ MANC về lý

thuyết cho phép sử dụng những động cơ nhỏ

hơn để tạo ra công suất có thể sánh ngang với

các động cơ lớn.

Giáo sư Michael McHenry giải thích

rằng công suất của một động cơ điện phụ

thuộc vào tốc độ của nó. Nhưng hầu hết các

vật liệu từ tính được sử dụng trong động cơ

hiện nay đều bắt đầu nóng lên khi quay ở tốc

độ cao. Điều này dẫn đến tình trạng mất công

suất. Còn loại vật liệu MANC có điện trở suất

cao. Điều này không cho phép chúng nóng

lên và động cơ không mất công suất.

Ngoài ra, ở Mỹ vẫn có những công ty

đang tiến hành những thí nghiệm khác để cải

thiện hoạt động của động cơ, nhưng là những

động cơ dùng cho tàu vũ trụ. Chẳng hạn, công

ty khởi nghiệp Apollo Fusion hứa hẹn phát

triển các động cơ tên lửa thủy ngân rất hiệu

quả. Nhưng vấn đề là trong những năm 1970,

NASA đã quyết định từ bỏ thủy ngân làm

nhiên liệu vì độc tính của nó và nguy cơ tiềm

ẩn.

Theo motthegioi.vn, 03/12/2018


**************

Vật liệu hãm xung ôtô tạo ra từ phế thải cây chà là

Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 12 19/59

Chất thải nông nghiệp từ cây chà là có

thể tạo vật liệu tổng hợp với chi phí thấp, bền,

kỳ vọng thay đổi nền công nghiệp sản xuất ô

tô.

Các nhà khoa học từ Đại học

Portsmouth và Cambridge của Anh đã phát

triển thành công một loại vật liệu tổng hợp

sinh học mới từ sinh khối cây chà là, Phys

hôm qua đưa tin. Vật liệu bền, rẻ và thân

thiện với môi trường, có thể sử dụng làm các

bộ phận phi kết cấu như lót cửa và hấp thụ

xung lực trên ô tô.

Vật liệu mới được kỳ vọng có thể thay đổi nền công nghiệp sản xuất ô tô trong tương lai.

Ảnh: Phys

Các thử nghiệm tính chất cơ học cho

thấy vật liệu tổng hợp được gia cố bằng sợi

chà là có sự cải thiện đáng kể về độ bền và sự

dẻo dai so với vật liệu sinh học từ chất thải

nông nghiệp trước đây. Bên cạnh đó, chúng

dễ dàng tái chế và có thể phân hủy hoàn toàn

trong môi trường tự nhiên, ưu điểm mà các

loại vật liệu tổng hợp gia cố bằng sợi thủy

tinh hay sợi carbon không có.

"Sinh khối cây chà là đem đến cơ hội

lớn để phát triển vật liệu tổng hợp sinh học

chi phí thấp, bền và nhẹ hơn", Tiến sĩ Hom

Dhakal từ Đại học Portsmouth cho biết.

"Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong

ngành công nghiệp sản xuất ôtô vì vật liệu

mới có thể làm giảm trọng lượng xe, giúp

phương tiện tiêu thụ ít nhiên liệu và phát thải

ít khí CO2 hơn".

Chà là là một trong những cây công

nghiệp phổ biến nhất ở Bắc Phi và Trung

Đông. Ngành sản xuất này hàng năm phát sinh

một lượng lớn chất thải nông nghiệp ra môi

trường do chúng chỉ được trồng lấy quả. Phần

còn lại chủ yếu đợc đem đốt hoặc chôn dưới

đất, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

"Sẽ cần một thời gian dài để thuyết

phục mọi người sử dụng vật liệu tổng hợp

mới được gia cố bằng sợi tự nhiên. Đó là một

hành trình dài và chúng ta phải kiên trì nếu

muốn tạo ra thay đổi", Dhakal cho biết.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp

chí Industrial Crops and Products (Cây trồng

và Sản phẩm Công nghiệp).

Theo vnexpress.net, 07/12/2018


**************

Vật liệu mới có thể điều chỉnh được độ cứng bằng từ trường


Siêu vật liệu mới do các nhà khoa học Mỹ phát triển có thể điều chỉnh được độ cứng bằng từ trường, rất

hữu ích trong chế tạo robot và sản xuất áo chống đạn

TheoScience Advances, các nhà vật lý

tại Phòng thí nghiệm quốc gia Livermore

(Mỹ) đã phát triển được một siêu vật liệu mới

với các thuộc tính có thể được kiểm soát bằng

từ trường. Để chứng minh khả năng của loại

vật liệu này, các nhà khoa học đã chế tạo các

mẫu sản phẩm có khả năng thay đổi độ cứng,

rất hữu ích trong chế tạo robot và sản xuất áo

chống đạn.

Siêu vật liệu gồm các chất có tính chất

kỳ lạ, được xác định chủ yếu bởi cấu trúc,

chứ không phải bởi thành phần của chúng.

Trong tự nhiên cũng có một số siêu vật liệu,

nhưng hầu hết các vật liệu đã biết đều được

tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Đặc biệt,

những vật liệu như vậy có thể điều khiển các

dao động theo một quỹ đạo cụ thể, cho phép

may những chiếc “áo tàng hình” không thể

dùng ánh sáng hoặc âm thanh để phát hiện.

Trong công trình nghiên cứu mới, các

nhà khoa học đã phát triển một siêu vật liệu

cơ học, nhạy cảm từ trường bên ngoài. Vật

liệu mới bao gồm mạng lưới các ống nhựa

rỗng chứa đầy một loại chất lỏng đông cứng

lại khi có từ trường. Chất lỏng là các vi hạt

sắt lơ lửng trong dầu. Nếu không có từ

trường, các hạt di chuyển ngẫu nhiên, nhưng

khi ở gần từ trường, các hạt đó xếp thẳng

hàng với nam châm dọc theo các đường lực,

do đó toàn bộ cấu trúc trở nên cứng.

Các nhà khoa học đã tiến hành các thử

nghiệm có thể làm tăng độ cứng của cấu trúc

gồm những thành phần siêu vật liệu. Trong

tương lai, các vật liệu như vậy có thể được

kết hợp với nam châm điện, nghĩa là tạo ra từ

trường với sự trợ giúp của các thiết bị điện.

Ví dụ, có thể sử dụng vật liệu mới để may

đồng phục thể thao giảm được tác động của

những cú va đập, hay chế tạo thân robot có

thể mềm dẻo khi bò qua đường hầm, nhưng

khi ra khỏi đường hầm thì thân robot cứng lại

để tiếp tục thực hiện các nhiệm vụ.



**************

Vật liệu mới dày hơn khi kéo giãn

Các chuyên gia đã tìm hiểu hiệu quả

về các vật liệu phụ trợ tổng hợp trong hơn 30

năm. Tuy nhiên, họ chỉ có thể tạo ra chúng

bằng quy trình kỹ thuật phức tạp trong đó có

sử dụng kỹ thuật in 3D. Các quy trình này rất

tẻ nhạt, đắt tiền nhưng vật liệu vẫn bị xốp, dễ

đứt gãy hơn.

Mới đây, nhóm nghiên cứu Trường

Đại học Leeds do tiến sỹ Devesh Mistry lần

đầu tiên tạo ra được một vật liệu tổng hợp có

khả năng dày lên (ở cấp độ phân tử) khi kéo

căng. Vật liệu mới có đặc tính rất độc đáo,

hữu ích, không bị xốp do đó nó được cân

nhắc ứng dụng trong các lĩnh vực chế tạo như

áo giáp và thiết bị y tế….

Tiến sĩ Devesh Mistry, tác giả chính

của nghiên cứu, cho biết: “Đây là một phát

hiện thật sự đáng khích lệ, sẽ mang lại những

lợi ích quan trọng trong việc chế tạo các sản

phẩm trong tương lai với rất nhiều ứng dụng”.

“Loại vật liệu mới này vốn là vật liệu

axetic cấp độ phân tử. Điều này có nghĩa là


việc sản xuất nó không quá phức tạp và có

thể tránh được các vấn đề thường gặp trong

các sản phẩm thiết kế. Tuy nhiên cần nghiên

cứu sâu hơn để có thể hiểu rõ hơn cách chúng

có thể sử dụng”, ông nhấn mạnh.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra vật

liệu mới này (hiện vẫn chưa được đặt tên)

trong khi nghiên cứu các đặc tính của chất

tinh thể lỏng Elastomers. Tinh thể lỏng được

biết đến nhiều nhất nhờ sử dụng trong điện

thoại di động và màn hình tivi và do chúng có

cả tính chất lỏng và rắn. Khi chúng được liên

kết với các chuỗi polymer để tạo thành các

mạng cao su, chúng có các đặc tính hoàn toàn

mới và có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh vực.

Giáo sư Helen Gleeson, đồng tác giả

kiêm Trưởng khoa Vật lý và Thiên văn học ở

Leeds cho biết: “Kết quả của chúng tôi cho

thấy, ngoài sử dụng cho màn hình phẳng tinh

thể lỏng, màn hình tivi và điện thoại thông

minh mà nhiều người trong chúng ta quen

thuộc. Vật liệu tổng hợp mới này là một ví dụ

tuyệt vời về nghiên cứu vật lý và khám phá

tiềm năng của vật liệu. Sự hợp tác giữa các

nhà khoa học ở một số lĩnh vực chuyên môn

và các cơ sở kỹ thuật rộng lớn tại Leeds sẽ

giúp khám phá này trở nên rất khả thi”.

Để xác định chắc chắn rằng vật liệu sẽ

không bị vỡ hoặc trở nên xốp khi kéo dãn đến

điểm giới hạn của nóm, nhóm nghiên cứu đã

tiến hành kiểm tra thử nghiệm tại Trung tâm

LEMAS.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố

trên tạp chí Nature Communications mới đây.



**************

Các nhà khoa học tìm cách tạo ra bàn phim siêu mỏng hấp thụ ánh sáng

Các chuyên gia của Trường Đại học

Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia Nga MEPhI

đã chế tạo một loạt bàn phim siêu mỏng đa

lớp có thể tạo cơ sở cho ngành điện tử và

năng lượng tương lai.

Kết quả đã đạt được nhờ các cuộc

nghiên cứu làm sáng tỏ điều kiện của quá

trình tổng hợp nhiệt của các cấu trúc dị hóa

dựa trên chuyển đổi kim loại dichalcogenides

(TMDCs) MoS2, WS2, MoSe2 và WSe2.

Những bàn phim siêu mỏng của

disulfua và diselenides của các kim loại

chuyển tiếp (ví dụ, molypden và vonfram) có

đặc trưng hấp thụ ánh sáng khá hiệu quả.

Nguyên nhân của điều đó là các tinh thể của

TMDCs có kích thước rất nhỏ vì thế sự hấp

thụ ánh sáng có thể diễn ra mà không có sự

tham gia của phonon - dao động mạng.

Đồng thời, trên bề mặt các tinh thể

nano có thể tạo ra điều kiện để phân tách các

phân tử nước thành hydro và oxy. Nhờ đó các

bàn phim TMDCs siêu mỏng có triển vọng

đầy hứa hẹn trong phản ứng xúc tác quang

hoá cũng như để tạo ra nhiều thiết bị quang

điện tử hiện đại - từ bộ tách sóng quang đến

bộ chuyển đổi quang điện.

Bàn phim siêu mỏng của disulfua và diselenides có đặc trưng hấp thụ ánh sáng khá hiệu quả

"Điều quan trọng là tạo ra bàn phim đa

lớp bằng cách xác định điều kiện cần thiết để

tất cả các lớp TMDCs không gây ra thiệt hại

cho lớp màng mỏng bằng một vật liệu

TMDCs khác đã được áp dụng trước đó.

Chúng tôi đã nghiên cứu các điều kiện để tạo

ra màng TMDCs siêu mỏng chất lượng cao

bằng phương pháp xử lý nhiệt hóa các tiền

chất màng mỏng kim loại và oxit kim loại Mo

và W trong hơi sulfur hoặc hơi selen, cũng

như trong khí hydrogen sulfide", kỹ sư

Dmitry Fominsky từ Đại học MEPhI, chuyên

trong lĩnh vực lắng đọng xung laser màng

mỏng và cấu trúc nano, nói với Sputnik.


Theo ông, các bàn phim đó đã được

nghiên cứu có sử dụng các phương pháp hiện

đại: kính hiển vi điện tử quét, quang phổ

Raman, quang phổ quang điện tử tia X. Kết

quả nghiên cứu cho thấy rằng, quá trình biến

đổi bàn phim chứa Mo trong hơi lưu huỳnh

hoặc hydrogen sulfide phụ thuộc vào trạng thái

hóa học của "tiền thân" ban đầu, được tạo ra

bằng phương pháp lắng đọng bằng xung laser.

Việc sử dụng phương pháp lắng đọng

bằng xung laser cho phép tạo ra "phôi tấm"

của bàn phim với độ dày và thành phần hóa

học nhất định. Điều đó đã giúp các nhà khoa

học xác định các điều kiện cần thiết để sunfua

hóa hiệu quả các phim Mo và MoOx để tạo ra

bàn phim siêu mỏng MoS2 ở nhiệt độ dưới

500°C.

"Chúng tôi cũng đã tạo ra được những

bàn phim từ kim loại chuyển tiếp, ví dụ, lớp

vonfram diselenide, với mạng tinh thể 2H

hoàn hảo. Kết quả nghiên cứu cho phép tạo ra

màng bán dẫn siêu mỏng loại Mo (W) SxSe2-

x, có các đặc tính hữu ích được điều chỉnh bởi

nồng độ kim loại (W / Mo) và chalcogens (S /

Se)", chuyên gia Dmitry Fominsky cho biết.

Nhóm các nhà khoa học đã công bố

kết quả nghiên cứu tại Hội thảo quốc tế lần

thứ 16 "Vật liệu mới: Nhiên liệu hạt nhân có

sức chịu đựng cao". Họ lưu ý rằng, những

điều kiện về công nghệ và nhiệt độ trong quá

trình hình thành molypden sulfua và selenua

vonfram rất giống nhau. Tuy nhiên, theo các

chuyên gia của Đại học MEPhI, nếu sử dụng

những tiền chất (kim loại, oxit kim loại) và

phương tiện hoạt động chứa chalcogen, thì có

thể lựa chọn các điều kiện cần thiết để tạo ra

bàn phim siêu mỏng với những đặc tính cấu

trúc và hóa học cụ thể.

Vì các bàn phim có thể hoạt động như

chất xúc tác quang học- trong tương lai phát

minh này sẽ giúp chiết xuất hiệu quả hơn các

thành phần nhiên liệu mặt trời (hydro và oxy)

từ nước, mà không sử dụng vật liệu đắt tiền

bằng các kim loại nhóm bạch kim.



**************

Gạch nhồi gel khí có tính cách nhiệt tốt

Ý tưởng gạch tự cách nhiệt kết hợp các

chất liệu như đá chân trâu, sợi vô cơ hoặc

chất dẻo PS xuất phát từ suy nghĩ sử dụng

gạch chứa chất cách nhiệt thay vì gắn thêm

một lớp vật liệu cách nhiệt lên tường. Mới

đây, nhóm nghiên cứu Empa của Thụy Sỹ đã

chế tạo ra gạch cách nhiệt sử dụng một loại

gel khí mà họ nhận định là sản phẩm hết sức

hoàn hảo.

Gel khí là những chất liệu được sản

xuất bắt nguồn từ một loại gel trong đó thành

phần chất lỏng của gel được thay thế bằng

khí. Ngoài đặc tính siêu nhẹ, gel khí có tính

cách nhiệt rất tốt và được sử dụng trong

những sản phẩm như áo khoác.

Trong nghiên cứu của nhóm Empa,

nghiên cứu viên chính Jannis Wernery và các

đồng nghiệp đã phát triển một hỗn hợp nhão

chứa các hạt gel khí, có thể nhồi vào các lỗ

trên gạch thông thường.

So với những viên “gạch khí” mới

được chế tạo, gạch chứa đá chân trâu có cùng

cấu trúc và độ dày, tuy nhiên, độ cách nhiệt

bằng hai phần ba. Như vậy có nghĩa là để có

được độ cách nhiệt tương tự như tường xây

bằng gạch khí, tường gạch chứa đá chân trâu

phải dày hơn khoảng 35%.

Sự khác biệt càng rõ ràng hơn khi so

sánh gạch khí với gạch thông thường không có

đặc tính cách nhiệt, gạch thường hấp thụ nhiệt

gấp 8 lần. Theo nhóm Empa, điều này có

nghĩa là để có thể đạt được mức cách nhiệt


như gạch khí với bức tường dày 20 cm, độ dày

của bức tường gạch thường phải đạt gần 2m.

Tuy nhiên, gạch khí lại có một nhược

điểm là gel khí được dùng trong gạch khí hiện

tại có giá thành khá cao. Wernery cho biết chi

phí phát sinh với một mét vuông tường gạch

khí sẽ là khoảng 500 franc Thụy Sỹ (khoảng

521 đô la Mỹ). Mặc dù vậy, ông hy vọng

trong tương lai không xa, khi công nghệ phát

triển hơn và giá thành của gel khí giảm, gạch

khí sẽ trở thành vật liệu xây dựng cơ bản.



**************

Vật liệu xúc tác mới tạo ra hydro giá rẻ

Các nhà nghiên cứu hóa học QUT đã

tìm ra các vật liệu rẻ hơn và hiệu quả hơn sản

xuất hydro để lưu trữ năng lượng tái tạo có

khả năng thay thế các chất xúc tác tách nước

hiện tại. Giáo sư Anthony O'Mullane từ Ban

Khoa học và Kỹ thuật của QUT cho biết tiềm

năng dự trữ hóa học của năng lượng tái tạo

dưới dạng hydro đang được nghiên cứu trên

toàn thế giới.

Chính phủ Úc rất quan tâm đến việc

phát triển ngành công nghiệp xuất khẩu hydro

để xuất khẩu năng lượng tái tạo vốn rất dồi

dào của nước này. Về nguyên tắc, hydro cung

cấp một cách lưu trữ năng lượng sạch ở quy

mô cần thiết để triển khai các trang trại năng

lượng mặt trời và gió quy mô lớn cũng như

khiến cho việc xuất khẩu năng lượng xanh

khả thi. Tuy nhiên, các phương pháp hiện tại

sử dụng các nguồn carbon để sản xuất hydro

thải ra carbon dioxide, một loại khí nhà kính

làm giảm lợi ích của việc sử dụng năng lượng

tái tạo từ mặt trời và gió. Tách nước điện hóa

sử dụng nguồn điện từ công nghệ năng lượng

tái tạo đã được xác định là một trong những

phương pháp bền vững nhất để sản xuất

hydro có độ tinh khiết cao.

Giáo sư O'Mullane cho biết vật liệu

tổng hợp mới mà ông và nhóm nghiên cứu đã

phát triển để tách nước điện hóa thành hydro

và oxy sử dụng các nguyên tố rẻ tiền và sẵn

có làm chất xúc tác.

Thông thường, các chất xúc tác để tách

nước được làm từ các kim loại quý đắt tiền

như oxit iridi, oxit ruteni và bạch kim. Một

vấn đề khác là sự ổn định, đặc biệt là đối với

phần chuyển hóa oxy của quá trình tách điện.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra họ có

thể sử dụng hai chất thay thế rẻ hơn và có trữ

lượng dồi dào là oxit coban và niken và chỉ

với một lượng nhỏ hạt nano vàng để tạo ra

chất xúc tác hai chức năng ổn định để tách

nước và tạo ra hydro mà không phát thải. Từ

góc nhìn của ngành công nghiệp, điều này rất

có ý nghĩa khi sử dụng một vật liệu xúc tác

thay vì hai chất xúc tác khác nhau để sản xuất

hydro từ nước.

Ngoài ra, giáo sư O'Mullane cũng cho

biết hydro được lưu trữ sau đó có thể được sử

dụng trong pin nhiên liệu.



**************

Nghiên cứu mới về việc sử dụng kem chống nắng hạt nano oxit kẽm


Kẽm oxit (ZnO) từ lâu được công nhận

là một chất chống nắng hiệu quả. Tuy nhiên,

đã có thông tin về những loại kem chống

nắng có chứa hạt nano ZnO bị cấm vì độc

tính tiềm tàng và cần thận trọng khi không có

dữ liệu an toàn ở người. Một nghiên cứu mới

đã cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho

thấy các hạt nano ZnO còn nguyên vẹn không

xâm nhập vào hàng rào bảo vệ da cũng như

không gây độc cho tế bào sau khi áp dụng

nhiều lần cho tình nguyện khi sử dụng. Điều

này khẳng định rằng những lợi ích đã biết của

việc sử dụng hạt nano ZnO trong kem chống

nắng rõ ràng vượt xa những rủi ro nhận thấy,

nghiên cứu được báo cáo trên Tạp chí

Investigative Dermatology.

Sự an toàn của các hạt nano được sử

dụng trong kem chống nắng là vấn đề gây

tranh cãi trong những năm gần đây, vì các

nghiên cứu tiếp xúc với động vật trước đây

cho thấy sự hấp thụ kẽm của da cao hơn từ

việc áp dụng kem chống nắng ZnO cho da so

với nghiên cứu ở người. Một số nhóm vận

động công đã lên tiếng lo ngại rằng sự xâm

nhập của lớp trên bề mặt da bằng kem chống

nắng có chứa hạt nano ZnO có thể tấn công

vào tế bào sống trong lớp biểu bì và tổn

thương ADN. Do đó, mối lo ngại này cũng có

thể dẫn đến sự suy giảm không mong muốn

trong việc sử dụng kem chống nắng. Một cuộc

khảo sát chống nắng quốc gia năm 2017 của

Hội đồng Ung thư Úc cho thấy chỉ 55% người

Úc tin rằng sử dụng kem chống nắng mỗi ngày

là an toàn, giảm từ 61% vào năm 2014.

Các nhà điều tra tại Úc đã nghiên cứu

sự an toàn của việc áp dụng lặp lại các hạt

nano ZnO được kết tụ áp dụng cho 5 tình

nguyện viên (từ 20 đến 30 tuổi) trong 5 ngày.

Họ được bôi kem chống nắng 6h/1 ngày. Sử

dụng phương pháp chụp cắt lớp đa điểm

huỳnh quang với hình ảnh dưới kính hiển vi,

họ đã chỉ ra rằng các hạt nano vẫn nằm trong

các lớp bề mặt của lớp sừng và lớp da. Các hạt

nano ZnO trên da người cũng được cho trong

ống nghiệm. Và kết quả cho thấy, chúng

không xâm nhập vào lớp biểu bì và không thấy

độc tính tế bào, ngay cả sau khi lặp đi lặp lại

hàng giờ. Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng các

loại kem chống nắng có chứa nano ZnO có thể

được sử dụng nhiều lần cho da với nguy cơ

độc tính tối thiểu. Nhóm nghiên cứu hy vọng

rằng những phát hiện này sẽ giúp cải thiện

niềm tin của người tiêu dùng đối với sản phẩm

kem chống nắng, để mọi người có thể sử dụng

để giảm tia cực tím tốt hơn cho lão hóa da và

các trường hợp ung thư.



**************

Các nhà khoa học Trung Quốc tìm ra cách biến đồng thành vàng

Một nhóm các nhà khoa học Trung

Quốc đến từ Viện nghiên cứu Vật lý Hóa học

Dalian đã công bố nghiên cứu trên tạp chí

Science Advances, mô tả cách họ thành công

biến kim loại đồng bình thường thành một vật

liệu "gần giống" vàng và bạc.

Kim loại này, kết quả của thí nghiệm

của họ, có khả năng hoạt động như chất xúc

tác cho một phản ứng sinh ra cồn từ than –

một việc mà chỉ những kim loại quý như vàng

mới có khả năng làm được.

Các nhà nghiên cứu đã dội một dòng

khí argon nóng và mang điện vào một miếng

đồng. Quá trình này nạp điện cho các nguyên

tử của nó, khiến các electron của chúng dày

đặc hơn và ổn định hơn, khiến vật liệu thu


được gần giống vàng xét về mặt kháng mòn,

oxy hóa và chịu nhiệt độ cao.

Báo cáo nghiên cứu chỉ ra rằng vật liệu

mới làm từ đồng giá rẻ có thể thay thế cho

vàng và bạc đắt đỏ trong việc sản xuất các

thiết bị điện tử, mà yêu cầu một lượng lớn

những vật liệu này.

Loại vật liệu này ít được sử dụng như

loại hàng giả, vì tỷ trọng của nó vẫn giữ

nguyên như đồng, do vậy nó nhẹ hơn vàng

nên hầu như không được lựa chọn để làm các

thỏi vàng hoặc đồng xu vàng giả.



**************

Phát triển công nghệ tận dụng lá kim của cây thông

Với sự trợ giúp của glycerin, lá kim được phân hủy thành các phần lỏng và rắn

Ảnh: Đại học Oregon

Theo các nhà khoa học Anh, công nghệ

chế biến lá kim của các cây thông đón năm

mới và Giáng sinh sau ngày lễ do họ phát triển

sẽ tạo thểm các sản phẩm để làm thuốc nhuộm

và chất tạo ngọt thực phẩm, đồng thời giúp

giảm lượng khí thải carbon dioxide.

Theo Eurekalert.org, các nhà khoa học

ở Đại học Sheffield, Anh, đã phát triển một

công nghệ để lá kim của các cây thông đón

năm mới và Giáng sinh sau ngày lễ không

phải chuyển đến bãi rác, mà được tái chế để

làm thuốc nhuộm và chất làm ngọt thực

phẩm. Hàng năm, có hàng trăm ngàn cây

thông được đưa ra bãi rác, cần nhiều thời gian

để phân hủy so với các loại cây khác. Khi

chúng thối rữa, chúng thải ra một lượng lớn

khí nhà kính.

Được biết, có đến 85% thành phần lá

kim là một loại polymer phức tạp được gọi là

lignocellulose. Cấu trúc của nó làm cho việc

sử dụng lá kim của cây thông làm nguồn năng

lượng sinh học là không có lợi.

Nhà nghiên cứu Cynthia Kartey đã

quyết định tìm cách phân chia các phân tử

lignocellulose phức hợp thành các hợp chất

tương đối đơn giản có giá trị cho ngành hóa

chất.

Với sự trợ giúp của glycerin, lá kim

được phân hủy thành các phần lỏng và rắn.

Đồng thời, phần chất lỏng (dầu sinh học ) có

chứa glucose, axit axetic và phenol. Tất cả

những chất này đều là nguyên liệu thô trong

các công nghệ hóa học khác nhau. Ví dụ, axit

axetic được sử dụng trong sản xuất sơn và chất

kết dính. Các nhà khoa học cũng hy vọng sẽ

tìm ra phương pháp sử dụng cả phần chất rắn.

Các tác giả của công trình nghiên cứu

tin rằng sự ra đời của công nghệ này sẽ giúp

giảm lượng khí thải carbon ở Anh bằng cách

giảm nhập khẩu cây thông Giáng sinh bằng

nhựa và giảm lượng rác thải vào bãi rác và

cũng như lượng khí thải carbon dioxide trong

quá trình phân hủy rác.

Đồng thời, nhóm nghiên cứu hiện đang

tìm hiểu việc sử dụng chất thải thực vật trong

các ngành công nghiệp khác, như khai thác gỗ

hoặc sản xuất bia.



**************

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Công nghệ mới xác định các protein bên trong lượng lớn tế bào


Kho dự trữ thông tin về protein -

những dữ liệu lớn nhất từng được thu thập từ

một tế bào - mang lại cho các nhà khoa học

một cái nhìn rõ ràng nhất của họ về diễn biến

hoạt động của protein bên trong tế bào. Mới

đây, các nhà khoa học đã phát triển một nền

tảng xử lý được điều khiển bằng robot giúp

cải thiện đáng kể quy trình phân tích thông tin

của các loại protein trong khi giảm thiểu hơn

hai độ khuếch đại số lượng tế bào cần thiết.

Công nghệ mới có tên gọi là

nanoPOTS (Nanodroplet Processing in One

Pot for Trace Samples), cho phép các nhà

khoa học xác định hơn 3.000 loại protein từ ít

nhất 10 tế bào trong khi con số này trong các

nghiên cứu trước đây lên tới hàng ngàn tế

bào. "Kỹ thuật phân tích mới giúp xác định

các nguồn năng lượng sạch mới". Nó được

xem là chìa khóa bí mật mở cánh cổng cho

khả năng phát triển nền sản xuất nông nghiệp

bền vững đặc biệt là trong giai đoạn hạn hán

kéo dài. Bên cạnh đó, nó cũng giúp xác định

các dấu hiệu bệnh tiểu đường và ung thư.

Các nhà khoa học tại EMSL, Phòng thí

nghiệm khoa học phân tử môi trường, đã phát

triển nền tảng công nghệ nanoPOTS có khả

năng đo lường các protein trong một lượng

nhỏ chất liệu gần như không thể tưởng tượng

được, giúp giảm thiểu tổn thất mẫu tế bào

cũng như mở rộng quy mô khoa học về phân

tích sinh học. Trước khi nanoPOTS ra đời,

quá trình thu thập và phân phối mẫu tồn tại

rất nhiều hạn chế và các nhà khoa học thường

mất một số bước xử lý để chuẩn bị cho quá

trình phân tích. Cụ thể, một phần nhỏ mẫu

được dán vào các lọ nhỏ, trong đó, các nhà

nghiên cứu sẽ trộn lẫn mẫu với các thuốc thử

phản ứng và chuyển vật liệu được chuẩn bị

sẵn từ ống nghiệm này sang ống nghiệm

khác, từ lọ này sang lọ khác và dụng cụ phân

tích. Chính điều này dẫn đến tổn thất mẫu khi

một số mẫu có thể bị mất ở một giai đoạn nào

đó. Và cũng chính vì sợ bị tổn thất mẫu nên

việc phân tích thường được bắt buộc thực

hiện với hàng nghìn mẫu tế bào, dẫn đến mất

thông tin dữ liệu về cách thức các tế bào được

tổ chức trong hệ thống sinh học. Kết quả là

việc sử dụng các phép đo để giải quyết các

vấn đề về năng lượng, môi trường và sức

khỏe bị hạn chế nghiêm trọng.

Nền tảng nanoPOTS mới sử dụng các

bản kính mang vật thủy tinh có hoa văn với

"các dây nano", cho phép tất cả các quá trình

xử lý mẫu được thực hiện bằng robot với một

giọt chất lỏng chỉ nhỏ hơn một phần mười

nghìn của một thìa cà phê. Việc giảm thiểu

99,5% diện tích bề mặt của các dây nano (so

với ống ly tâm) giúp giảm thiểu, giải quyết

vấn đề tổn thất mẫu và cho phép phân tích các

loại protein trong ít nhất là một ô đơn lẻ để

mang lại kết quả cụ thể. Trong nghiên cứu

được đăng tải trên tạp chí Nature

Communications, các nhà khoa học đã khai

thác NanoPOTS sử dụng phổ kế khối lượng

cực nhỏ của Orbit tại EMSL, một cơ sở sử

dụng khoa học của Bộ Năng lượng, đồng

thời, hợp tác với trường Đại học Florida để

xác định sự khác biệt giữa protein bên trong

cơ thể một người khỏe mạnh và bệnh nhân

tiểu đường.

Nhóm nghiên cứu khẳng định: công

nghệ mới cho phép họ xác định khoảng 2.400

protein trong tế bào của một lớp mô, do đó,

có thể được sử dụng cho các ứng dụng lâm

sàng cũng như các nghiên cứu khoa học khác.



**************

Ống nano làm từ tinh thể protein: Đột phá trong kỹ thuật phân tử sinh học


Một nhóm các nhà khoa học tại Viện

Công nghệ Tokyo (Tokyo Tech) đã thành

công trong việc chế tạo ra ống nano protein từ

các khung siêu nhỏ làm từ các tinh thể protein

thiết kế. Thành tựu mới giúp đẩy mạnh sự

phát triển enzym nhân tạo, các hạt mang tải

siêu nhỏ và hệ thống vận chuyển cho các ứng

dụng y sinh và công nghệ sinh học.

Nhóm khoa học do nhà nghiên cứu

Takafumi Ueno tại Khoa Kỹ thuật

Biomolecular của Tokyo Tech đứng đầu đã

phát triển phương pháp sáng tạo mới giúp lắp

ráp các protein thành ống nano theo trật tự

nhất định.

Các cấu trúc nano protein được thiết kế

riêng mang lại lợi ích nghiên cứu cao, vì chúng

có thể được sử dụng để phát triển các chất xúc

tác đặc biệt và bền vững, các hệ thống phân

phối thuốc và vắc-xin cũng như thiết kế nhiều

vật liệu sinh học tiềm năng khác.

Các nhà khoa học cho biết họ đã gặp

nhiều khó khăn trong quá trình lắp ghép các

cụm protein trong dung dịch nước do protein

tương tác tự do, không theo trật tự trong các

điều kiện nhiệt độ và pH khác nhau.

Phương pháp mới khắc phục những

vấn đề trên bằng cách sử dụng tinh thể

protein, tạo thành một giá đỡ cho các protein

tự lắp ráp vào theo cấu trúc mong muốn.

Phương pháp này có bốn bước như sau:

• chuẩn bị loại protein được thiết kế

• hình thành khung tinh thể protein

• hình thành một tinh thể liên kết chéo

• tách các ống nano protein bằng cách

phá vỡ khung.

Hệ tinh thể bao gồm các cấu trúc lắp

ráp được sắp xếp theo trật tự, giúp kiểm soát

dễ dàng và chính xác các tương tác hóa học

bằng cách liên kết chéo để ổn định cấu trúc

lắp ráp, trong khi đó, không thể đạt được điều

này nếu sử dụng phương pháp liên kết chéo

các protein trong dung dịch.

Các nhà khoa học đã chọn một loại

protein tự nhiên là Rubisco làm khối xây

dựng cho ống nano do theo nghiên cứu trước

đây, cấu trúc tinh thể của RubisCO có tính ổn

định cao, có thể giữ được hình dạng ban đầu.

Sử dụng hình ảnh Kính hiển vi điện tử

truyền qua (Transmission Electron

Microscopy - TEM) tại Phòng phân tích vật

liệu sinh học Suzukakedai của Tokyo Tech,

nhóm nghiên cứu đã xác nhận thành công sự

hình thành các ống nano protein.

Nghiên cứu cũng chứng minh rằng các

ống nano protein có thể duy trì bản chất

enzym của chúng.

Ueno cho biết: "Phương pháp liên kết

chéo của chúng tôi có thể tạo điều kiện cho

việc hình thành khung tinh thể ở vị trí mong

muốn (các vị trí cysteine cụ thể) trong mỗi

ống của tinh thể. Hiện nay, với hơn 100.000

cấu trúc tinh thể protein đã được lưu vào

ngân hàng dữ liệu protein, phương pháp này

có thể được áp dụng cho các tinh thể protein

khác để xây dựng các cụm protein siêu phân

tử, chẳng hạn như lồng, ống, tấm”.

Ống nano trong nghiên cứu có thể

được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác

nhau. Ống nano cung cấp môi trường để tích

tụ các phân tử ngoại sinh có thể được sử dụng

làm nền tảng phân phối trong các lĩnh vực

liên quan đến dược phẩm. Nó cũng có thể

dùng cho chất xúc tác do bản chất khối xây

dựng protein có hoạt tính enzym.



**************

Nghiên cứu lớn nhất về đột biến CRISPR-Cas9 tạo ra công cụ dự đoán cho chỉnh sửa gen


Nghiên cứu lớn nhất về CRISPR cho

đến nay đã phát triển một phương pháp dự

đoán chính xác đột biến CRISPR-Cas9 tạo ra

khi chỉnh sửa gen của một tế bào. Các nhà

nghiên cứu tại Viện Wellcome Sanger đã tiến

hành chỉnh sửa 40.000 mẫu ADN khác nhau

và phân tích một tỷ chuỗi ADN thu được để

tìm hiểu những tác động của việc chỉnh sửa

gen cũng như phát triển một công cụ dự đoán

các kết quả. Điều này sẽ hỗ trợ các nhà

nghiên cứu đang sử dụng CRISPR-Cas9 để

nghiên cứu cơ chế bệnh và thuốc nhắm đích.

Nghiên cứu mới được công bố trên tạp

chí Nature Biotechnology, có thể giúp các nhà

khoa học dự đoán được các trình tự tốt nhất,

giúp cho việc thực hiện chỉnh sửa gen

CRISPR-Cas9 đảm bảo hơn, rẻ hơn và hiệu

quả hơn.

CRISPR-Cas9 là công nghệ chỉnh sửa

gen cho phép các nhà nghiên cứu cắt ADN ở

bất kỳ vị trí nào trong bộ gen, để tạo đột biến

và chặn các gen cụ thể. Công nghệ quan trọng

này được các nhà khoa học trên toàn thế giới

sử dụng để nghiên cứu gen đóng vai trò quan

trọng đối với các trạng thái, bệnh lý khác

nhau, từ ung thư đến các bệnh hiếm gặp. Nó

cũng đang được thử nghiệm để điều chỉnh các

đột biến có hại trong gen của người.

Một RNA định hướng cụ thể liên kết

với một trình tự chính xác của ADN mục tiêu,

điều khiển “cây kéo” Cas9 cắt ADN ở đúng vị

trí mong muốn. Tuy nhiên, rất khó để có thể

dự đoán chính xác những đột biến cuối cùng,

vì những thay đổi tiếp theo thường xảy ra khi

tế bào sửa chữa đoạn đứt, nối lại hai đầu cắt

của ADN.

Để nghiên cứu điều này, các nhà

nghiên cứu đã tạo ra hơn 40.000 cặp ADN

mục tiêu và RNA định hướng khác nhau và

thực hiện chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9. Bằng

cách giải trình tự sâu mỗi cặp trong các tế bào

khác nhau, họ đã có thể phân tích chi tiết cách

thức DNA bị cắt và nối lại. Nhóm nhận thấy

việc sửa chữa phụ thuộc vào trình tự chính

xác của ADN và định hướng cũng như phát

hiện ra nó có thể tái sản xuất trong cùng một

trình tự.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng

số lượng lớn dữ liệu trình tự để tạo ra một

công cụ tính toán bằng máy, tạo ra các quy

tắc chung để xác định kết quả của việc sửa

chữa. Chương trình này được gọi là

FORECasT, cho phép dự đoán trình tự gen

được sửa chữa, chỉ cần sử dụng chuỗi ADN

được nhắm mục tiêu.

Tiến sĩ Luca Crepaldi, Viện Wellcome

Sanger cho biết: "Chúng tôi đã tiến hành

nghiên cứu lớn nhất, toàn diện nhất về

CRISPR-Cas9 cho đến nay, và phân tích hơn

một tỷ chuỗi ADN. Chúng tôi đã chứng minh

được các trình tự mục tiêu cụ thể đã được sửa

chữa bởi tế bào theo cùng một cách, cho thấy

cơ chế tế bào có thể tái sản xuất được”.

Theo tiến sĩ Felicity Allen: "Từ phát

hiện ADN tái tạo tự sửa chữa sau khi chỉnh

sửa CRISPR-Cas9, kết hợp với số lượng lớn

dữ liệu trình tự chúng tôi đã tạo ra, chúng ta

có thể tạo ra một công cụ dự đoán bằng máy

tính. Các công cụ của chúng tôi có khả năng

dự đoán các đột biến chính xác từ việc chỉnh

sửa gen CRISPR-Cas9, chỉ từ chuỗi ADN

mục tiêu. Chúng ta có thể tiết kiệm được thời

gian và tài nguyên cho các ứng dụng

CRISPR-Cas9 trong tương lai, và tất cả các

nhà nghiên cứu đều có thể sử dụng chỉnh sửa

gen để nghiên cứu về các tình trạng sức khỏe

và bệnh tật".

Tiến sĩ Leopold Parts, tác giả của bài

báo cho biết: “CRISPR-Cas9 là một hệ thống

cực kỳ quan trọng trong việc đưa các đột biến

vào ADN để nghiên cứu và các mục đích điều

trị tiềm năng. Nghiên cứu của chúng tôi giúp

các nhà khoa học hiểu rõ hoạt động của nó

và phương pháp chuyển đổi của chúng tôi

giúp dự đoán chính xác hơn ảnh hưởng của

mỗi chỉnh sửa CRISPR-Cas9 trong tế bào. Từ


đó các thí nghiệm chỉnh sửa sẽ được thiết kế

hiệu quả hơn và có thể dẫn đến các ứng dụng

điều trị trong tương lai".



**************

Tạp chí Science bình chọn sự kiện khoa học đột phá của năm 2018

Ảnh minh họa. (Nguồn: Yahoo)

Tạp chí khoa học uy tín Science (Mỹ)

ngày 20/12 đã lựa chọn các công nghệ nghiên

cứu cách ADN định hướng sự phát triển của

các tế bào đơn lẻ theo thời gian là đột phá

khoa học của năm.

Đây là kết quả bình chọn trực tuyến do

tạp chí Science thực hiện và lấy ý kiến của

chính các độc giả. Khoảng 12.000 người đã

lựa chọn công nghệ quan sát sự phát triển ở

cấp độ tế bào là đột phá khoa học của năm

2018.

Tổng biên tập tạp chí Science, Tim

Appenzeller nhận định các công nghệ này đã

tạo ra những thước phim kỳ diệu chưa từng

có về cách thức một tế bào đơn phát triển

thành những mô phức tạp và các cơ quan của

một động vật trưởng thành.

Các chuyên gia cho rằng những biện

pháp này sẽ làm thay đổi khoa học trong các

thập kỷ tới, vén lên tấm màn bí mật sau các

hiện tượng tự nhiên như lão hóa, tái tạo vết

thương và bệnh tật.

Bài viết trên tạp chí Science cho rằng

sự kết hợp các công nghệ này sẽ giúp con

người hiểu khi nào thì các gene trong tế bào

bắt đầu biến đổi để giúp tế bào đó có thể thực

hiện những chức năng đặc thù của mình.

Kết quả là con người sẽ có khả năng

theo dõi sự phát triển của các sinh vật và các

cơ quan từ cấp độ tế bào.

Các biện pháp hiện đại này được xây

dựng dựa trên công trình từng đoạt giải Nobel

Y học 2002 của nhà khoa học John Sulston và

các đồng nghiệp.

Bài viết trên tạp chí khẳng định công

nghệ này đã khởi đầu cho một cuộc cách

mạng tế bào.

Rất nhiều công trình khoa học trong

năm qua đã tập trung vào cách ứng dụng công

nghệ này vào nghiên cứu tế bào con người để

tìm hiểu sự hình thành, tái tạo và những vấn

đề ở cấp độ tế bào khi con người mắc các

bệnh như ung thư, tiểu đường và các dị tật về

thể chất.

Theo vietnamplus.vn, 21/12/2018


**************

Y DƯỢC

Bộ lọc không khí di động có thể cải thiện tình trạng ô nhiễm không khí gây hại cho tim mạch

DPTer

Typewriter

https://csc.edu.vn/tin-hoc-van-phong/tin-hoc-co-ban_36


Bệnh tim mạch được xếp vào một trong

những yếu tố nguy cơ gây tử vong hàng đầu

trên toàn thế giới, và ô nhiễm không khí là một

trong những nguy cơ lớn ảnh hưởng đến sức

khỏe tim mạch. Tuy nhiên chỉ với một can

thiệp đơn giản có thể giúp mọi người có được

chất lượng không khí trong nhà tốt hơn.

Các hạt vi mô trôi nổi trong không khí

mà chúng ta hít phải đến từ các nguồn như việc

đốt nhiên liệu hóa thạch, những đám cháy,

thuốc lá và xe cộ. Những loại hạt này được biết

đến như là những hạt mịn, dạng ô nhiễm không

khí này làm tăng nguy cơ tim mạch và các vấn

đề sức khỏe nghiêm trọng khác.

Robert Brook, MD, một chuyên gia về

y học tim mạch tại Đại học Michigan, cho biết:

“Mặc dù chất lượng không khí đã được cải

thiện trên khắp nước Mỹ trong vài thập kỷ qua,

hơn 88.000 ca tử vong mỗi năm xảy ra ở Mỹ

do phơi nhiễm ô nhiễm không khí hạt mịn”.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã phát

hiện ra rằng một máy lọc không khí di động

có giá thành phù hợp được sử dụng trong nhà

có đủ khả năng để loại bỏ đáng kể những hạt

nhỏ này - một hành động đơn giản có thể bảo

vệ tim.

Một nghiên cứu gần đây được công bố

trên JAMA Internal Medicine cho thấy chỉ

cần ba ngày sử dụng máy lọc không khí giá rẻ

tại nhà đã làm giảm đáng kể sự phơi nhiễm

hạt mịn của người cao tuổi ở đô thị. Máy lọc

không khí cũng làm giảm đáng kể huyết áp

của họ, nguyên nhân hàng đầu gây tử vong

trên toàn thế giới.

“Kết quả cho thấy một sự can thiệp

thực tế đơn giản bằng cách sử dụng các bộ lọc

không khí trong nhà có thể giúp bảo vệ các cá

nhân có nguy cơ bị ảnh hưởng bất lợi của ô

nhiễm không khí từ các hạt mịn”, Brook, tác

giả cấp cao của nghiên cứu cho biết.

Ông đã tiến hành nghiên cứu với các

đồng nghiệp từ Đại học Michigan và Đại học

bang Michigan, bao gồm cả tác giả Masako

Morishita, Tiến sĩ của MSU.

Cải thiện không khí trong nhà

Bởi vì người dân thường dành gần 90

phần trăm thời gian của họ là ở trong các tòa

nhà, các nhà nghiên cứu tập trung vào việc

mọi người tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong

khi họ đang ở trong nhà riêng (không phải ở

nơi làm việc hoặc những nơi khác).

Vì vậy, thay vì khu vực nghiên cưu là

ở đường cao tốc hoặc nhà máy, hoặc thậm chí

là một công viên, Brook và các đồng nghiệp

của ông đã nghiên cứu ô nhiễm không khí ở

phòng khách và phòng ngủ trong nhà ở khu

thu nhập thấp ở Detroit.

45 người cao tuổi tham gia vào nghiên

cứu ngẫu nhiên, phương thức nghiên cứu là

double-blind được thực hiện vào khoảng giữa

mùa thu năm 2014 cho tới mùa thu năm 2016.

95% người tham gia là người da đen; tất cả

đều là những người không hút thuốc.

Mỗi người trải qua ba kịch bản ba

ngày khác nhau: một bộ lọc không khí giả

(một hệ thống lọc không khí không có bộ

lọc), hệ thống lọc không khí hiệu suất thấp và

hệ thống lọc không khí hiệu suất cao.

Những người tham gia được đi về làm

việc của họ một cách bình thường trong thời

gian nghiên cứu, và được phép mở cửa sổ, và

đi ra ngoài thường xuyên như họ muốn.

Huyết áp được đo mỗi ngày, và những người

tham gia đeo thiết bị đo không khí cá nhân để

xác định sự tiếp xúc với ô nhiễm không khí

của họ.

Các nhà nghiên cứu tập trung vào việc

giảm tiếp xúc với chất gây ô nhiễm không khí

và giảm huyết áp trong khoảng thời gian ba

ngày như một dấu hiệu cho thấy tiềm năng của

bộ lọc không khí di động là bảo vệ tim mạch.

Kết quả là, Brook nói rằng việc tiếp

xúc với hạt mịn giảm 40%, và huyết áp tâm


thu giảm trung bình 3,4 mm Hg (huyết áp tâm

thu bình thường được coi là dưới 120 mm Hg;

tăng huyết áp giai đoạn 1 bắt đầu ở 130 và

giai đoạn 2 ở 140).

Brook cũng là một giáo sư về y học

nội khoa tại Trường Y U-M, cho biết:

“Những lợi ích thậm chí còn đậm nét hơn

nhiều ở những người béo phì có huyết áp tâm

thu giảm từ 6 đến 10 mm Hg”.

Và thậm chí với một khoản đầu tư nhỏ

mà có thể gặt hái những lợi ích to lớn: Máy

lọc không khí hiệu quả cao làm giảm mức độ

ô nhiễm ở mức độ cao hơn, nhưng chúng

không làm giảm huyết áp của những người

tham gia đáng kể hơn máy lọc không khí hiệu

quả thấp, với giá thành ở dưới 70 đô la một

thiết bị.

Mô hình liên quan

Nghiên cứu hiện tại đã nghiên cứu các

hiệu ứng tim mạch và chuyển hóa của ô

nhiễm không khí ở những khu vực bị ô nhiễm

nặng, cũng báo cáo một số cải thiện sau khi

triển khai các bộ lọc không khí.

Tuy nhiên, Brook nói rằng báo cáo của

nhóm nghiên cứu bổ sung một sự cân nhắc

quan trọng mới: Nó được tiến hành trong một

môi trường sạch hơn rất nhiều, và môi trường

này đã đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng

không khí hiện tại cho các hạt mịn, những

vẫn cho thấy khả năng giảm phơi nhiễm.

"Trong thời gian nghiên cứu ở Detroit,

mức độ hạt mịn ngoài trời trung bình là 9

microgam trên một mét khối, nằm trong Tiêu

chuẩn Chất lượng Không khí Quốc gia",

Brook cho biết thêm. "Điều này có ý nghĩa

mạnh mẽ rằng những cải thiện chất lượng

không khí hơn nữa vẫn có nhiều lợi ích bảo

vệ tốt hơn sức khỏe cộng đồng".

Nghiên cứu của JAMA Internal

Medicine tiếp tục khác với các nghiên cứu

trước đây thông qua việc tập trung vào người

già và người có thu nhập thấp.

Các nhà nghiên cứu, Brook nói, muốn

khám phá các chiến lược phòng ngừa trong

các tình huống hàng ngày, nơi người già đang

đối phó với các tình trạng sức khỏe khác và

có thể đang trong giai đoạn dùng thuốc.

Gần một nửa số người tham gia trong

nghiên cứu nhỏ này đáp ứng các tiêu chí về

béo phì - và huyết áp trung bình của họ được

xếp vào dạng tăng huyết áp, theo Hiệp hội

Tim mạch Mỹ / American College of

Cardiology 2017.

Đây cũng là nghiên cứu về ô nhiễm và

tim mạch được biết đến đầu tiên tập trung vào

sự kết hợp của ba thành phần: (1) người cao

tuổi có thu nhập thấp, (2) môi trường đô thị ở

Hoa Kỳ và (3) phơi nhiễm cá nhân với các hạt

bụi mịn.

Làm sạch không khí

Mặc dù có những phát hiện trong

nghiên cứu nhỏ này, vẫn cần nhiều nghiên

cứu hơn.

Brook nói: “Vẫn còn sớm khi đề nghị

bệnh nhân của chúng tôi mua các bộ lọc

không khí trong nhà để ngăn ngừa bệnh tim”.

Nhóm của ông có kế hoạch thử nghiệm

phương pháp tiếp cận này trong các quần thể

đa dạng hơn để tìm hiểu xem liệu giảm thiểu

cá nhân trong việc phơi nhiễm hạt mịn có dẫn

đến ít cơn đau tim và các kết quả âm tính

khác liên quan đến huyết áp cao hay không.

Brook cho biết nghiên cứu trong tương

lai cũng phải nghiên cứu ảnh hưởng lâu dài

của sự can thiệp này để xem liệu huyết áp có

giảm sẽ ở mức thấp hơn trong thời gian dài

hơn và dẫn đến ít biến cố tim mạch hơn.

Các tính toán dịch tễ học hiện nay dự

đoán rằng nếu giảm được huyết áp tâm thu

3,2 mm Hg và duy trì được trong khoảng thời

gian từ vài tháng đến nhiều năm, sẽ làm giảm

được 16% các biến cố tim mạch, các tác giả

của nghiên cứu lưu ý.

"Trong khi chờ đợi, các bác sĩ và y tế

xã hội nên đóng một vai trò tích cực trong

việc hỗ trợ thêm vào các quy định về không

khí sạch để nỗ lực cải thiện sức khỏe của

bệnh nhân và gia đình của họ", Brook nói.




**************

Kích thích điện vùng não mới cho thấy sự hứa hẹn điều trị trầm cảm

Các dấu chấm trên đại diện cho vị trí mà điện cực được cấy tạm thời như là một phần của

nghiên cứu mới vào việc sử dụng DBS để điều trị trầm cảm

Một nghiên cứu mới từ Đại học

California, San Francisco - Hoa Kỳ đã phát

hiện ra khi kích thích điện vùng não gọi là vỏ

não orbitofrontal (OFC) dẫn đến những cải

thiện tâm trạng đáng kể cho bệnh nhân bị

trầm cảm từ cấp độ nhẹ đến năng. Kích thích

não sâu (DBS) liên quan đến việc cấy ghép

phẫu thuật được gọi là "máy tạo nhịp não".

Thiết bị này được thiết kế để kích thích điện ở

khu vực cụ thể của não và được sử dụng nổi

bật giúp điều trị giảm chấn động liên quan

đến bệnh Parkinson.

Kích thích não sâu được nghiên cứu

như cách để điều chỉnh các trường hợp

nghiêm trọng của trầm cảm kháng trị, tuy

nhiên, có nhiều nghiên cứu cho đến nay chưa

mang lại kết quả thuyết phục. Một số nghiên

cứu về sử dụng kích thích não sâu để điều trị

trầm cảm chỉ tìm thấy sự khác biệt nhỏ giữa

các đối tượng đang hoạt động và giả dược, và

một số nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng công

việc trước đó đã thất bại do nhắm sai vào

vùng não. Nghiên cứu mới này đã đưa ra khu

vực hiệu quả nhất của não bộ để kích thích

não sâu nhắm đến trầm cảm bằng cách kiểm

tra qua 25 bệnh nhân bị động kinh. Những

bệnh nhân này được sắp xếp để phẫu thuật, sẽ

tạm thời cấy các điện cực vào não để giúp các

bác sĩ phẫu thuật xác định chính xác mô não

cụ thể chịu trách nhiệm về các cơn động kinh

của họ.

Trong khi cấy các điện cực này, nhóm

nghiên cứu đã xác định mối tương quan giữa

tâm trạng và kích thích não ở các vùng khác

nhau. Một loạt các vùng não được cung cấp

dòng điện nhẹ và bệnh nhân sẽ báo cáo những

ảnh hưởng đến tâm trạng của họ. Điều thú vị

là, trong hầu hết các trường hợp, kích thích

não hầu như không ảnh hưởng đến tâm trạng

của bệnh nhân. Tuy nhiên, sự kích thích của

những vùng vỏ não: vùng cảm xúc

(amygdala), vùng insula, và vùng trí nhớ

(hippocampus) thường không có cải thiện tâm

trạng đáng kể, nhóm nghiên cứu đã tiết lộ kết

quả ấn tượng về tâm trạng khi vùng bên của

vùng vỏ não ra quyết định (orbitofrontal

cortex) được kích thích. Vùng não cụ thể này

là một mục tiêu tương đối mới trong nghiên

cứu trầm cảm.

Một nghiên cứu đầu năm 2018 cho

thấy vùng vỏ não OFC có vai trò quan trọng

trong mối quan hệ giữa gián đoạn giấc ngủ và

trầm cảm. Eddie Chang-Tác giả nghiên cứu

cho biết: “OFC được gọi là một trong những

vùng ít được hiểu nhất trong não, nhưng nó

được kết nối rất đa dạng với các cấu trúc não

khác nhau liên quan đến tâm trạng, trầm cảm

và ra quyết định, làm cho nó có vị trí rất tốt

để phối hợp hoạt động giữa cảm xúc và nhận

thức. Chỉ vài phút kích thích nhẹ đối với OFC

dẫn đến những cải thiện gần như ngay lập tức

cho tâm trạng của bệnh nhân bị trầm cảm từ

vừa đến nặng”.

Đây là bước đầu của nghiên cứu, cần

thêm thời gian để xác định rõ hơn về kết quả

của những thử nghiệm này. Vì cấy ghép điện

cực vào não người không phải là cách lý

tưởng nhất để điều trị trầm cảm, nhưng ít nhất

qua nghiên cứu này đã cung cấp thêm bằng

chứng vào giả thuyết rằng trầm cảm và tâm

trạng có thể được điều chỉnh hiệu quả bằng

cách trực tiếp ảnh hưởng đến mạch não.


chí Current Biology.




**************

Các khớp thần kinh nhân tạo được làm từ các dây nano

Ảnh: Forschungszentrum Jülich

Các nhà khoa học từ Jülich cùng với

các đồng nghiệp từ Aachen và Turin đã tạo ra

được một phân tử nhớ (memristive element)

được làm từ các dây nano có chức năng hoạt

động giống như một tế bào thần kinh sinh học.

Hệ thống này có thể lưu và xử lý thông tin,

cũng như nhận được nhiều tín hiệu song song.

Tế bào chuyển đổi điện trở (resistive

switching cell) được chế tạo từ các sợi dây

nano tinh thể oxit đã được chứng minh là ứng

cử viên lý tưởng dùng cho việc chế tạo các bộ

vi xử lý “mô phỏng não người” phỏng sinh

học (neuromorphic), có khả năng tiếp nhận

nhiều chức năng khác nhau của các khớp thần

kinh sinh học và tế bào thần kinh.

Hình ảnh được chụp dưới kính hiển vi

điện tử của một bộ ghi tín hiệu dây nano đơn

(được đánh dấu màu để phân biệt nó với các

dây nano khác trong hình nền). Màu xanh

dương: điện cực bạc; Vàng cam: dây nano;

Màu vàng: điện cực bạch kim. Bong bóng

màu xanh được phân tán trên dây nano.

Chúng được tạo thành từ các ion bạc và tạo

thành một cầu nối giữa các điện cực làm tăng

điện trở.

Nhờ sự tiến bộ nhanh chóng trí thông

minh nhân tạo, giờ đây máy tính có thể tự

động lái xe ô tô, dịch văn bản, đánh bại các

nhà vô địch thế giới môn cờ vua và hơn thế

nữa. Khi đạt được khả năng như vậy, một

trong những thách thức lớn nhất nằm trong

việc nỗ lực tái tạo nhân tạo việc xử lý tín hiệu

trong bộ não người. Trong mạng lưới thần

kinh, dữ liệu được lưu trữ và xử lý ở mức độ

cao tương tự nhau.

Trái lại, các máy tính truyền thống làm

việc xuyên suốt các nhiệm vụ liên tiếp nhanh

chóng và nhận định rõ sự khác nhau giữa việc

lưu trữ và xử lý thông tin nhưng mô phỏng

theo cách không hiệu quả khi sử dụng phân

cứng thông thường.

Theo các chuyên gia, các hệ thống có

chip “neuromorphic” mô phỏng cách thức

hoạt động của bộ não con người mang đến

những lợi thế đáng kể. Thiết bị máy tính sinh

học này có khả năng hoạt động theo cách phi

tập trung, có thể xử lý nhiều tín hiệu thông tin

cùng lúc giống như các tế bào thần kinh trong

não khi được kết nối với nhau bằng mạng.

Nếu một bộ xử lý bị hỏng, một bộ xử lý khác

có thể tiếp nhận chức năng của nó để xử lý.

Tiến sĩ Ilia Valov, thuộc

Forschungszentrum Jülich cho biết: “Với

công nghệ bán dẫn ngày nay, những chức

năng này đã đạt được một trình độ nào đó.

Tuy nhiên, các hệ thống này phù hợp cho các

ứng dụng cụ thể và đòi hỏi nhiều không gian

và năng lượng”.

“Các thiết bị dây nano của chúng tôi

được làm từ tinh thể oxit kẽm, vốn có thể xử

lý và thậm chí lưu trữ thông tin, cũng như cực

kỳ nhỏ và tiết kiệm năng lượng”, nhóm

nghiên cứu Viện Peter Grünberg thuộc Jülich

giải thích.

Trong nhiều năm, các tế bào ghi nhớ đã

được cho là giúp tăng khả năng tiếp nhận chức

năng của các tế bào thần kinh và khớp thần

kinh trong các máy tính sinh học. Chúng thay

đổi điện trở của chúng nhờ vào cường độ và

hướng của dòng điện chạy qua chúng. Trái

ngược với các bóng bán dẫn thông thường, giá

trị điện trở cuối cùng của chúng vẫn còn

nguyên vẹn ngay cả khi dòng điện bị tắt. Do

đó, có máy nhớ có khả năng “học tập cơ bản”.


Để tạo ra những đặc tính này, nhóm

nghiên cứu tại Forschungszentrum Jülich và

Trường Đại học RWTH Aachen đã sử dụng

duy nhất một dây nano oxit kẽm do các nhóm

nghiên cứu Trường Đại học bách khoa ở Turin

sản xuất. Sợi dây nano oxit kẽm có kích thước

mỏng hơn 1000 lần so với sợi tóc, chỉ chiếm

một góc rất nhỏ trong không gian, có khả năng

chuyển đổi nhanh hơn so với bộ nhớ flash.

Sợi nano cung cấp tính năng vật lý mới

đầy hứa hẹn so với các chất rắn khác và được

sử dụng trong một số lĩnh vực khác như phát

triển các loại pin mặt trời, cảm biến, pin và

chip máy tính mới. Quá trình sản xuất ra

chúng rất đơn giản. Để tạo ra một tế bào hoạt

động, cả hai đầu của dây nano phải được gắn

vào các kim loại thích hợp, trong trường hợp

này là bạch kim và bạc. Các kim loại hoạt

động như các điện cực, và ngoài ra, quá trình

giải phóng các ion được kích hoạt bởi một

dòng điện thích hợp. Các ion kim loại có thể

trải rộng trên bề mặt của dây và tạo ra một

cây cầu để thay đổi độ dẫn điện của nó.

Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu lên

kế hoạch sản xuất và nghiên cứu sâu hơn nữa

để phát triển thiết bị.



**************

Sử dụng graphene để phát hiện ALS, các bệnh thoái hóa thần kinh khác

Những điều kỳ diệu của graphene rất

nhiều. Nó có thể kích hoạt các hệ thống điện

linh hoạt, tăng công suất pin mặt trời, lọc các

hạt hạ nguyên tử và cách mạng hóa các thế hệ

pin.

Theo nghiên cứu mới của nhóm nghiên

cứu Trường Đại học Illinois ở Chicago đăng

trên tạo chí ACS Applied Materials &

Interfaces mới đây cho thấy, hiện nay “siêu

vật liệu” này còn có thể được sử dụng để

kiểm tra bệnh xơ cứng teo cơ (ALS) - một

bệnh thoái hóa thần kinh tiến triển.

Khi dịch não tủy từ bệnh nhân ALS

được thêm vào graphene, nó tạo ra sự thay

đổi khác biệt trong các đặc tính dao động của

graphene so với khi dịch từ bệnh nhân đa xơ

cứng được thêm vào hoặc khi dịch từ bệnh

nhân không mắc bệnh thoái hóa thần kinh

được thêm vào graphene. Những thay đổi

riêng biệt này dự đoán chính xác đâu là chất

lỏng của bệnh nhân ALS và đâu là chất lỏng

của MS hoặc đâu là của những người không

mắc bệnh thoái hóa thần kinh.

Graphene là một vật liệu có kích thước

dày một nguyên tử cacbon. Mỗi nguyên tử

cacbon liên kết hóa học với các nguyên tử

cacbon lân cận của nó. Độ đàn hồi của các

liên kết này tạo ra các rung động cộng hưởng,

còn được gọi là các phonon. Khi một phân tử

tương tác với graphene, nó thay đổi những

rung động cộng hưởng theo một cách rất cụ

thể và định lượng.

Vikas Berry, phó giáo sư và trưởng

khoa kỹ thuật tại Đại học UIC cho biết, họ có

thể xác định thời điểm lưỡng cực của phân tử

được thêm vào graphene bằng cách đo những

thay đổi về năng lượng phonon của graphene

do phân tử gây ra.

Dịch não tủy được lấy từ bộ não người

và trung tâm tài nguyên dịch não tủy của các

ngân hàng chất lỏng và mô từ các cá nhân đã

qua đời. Berry, Ankit Mehta, và các đồng

nghiệp của họ đã kiểm tra dịch não tủy từ bảy

người không mắc bệnh thoái hóa thần kinh;

13 người mắc ALS; 03 người bị bệnh đa xơ

cứng và 03 người mắc bệnh thoái hóa thần

kinh chưa rõ ràng.

Berry cho biết: “Chúng tôi đã thấy

những thay đổi độc đáo và khác biệt trong


năng lượng phonon của graphene tùy thuộc

vào chất lỏng từ một người bị ALS, bệnh đa

xơ cứng hay một người không có bệnh thoái

hóa thần kinh. Khi chúng tôi kiểm tra dịch

não tủy từ bệnh nhân ALS, chúng tôi cũng có

thể xác định họ trên 55 tuổi hay nhỏ hơn 55

tuổi dựa trên các chỉ số sắc ký”.

Các tính chất điện tử của graphene đã

được nghiên cứu rộng rãi, nhưng gần đây các

nhà nghiên cứu mới bắt đầu xem xét các thuộc

tính của nó trong việc phát hiện bệnh tật.



**************

Nghiên cứu mới kích thích mọc tóc trên vùng da tổn thương

Bằng cách kích thích xuyên âm giữa

các tế bào da hình tạo lỗ chân lông, các nhà

nghiên cứu đã làm cho lông mọc trở lại trên

vùng da bị tổn thương. Phát hiện này giải

thích rõ hơn tại sao lông không phát triển

bình thường trên da bị thương, và có thể giúp

phát triển các loại thuốc có tác dụng giúp

phục hồi hiệu quả hơn sự phát triển của tóc.

Nghiên cứu của nhóm các nhà khoa

học tại Trường Y khoa Đại học New York

(Hoa Kỳ) được công bố vào tháng 11 trên tạp

chí Nature Communications, đã kiểm tra ảnh

hưởng của các con đường tín hiệu đặc biệt

trong da bị tổn thương của chuột thí nghiệm.

Các thí nghiệm tập trung vào các tế bào

nguyên bào sợi tiết ra collagen, protein cấu

trúc có trách nhiệm duy trì hình dạng và độ

dai của da và tóc.

Các nhà nghiên cứu đã kích hoạt lộ

trình tín hiệu hedgehog sonic mà các tế bào

sử dụng để giao tiếp với nhau. Lộ trình này

rất tích cực trong giai đoạn đầu của sự phát

triển của con người trong bụng mẹ, khi nang

tóc được hình thành, tuy nhiên, lại bị hạn chế

ở vùng da bị tổn thương ở người trưởng thành

khỏe mạnh. Nhóm nghiên cứu cho biết điều

này có thể giải thích tại sao các nang lông

không phát triển tại vị trí da phục hồi sau khi

bị thương hoặc phẫu thuật.

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc kích

thích các nguyên bào sợi thông qua lộ trình

hedgehog sonic có thể kích thích sự phát triển

của lông chưa từng xảy ra trong việc chữa

lành vết thương.

Tái tạo lông trên da bị tổn thương là

một nhu cầu chưa được đáp ứng trong y học

do sự biến dạng bị tổn hại do chấn thương,

bỏng và các tổn thương khác. Tuy nhiên, mục

tiêu trước mắt là phát tín hiệu cho da trưởng

thành quay trở lại trạng thái khởi điểm của nó

để có thể phát triển nang lông mới, không chỉ

trên da bị tổn thương, mà còn với những

người bị hói do lão hóa.

Cho đến nay, các nhà khoa học đều

cho rằng trong quá trình phục hồi, việc hình

thành sẹo và tích tụ collagen trong vùng da bị

tổn hại khiến cho nó không có khả năng mọc

lại lông. Tuy nhiên, hiện nay, họ đã có đáp án

giải thích nguyên nhân rằng tín hiệu trong các

tế bào rất tích cực trong giai đoạn phát triển

trong tử cung, nhưng lại hạn chế trong các tế

bào da trưởng thành.

Phát hiện quan trọng của nghiên cứu là

trong da không được điều trị không có dấu

hiệu của sự phát triển tóc, nhưng được quan

sát thấy trong da đã điều trị, cung cấp bằng

chứng rằng tín hiệu hedgehog sonic là nguyên

nhân của sự phát triển tóc.

Để tránh nguy cơ khối u như trong một

số thí nghiệm khác có thể làm kích hoạt lộ

trình hedgehog sonic, nhóm nghiên cứu NYU

chỉ kích hoạt các nguyên bào sợi nằm ngay

bên dưới bề mặt da nơi rễ nang lông (nhú da)

xuất hiện. Các nhà nghiên cứu cũng tập trung

vào các nguyên bào sợi vì các tế bào này có


thể định hướng một số quá trình sinh học để

chữa bệnh.

Nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy

lông mọc lại trong vòng bốn tuần sau khi bị

thương ở tất cả các con chuột được điều trị,

với chân lông và cấu trúc thân bắt đầu xuất

hiện sau chín tuần.

Nhóm có kế hoạch nghiên cứu thêm về

cách các chất kích thích hóa học và di truyền

của các nguyên bào sợi có thể kích hoạt lộ

trình hedgehog sonic trong da người bị

thương. Mục tiêu của nhóm là trong tương lai

gần sẽ tìm kiếm phương pháp phát triển các

loại thuốc mọc tóc.



**************

Ứng dụng phát hiện thiếu máu bằng cách kiểm tra màu móng tay

Hiện nay, phương pháp kiểm tra thiếu

máu chính xác nhất là lấy mẫu máu và lượng

hồng cầu của bệnh nhân. Rối loạn máu di

truyền được gọi là beta-thalassemia, những

bệnh nhân mắc thường xuyên phải kiểm tra

tình trạng thiếu máu bằng xét nghiệm công

thức máu toàn bộ (CBCs). Nếu phát hiện thiếu

máu nghiêm trọng, thì cần phải truyền máu.

Ứng dụng thử nghiệm được phát triển

bởi Nghiên cứu sinh Rob Mannino đến từ

trường Đại học Emory - Hoa Kỳ, với ứng

dụng này các bác sĩ có thể ước tính khi nào

cần truyền máu cho bệnh nhân bằng cách dựa

vào mức hemoglobin của bệnh nhân. Ứng

dụng của Mannino có thể chấm dứt vấn đề

này, cho phép bệnh nhân kiểm tra nồng độ

hemoglobin của họ ở nhà thường xuyên. Ứng

dụng này được làm việc bằng cách tương tác

bằng màu móng tay với mức hemoglobin.

Trong thử nghiệm của nghiên cứu, tác giả đã

sử dụng hình ảnh móng tay của 337 tình

nguyện viên, họ đều phải làm công thức máu

toàn bộ. Sau đó Rob Mannino dùng một thuật

toán qua 237 trong số 337 hình ảnh, tích hợp

vào ứng dụng và được thử nghiệm trên 100

người tham gia. Dựa vào hình ảnh móng tay

trên điện thoại thông minh, ứng dụng có độ

chính xác cộng hoặc trừ 2,4 gr/ deciliter (so

với chỉ số công thức máu toàn bộ) khi xác

định người nào khỏe mạnh và thiếu máu.

Khi quá trình hiệu chuẩn thông tin cá

nhân được thêm vào, tỷ lệ đó được cải thiện

thành +/- 0,92 gr/deciliter. Để tham khảo,

mức hemoglobin bình thường ở mức 13,5 đến

17,5 gr/deciliter đối với nam và 12,0 đến 15,5

gr/deciliter đối với nữ. Bởi vì móng tay không

chứa melanin, ứng dụng này sẽ thích ứng cho

cả người da trắng và da đen. Công nghệ này

cũng tự động bù cho độ sáng nền và phải

tương thích với nhiều loại điện thoại khác

nhau. Ứng dụng có thể sẽ có mặt trên thị

trường vào mùa xuân năm 2019.

Nghiên cứu này đã được công bố trên

tạp chí Nature!



**************

Mỹ phát triển viên thuốc thông minh


Viên thuốc thông minh có dạng hình chữ Y cho phép lưu lại trong dạ dày đến một tháng trước khi

rời khỏi cơ thể thông qua hệ tiêu hóa Ảnh: Các nhà sáng chế viên thuốc

Các nhà khoa học Mỹ đã phát triển và

thử nghiệm trên lợn viên thuốc thông minh

giải phóng thuốc kháng sinh và theo dõi nhiệt

độ cơ thể, rất hữu ích cho những bệnh nhân

gặp nguy cơ mắc các bệnh truyền nhiễm cao.

Theo tạp chí Advanced Materials

Technologies, một nhóm nghiên cứu gồm các

nhà khoa học ở Viện công nghệ

Massachusetts (MIT), Đại học Draper và

Bệnh viện phụ khoa Brigham (Mỹ) đã phát

triển được những viên thuốc thông minh, có

thể được in trên máy in 3D, giúp giải phóng

thuốc trong dạ dày và theo dõi nhiệt độ trong

suốt một tháng. Ngoài ra, các nhà khoa học

tin rằng phát minh của họ có tiềm năng ứng

dụng lớn hơn nhiều.

Ngay khi bệnh nhân nuốt viên thuốc

này, vỏ của nó sẽ hòa tan và để lộ một thiết bị

nhỏ hình chữ Y. Hình dạng này cho phép viên

thuốc lưu lại trong dạ dày đến một tháng trước

khi rời khỏi cơ thể thông qua hệ tiêu hóa.

Viên thuốc được cung cấp nguồn nuôi

bằng pin bạc oxit nhỏ, nhưng các chuyên gia

đang phát triển các nguồn năng lượng khác.

Trong số đó có cả phương án dùng dịch dạ dày

của người uống thuốc làm nguồn năng lượng.

Thành phần viên thuốc thông minh có

4 ngăn nhỏ có thể chứa thuốc, sẽ được giải

phóng trong vòng vài ngày. Các nhà khoa học

tin rằng cuối cùng họ đã phát triển một loại

thuốc có thể giải phóng thuốc thông qua các

mệnh lệnh từ điện thoại thông minh.

Viên thuốc thông minh cũng có cảm

biến theo dõi nhiệt độ cơ thể và truyền thông

tin đến điện thoại thông minh qua bluetooth.

Trước đây, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các

cảm biến tương tự cho các viên thuốc theo

dõi các chỉ dấu quan trọng của cơ thể, bao

gồm cả nhịp thở và mạch .

Người dùng không cần phải lo lắng về

việc có thể có kẻ nào đó chiếm đoạt thông tin

hoặc cố gắng kiểm soát viên thuốc thông

minh: viên thuốc có tích hợp chức năng bảo

mật, nhờ đó, viên thuốc chỉ có thể giao tiếp

với thiết bị ở khoảng cách gần tầm tay với.

Các nhà nghiên cứu tin rằng một viên

thuốc như vậy có thể rất hữu ích cho những

bệnh nhân gặp nguy cơ mắc các bệnh truyền

nhiễm cao. Ví dụ, những người trải qua hóa

trị liệu hoặc dùng thuốc ức chế miễn dịch có

thể nuốt viên thuốc thông minh và nó sẽ giải

phóng thuốc kháng sinh khi xuất hiện dấu

hiệu nhiễm trùng đầu tiên.

Cho đến nay, nhóm nghiên cứu mới

chỉ thử nghiệm viên thuốc thông minh trên

lợn, nhưng các nhà khoa học tin rằng họ có

thể bắt đầu thử nghiệm trên người trong vòng

2 năm tới.



**************

Phẫu thuật não sẽ ít rủi ro hơn nhờ công nghệ “kim thông minh” mới

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một

công nghệ mới giúp các bác sĩ phẫu thuật não

có thêm một công cụ đặc biệt.

Theo tiết lộ, công nghệ mới sẽ tích hợp

một chiếc kim mỏng có gắn máy ảnh siêu nhỏ

và hệ thống cảnh báo giúp việc điều hướng an

toàn hơn trong quá trình phẫu thuật não.

Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 01/2019 38/59

Các nhà khoa học vừa phát triển một công nghệ mới hỗ trợ phẫu thuật não chính xác hơn nhiều

Hiện nay, việc sử dụng công nghệ hình

ảnh MRI để hỗ trợ phẫu thuật não vẫn còn một

số hạn chế ở góc độ hình ảnh có độ phân giải

chưa đủ để phát hiện các mạch máu cực nhỏ.

Trong quá trình phẫu thuật điều này sẽ

dẫn đến có nguy cơ cao gây chảy máu não

cho bệnh nhân, dẫn đến các biến chứng, thậm

chí là tử vong khi tiến hành làm sinh thiết.

Tuy nhiên, với công nghệ sử dụng

"kim thông minh" hoàn toàn mới, 11 bệnh

nhân tham gia thử nghiệm đều cho thấy tính

chính xác lên tới 98%.

Tác giả công nghệ "kim thông minh"

Robert McLaughlin cho biết, nhóm nghiên

cứu của ông đã phát triển một đầu dò đặc biệt,

bao gồm một sợi có độ dày gần bằng một sợi

tóc người, với một thấu kính nhỏ được tích

hợp vào kim sinh thiết, đường kính chỉ

khoảng 2 mm.

Nhóm nghiên cứu cũng phát triển một

thuật toán xử lý hình ảnh thông minh để tự

động phát hiện các mạch máu nhỏ tới 110

micromet. Khi kim di chuyển tới đâu, hình

ảnh sẽ hiển thị trên màn hình máy tính, nó sẽ

nổi bật màu đỏ khi cảm nhận được mạch máu

gần kim.

Kết quả các nhà đã thử nghiệm "kim

thông minh" trong 11 ca phẫu thuật không

xảy ra biến chứng do đầu dò.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu hy vọng

sẽ thực hiện một số thử nghiệm lớn hơn với

những bệnh nhân phải trải qua sinh thiết não

và họ cũng đang tìm kiếm một nhà sản xuất

thiết bị y tế để giúp đưa "kim thông minh"

sớm ra thị trường.



**************

Tìm ra cách khiến tế bào tuyến tụy sinh sôi để chữa tiểu đường

Một loại cocktail thuốc mới khiến các tế bào beta sản xuất insulin sinh sôi nảy nở - một khám phá có thể dẫn đến việc chữa khỏi bệnh tiểu đường -

Ảnh: Tiến sĩ Ronny Helman

Các nhà khoa học đã phát hiện phương

thuốc mới bằng cách kết hợp harmine, một

alcaloid beta-carboline với một tác nhân khác

được sử dụng để kích thích sự phát triển của

mô xương, khiến các tế bào beta sinh sôi nảy

nở gấp hàng chục lần, mở ra hướng điều trị

bệnh tiểu đường cả thể 1 lẫn thể 2.

Theo The Daily Mail, nhóm nghiên

cứu ở Bệnh viện Mount Sinai ở New York, đã

phát hiện ra rằng một hợp chất có tên là

harmine có thể giúp tăng số lượng các tế bào

tuyến tụy sản sinh insulin.

Các chuyên gia đã pha chế được một

loại cocktail thuốc, khiến các tế bào sản xuất

insulin sinh sôi nảy nở. Được biết, khi bệnh

tiểu đường phát triển, các tế bào tuyến tụy

ngừng hoạt động theo đúng chức năng hoặc

chết, tùy thuộc vào việc đó là bệnh tiểu đường

thể 1 hay thể 2. Harmine, một alcaloid beta-

carboline, lần đầu tiên được phân lập có thể

giúp kích hoạt tuyến tụy.

Ngay từ năm 2015, các nhà khoa học

đã chú ý đến harmine. Hợp chất này đã giúp

cơ thể sản sinh ra các tế bào beta mới.Thực

ra, các số liệu sản sinh đó của harmine không

đặc biệt xuất sắc. Nhưng khi hợp chất

harmine được phối hợp cùng với một tác nhân

khác cũng được sử dụng để kích thích sự phát

triển của mô xương thì các tế bào beta đã

được hình thành gấp hàng chục lần.

Vì vậy, khi không điều trị với harmine,

các tế bào tuyến tụy sinh sôi nảy nở với tốc


độ 0,2% mỗi ngày. Nhưng khi sử dụng hợp

chất harmine, chỉ số này tăng lên 2% mỗi

ngày. Còn nếu kết hợp các loại thuốc điều trị

với hợp chất harmine, tỷ lệ đó tăng lên 5-8%

mỗi ngày. Theo các chuyên gia, sự kết hợp

của các phương thuốc này sẽ giúp chữa khỏi

bệnh tiểu đường cả thể 1 lẫn thể 2.

Được biết, theo Trung tâm kiểm soát

và phòng ngừa dịch bệnh ( Mỹ), hiện có

khoảng 30,3 triệu người Mỹ, khoảng 9,4%

dân số nước này, mắc bệnh tiểu đường.

Nếu không được điều trị, bệnh tiểu

đường có thể dẫn đến các biến chứng nghiêm

trọng về sức khỏe như tổn thương thận, tổn

thương mắt, bệnh tim, đột quỵ và thậm chí

mù. Việc mất các tế bào beta có liên quan đến

việc gây ra bệnh tiểu đường thể 1.

Gần đây, các nhà khoa học đã phát

hiện ra rằng việc thiếu số lượng tế bào beta

hoạt động có thể góp phần vào sự phát triển

của bệnh tiểu đường thể 2.Theo tiến sĩ

Andrew Stewart, tác giả chính của công trình

nghiên cứu, hiện vẫn chưa có loại thuốc tiểu

đường nào có thể tái tạo tế bào beta ở những

bệnh nhân mắc bệnh này và phát hiện này sẽ

giúp khắc phục thiếu sót đó.



**************

Các loại thuốc mới để điều trị nghiện cần sa

Một loại thuốc thử nghiệm làm tăng

hóa chất giống cần sa có thể giúp giảm triệu

chứng cai nghiện và sử dụng cần sa ở những

người đàn ông phụ thuộc hoặc mắc chứng rối

loạn sử dụng cần sa. Phát hiện này được công

bố trên tạp chí Lancet Psychiatry, lần đầu tiên

cho thấy những người đàn ông mắc chứng

phụ thuộc cần sa hoặc rối loạn sử dụng cần sa

được điều trị bằng chất ức chế axit béo amide

hydrolase (FAAH) PF-04457845 sử dụng ít

cần sa hơn và ít gặp phải triệu chứng cai

nghiện hơn giả dược.

Phương pháp điều trị hoạt động bằng

cách ngăn chặn FAAH, một loại enzyme phá

vỡ một hóa chất endocannabinoid tự nhiên

chính trong não gọi là anandamide, hoạt động

trên các thụ thể cannabinoid trong não như cần

sa. FAAH ít hơn có nghĩa là mức anandamide

cao hơn, có khả năng cải thiện tâm trạng và

giảm lo lắng. Thử nghiệm ngẫu nhiên giai

đoạn 2 được thực hiện bởi Đại học Yale và

thấy 70 người đàn ông trong độ tuổi từ 18 đến

55 nhận được PF-04457845 hoặc giả dược phù

hợp trong 4 tuần. Tất cả những người tham gia

được nhập viện trong tuần đầu tiên để đạt

được việc cai cần sa, và sau đó được xuất viện

để tiếp tục điều trị 3 tuần còn lại với tư cách là

bệnh nhân ngoại trú. Tuân thủ thuốc đã được

kê đơn bằng cách gọi video và số lượng thuốc,

và chứng thực bằng nồng độ trong máu hàng

tuần của PF-04457845 và anandamide. Sử

dụng cần sa được đánh giá bằng cách tự báo

cáo và sàng lọc nước tiểu cho mức độ của chất

chuyển hóa THC THC-COOH.

Các vấn đề về giấc ngủ, đặc trưng của

việc cai cần sa, được đánh giá bằng bảng câu

hỏi và đo đa ký giấc ngủ (polysomnography) ,

một xét nghiệm ghi lại sóng não, nồng độ oxy

trong máu, nhịp tim, nhịp thở, và chuyển

động mắt và chân qua đêm. Khi bắt đầu

nghiên cứu, những người tham gia đã hút

thuốc trung bình hơn ba lần cần sa mỗi ngày.

Trong tuần đầu tiên là bệnh nhân nội trú tại

bệnh viện, việc sử dụng cần sa trong cả hai

nhóm giảm xuống còn không. Những người

được điều trị bằng PF-04457845 đã báo cáo ít

triệu chứng cai nghiện cần sa hơn bao gồm

trầm cảm, khó chịu và lo lắng so với những

người dùng giả dược. Vào thời gian cuối của


4 tuần, nhóm PF-04457845 báo cáo việc sử

dụng cần sa ít hơn so với nhóm giả dược

(trung bình 0,40 so với 1,27 lần mỗi ngày) và

cũng có lượng THC-COOH trong nước tiểu

thấp hơn. Ngoài ra, cải thiện giấc ngủ nói

chung đã được ghi nhận so với giả dược.

Ngược lại, việc giảm thời gian ngủ sâu xảy ra

ngay sau khi kiêng trong nhóm giả dược, phù

hợp với bằng chứng rối loạn giấc ngủ trong

hội chứng cai nghiện cần sa.

Trưởng nhóm nghiên cứu Giáo sư

Deepak Cyril D'Souza, từ Đại học Y Yale,

cho biết: “Rất nhiều loại thuốc khác đã được

thử nghiệm về khả năng giảm sử dụng và thu

hồi cần sa, nhưng cho đến nay vẫn chưa có

loại thuốc nào hoạt động ổn định chống lại

cả triệu chứng cai và tái phát. Hơn nữa,

không giống như cần sa hoặc thành phần

hoạt chất chính là delta-9

tetrahydrocannabinol (THC), các chất ức chế

FAAH dường như không có tác dụng tâm sinh

lý hoặc bổ ích, do đó không có khả năng bị

lạm dụng. 'PF-04457845 được dung nạp tốt.

Tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu hơn để

chứng minh rằng PF-04457845 an toàn và

hiệu quả trong một mẫu lớn hơn của các cá

nhân tìm kiếm điều trị, đặc biệt là phụ nữ và

trong các môi trường ngoại trú khác trong

thời gian dài”.

Cần sa vẫn là loại thuốc giải trí bất hợp

pháp được sử dụng rộng rãi nhất ở Anh,

nhưng ở Mỹ, nó là hợp pháp về mặt y tế ở

hầu hết các tiểu bang và hợp pháp để sử dụng

giải trí ở 10 tiểu bang. Nghiên cứu cho thấy

rằng 10% người dùng thường xuyên trở nên

phụ thuộc vào nó, với nguy cơ nghiện cao

hơn nếu bắt đầu ở tuổi thiếu niên hoặc nếu

được sử dụng mỗi ngày. Người dùng thường

xuyên bỏ thuốc có thể bị các triệu chứng cai

như thèm thuốc, khó ngủ, thay đổi tâm trạng,

cáu gắt và bồn chồn.



**************

Viên nang cảm biến giúp xác định hàm lượng khí trong ruột

Viên nang có thể tiêu hóa mới được

sáng chế để đo lượng khí trong ruột vừa trải

qua giai đoạn thử nghiệm đầu tiên trên người.

Cảm biến được thiết kế để có thể nuốt được

có khả năng thay đổi cách thức chẩn đoán các

bệnh rối loạn đường tiêu hóa cũng như đưa ra

cái nhìn mới về hoạt động của các loài vi

khuẩn đóng vai trò quan trọng trong hệ vi

sinh vật đường ruột.

Quần thể vi sinh vật đường ruột liên

tục sản xuất nhiều loại khí trong quá trình

tương tác với những phần thức ăn không

được hấp thụ. Khí hidro, cacbon dioxit, nito,

và oxy được sản xuất với khối lượng khác

nhau và gây ra những triệu chứng khó chịu

của hội chứng ruột kích thích (IBS).

Cảm biến mới của nhóm nghiên cứu

mang đến một khái niệm mới trong điều trị

các bệnh rối loạn tiêu hóa. Họ cho biết đã

phát hiện ra những cơ chế miễn dịch mới

chưa từng được ghi nhận trước đó.

Trưởng nhóm nghiên cứu Kourosh

Kalantar-zadeh cho biết: “Chúng tôi phát hiện

ra rằng dạ dày tiết ra các chất có tính oxy

hóa để phá hủy và loại bỏ những hợp chất lạ

có trong dạ dày trong thời gian dài bất

thường, nhờ đó, bảo vệ dạ dày khỏi những sự

xâm nhập của những vật thể lạ. Cơ chế miễn

dịch như vậy chưa từng thấy trong báo cáo

nào trước đây”.

Hiện nay, các chuyên gia y tế thường

gặp nhiều khó khăn trong việc đánh giá chính

xác nồng độ khí ga trong ruột. Những biện

pháp như xét nghiệm hơi thở hoặc luồn ống

qua đường miệng thường không chính xác, dễ


gây xâm lấn và mang lại cảm giác khó chịu

cho bệnh nhân. Bên cạnh cung cấp dữ liệu,

thông tin chính xác về nồng độ của các loại

khí ga trong ruột, cảm biến mới còn là một

phương pháp hoàn toàn mới để phân tích hoạt

động của hệ vi sinh vật trong cơ thể.

Kalantar-zadeh cho biết: “Trước đây,

chúng tôi thường phải lấy mẫu và phân tích

các mẫu chất thải của người bệnh hoặc thực

hiện phương pháp phẫu thuật để nghiên cứu

hoạt động của quần thể vi sinh vật đường

ruột. Tuy nhiên, kết quả đánh giá không phản

ánh hệ vi sinh vật vùng tại thời điểm đó. Viên

nang của chúng tôi mang đến một phương

pháp tiếp cận không xâm lấn để đánh giá

hoạt động của hệ vi sinh vật”.

Nghiên cứu mới nhất được thực hiện

tại trường Đại học RMIT và Monash

Australia, đã thành công trong giai đoạn đầu

tiên thử nghiệm trên người, cho thấy viên

nang cảm biến hoạt động an toàn và phát huy

tác dụng ở mọi đối tượng. Các kết quả ban

đầu mang đến những hiểu biết mới đầy thuyết

phục về hoạt động hệ tiêu hóa, trong đó bao

gồm đánh giá nồng độ oxy trong ruột.

“Thử nghiệm thực tế cho thấy việc

thực hiện một chế độ ăn rất nhiều chất xơ là

nguyên nhân dẫn đến nồng độ oxy cao trong

ruột”, Kalantar-zadeh cho biết. “Điều này trái

ngược với nhận định trước đây cho rằng

trong ruột không chứa khí oxy. Thông tin mới

và hữu ích này có thể giúp chúng tôi hiểu rõ

hơn về nguyên nhân dẫn đến các bệnh suy

nhược như ung thư ruột”.

Nhóm nghiên cứu hiện đang kêu gọi

tài trợ để chuyển sang giai đoạn hai của thử

nghiệm ở người trước khi viên nang được sử

dụng rộng rãi trong khám chữa bệnh thực tế.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí

Nature Electronics.



**************

Băng tay công nghệ cao có thể ngăn ngừa tử vong do động kinh vào ban đêm

Băng tay công nghệ cao phát hiện các

cơn động kinh vào ban đêm trước khi chúng

bắt đầu có thể giúp hàng ngàn người bị động

kinh. Thiết bị này được đeo ở phần bắp tay,

hoạt động bằng cách theo dõi nhịp tim của

bệnh nhân trong khi họ ngủ. Mỗi năm, hàng

trăm người ở Anh đột ngột tử vong do lên cơn

động kinh, điển hình là vào ban đêm, thường

là do bệnh nhân bị ngạt thở trên giường trong

khi bị co giật nằm úp mặt, hoặc vì họ nôn

mửa trong cơn co giật và nghẹn. Trong hơn

một nửa số bệnh nhân động kinh, người ta đã

chứng minh rằng có một sự gia tăng đột ngột

của nhịp tim trong vài phút hoặc lâu hơn

trước khi một cơn động kinh xảy ra.

Khi đeo băng tay này, nó sẽ nhận biết

được nhịp tim tăng đột ngột, phát ra âm thanh

báo động để đánh thức bệnh nhân trước khi

cơn động kinh xảy ra và cũng gửi một cảnh

báo qua điện thoại thông minh cho người

chăm sóc hoặc thành viên trong gia đình.

Thiết bị này được gọi là NightWatch, có thể

làm giảm số người tử vong do bệnh động

kinh (SUDEP) phần lớn xảy ra ở ban đêm.

Khoảng 600.000 người ở Anh mắc chứng

động kinh tỉ lệ là 1/103 người. Động kinh là

triệu chứng phổ biến nhất của tình trạng này

và xảy ra khi các xung điện truyền thông điệp

giữa các tế bào trong não bị gián đoạn.

Một số người trải qua cơn động kinh

như trong vài giây hoặc vài phút; có những

người mất ý thức và bị co giật. Thuốc để điều


trị bệnh động kinh đều có sẵn trên thị trường,

nhưng có tới 30% bệnh nhân không đáp ứng

với những loại thuốc này và có thể cần điều

trị xâm lấn hơn, chẳng hạn như phẫu thuật để

loại bỏ phần não bị ảnh hưởng bởi các cơn

động kinh. Một số bệnh nhân sử dụng cảm

biến dưới nệm để phát hiện cơn động kinh

trong khi ngủ. Nhưng chúng chỉ được kích

hoạt khi cơn động kinh đã xảy ra và nghiên

cứu cho thấy, bị bỏ lỡ tới 3 trong số 4 cơn

động kinh.

Ngược lại, băng tay sẽ dự đoán sự khởi

đầu của triệu chứng, phát ra âm thanh báo động

để đánh thức bệnh nhân và báo cho người chăm

sóc cần thiết. Nó hoạt động bằng cách đo nhịp

tim trong các mạch máu ở cánh tay trên, có thể

tăng 10 nhịp mỗi phút trong vài phút hoặc lâu

hơn trước khi bắt đầu cơn động kinh. Các nhà

khoa học tại Đại học Công nghệ Eindhoven, Hà

Lan đã thử nghiệm vòng đeo tay NightWatch

trên 29 người bị động kinh trong hơn 65 đêm,

so sánh nó với một cảm biến nệm. Kết quả,

được công bố trên tạp chí Neurology, cho thấy

chiếc băng tay đã phát hiện 85% tất cả các cơn

động kinh nghiêm trọng vào ban đêm, cảm biến

nệm chỉ 21%.



**************

Khứu giác cảm sinh do điện mở đường cho "ốc mũi cấy ghép"

Thiết bị ốc tai cấy ghép giúp người điếc

nghe được bằng cách kích thích điện dây thần

kinh thính giác của họ, tuy nhiên, thiết bị

tương tự dành cho người bị mất khứu giác hiện

nay chưa có. Nghiên cứu mới cho thấy rằng

những người mất khứu giác cũng có hy vọng

sẽ được cấy ghép điện trong tương lai gần.

Trong một nghiên cứu của các nhà

khoa học tại Viện mắt và tai Massachusetts

(Hoa Kỳ) liên kết với Harvard, năm đối tượng

thử nghiệm được đặt điện cực nội soi trong

khoang xoang của họ. Những người tham gia

trong độ tuổi từ 43 đến 72 tuổi, tất cả mọi

người đều có khứu giác bình thường, được

xác nhận bằng xét nghiệm xác định mùi của

40 món đồ.

Sau đó những điện cực này được sử

dụng để kích thích các dây thần kinh kết nối

với hành khứu giác, phần não bộ xử lý và

chuyển tiếp thông tin về mùi từ mũi, của từng

cá nhân. Ba trong số những người tham gia

cho biết họ ngửi thấy các mùi như hành tây

và chất sát trùng, cùng với mùi chua và mùi

trái cây, cảm nhận về những mùi này được

làm giả bởi sự kích thích điện.

Dựa trên những kết quả này, nhóm

nghiên cứu hy vọng rằng trong tương lai gần,

các thiết bị cấy ghép có thể hỗ trợ phát hiện

các phân tử mùi khác nhau đi vào mũi và

phản ứng bằng cách kích thích hành khứu

giác cho phù hợp. Công nghệ này đặc biệt

nhằm vào những người không thể ngửi thấy

mùi do tổn thương dây thần kinh, vì các

nguyên nhân khác gây ra chứng mất khứu

giác thường có thể được điều trị bằng các

phương pháp khác.

Hiện tại, chưa có giải pháp khả thi

trong điều trị những bệnh nhân này, các

chuyên gia y tế hy vọng trong tương lai gần

có thể tái thiết lập mùi ở những người không

có khả năng nhận biết mùi. Nghiên cứu mới

chứng minh các xung điện đến bóng khứu

giác có thể tạo ra nhận thức về mùi và đây

được coi là là kết quả rất khả quan.

Nghiên cứu gần đây đã được công bố

trên Diễn đàn Quốc tế về Dị ứng và Mũi học.




**************

Miếng dán Microneedle chữa lành cơ tim sau cơn nhồi máu cơ tim

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ

Trung Quốc và Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng

sử dụng miếng dán microneedle được thiết kế

đặc biệt cho cơ tim bị tổn thương trong cơn

nhồi máu cơ tim có thể thúc đẩy sự phát triển

của tế bào cơ. Trong bài báo cáo trên tạp chí

Science Advances, nhóm đã giải thích các cơ

chế của miếng vá và hiệu quả của nó khi thử

nghiệm trên động vật.

Khi xảy ra cơn đau tim, máu thường

ngừng chảy đến một số bộ phận của cơ tim,

gây chết tế bào và tổn thương cho tim. Trong

hầu hết các trường hợp, các thương tổn là

vĩnh viễn, khiến bệnh nhân bị suy giảm chức

năng tim. Trong những năm gần đây, các nhà

khoa học đã cố gắng áp dụng các tế bào gốc

vào cơ tim bị tổn thương để chữa lành nhưng

nghiên cứu không thu được kết quả tốt. Các tế

bào gốc phải được tiêm vào cơ tim, và hầu

như những tế bào này đều không sống được.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên

cứu đã sử dụng tấm dán với các đầu kim siêu

nhỏ (microneedle) tại các vùng bị tổn thương

để đưa các tế bào gốc vào và thúc đẩy sự phát

triển của các tế bào cơ tim. Cách hoạt động

của miếng dán là các đầu kim sẽ mở ra các vi

mạch, đưa các tế bào gốc trực tiếp đến các tế

bào tim và thúc đẩy tương tác giữa hai loại tế

bào. Miếng dán là một tấm màng mỏng gọi là

MN-CSC. Trong quá trình thử nghiệm, nhóm

nghiên cứu đã sử dụng các miếng dán có kích

thước 0,5 cm x 0,5 cm.

Kỹ thuật mới cần phải mổ tim để có

thể tiếp cận vùng bị hư hại. Tiếp theo, một

miếng dán microneedle được dán trực tiếp lên

vùng bị tổn thương. Sau đó bác sỹ sẽ khâu vết

rạch và bệnh nhân chờ phục hồi. Các miếng

dán sẽ phải được gỡ bỏ trong lần mổ thứ hai.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm miếng dán

trên chuột và lợn. Kết quả thu được là số

lượng tế bào chết giảm xuống và tế bào cơ

cũng được thúc đẩy phát triển, dẫn đến sự

phát triển của mô cơ tim mới.

Nhóm nghiên cứu cho biết họ không

gặp phải bất kỳ tác dụng phụ bất ngờ nào.

Miếng dán này có tính tương thích sinh học

và hoạt động như mong đợi. Trước khi

chuyển sang thử nghiệm ở người, họ dự định

sẽ nghiên cứu thêm các cách để áp dụng

miếng dán mà không cần phải phẫu thuật tim

hở và để làm cho miếng vá có thể hòa tan

tương thích với cơ thể.



**************

Anh bào chế siêu vitamin A giúp trị các bệnh thần kinh


Rau cải Brussels rất giàu vitamin A. Ảnh: Shutterstock

Với việc phát triển một phiên bản siêu

vitamin A tổng hợp, các chuyên gia Anh hy

vọng sẽ tiến một bước gần hơn tới việc điều

trị các bệnh alzheimer, parkinson và bệnh

thần kinh vận động.

Theo The Daily Mail, các nhà khoa

học ở các trường đại học Aberdeen và

Durham (Anh) khẳng định khi vào cơ thể

người, vitamin A bị phân rã thành a xít

retinoic, rất quan trọng cho sự phát triển của

hệ thần kinh.

Theo các chuyên gia Anh, phiên bản

tổng hợp của siêu vitamin A thực sự có thể

cứu giúp loài người thoát khỏi bệnh

alzheimer, bệnh parkinson, bệnh Lou Gehrig

(bệnh xơ cứng teo cơ một bên), bệnh thần

kinh vận động. Lấy cảm hứng từ rau cải

Brussels, họ đã phối hợp với các nhà nghiên

cứu ở Công ty phát triển hóa học High Force

Research đặt ra mục tiêu tổng hợp một loại

thuốc chống alzheimer trên cơ sở vitamin A

trong một dự án trị giá 250.000 bảng trong 2

năm. Được biết, ngoài cải Brussels, vitamin A

còn có nhiều trong các loại rau như rau mầm

và cà rốt.

A xít retinoic giúp sự phát triển của

mắt, não khi bào thai còn trong bụng mẹ. Nó

rất quan trọng đối với sự tăng trưởng và phục

hồi các dây thần kinh kiểm soát cảm giác,

chuyển động và hoạt động của não. Mà các

bệnh thoái hóa thần kinh có liên quan đến tổn

thương các dây thần kinh này. Các tình trạng

như alzheimer, parkinson và bệnh thần kinh

vận động có thể được kích hoạt do sự tổn

thương các dây thần kinh này, khiến người

bệnh mất kiểm soát cơ bắp, làm gián đoạn và

giảm hoạt động của não, thậm chí gây tử vong.

Các chuyên gia hy vọng rằng nồng độ a xít

retinoic cao sẽ làm chậm quá trình tổn thương

thần kinh và tăng số lượng tế bào thần kinh.

Giáo sư McCaffery giải thích rằng rất

cần phát triển một phiên bản siêu vitamin A

để chữa trị các bệnh thần kinh và phiên bản

siêu vitamin A này đang tạo ra sự khác biệt, ít

nhất là trong phòng thí nghiệm. Thuốc siêu

vitamin A cũng có thể có lợi cho bệnh ALS

(bệnh Lou Gehrig) ảnh hưởng đến các cơ

cánh tay, chân, miệng và hệ hô hấp.



**************

Chiến lược mới giúp đánh bại các tế bào ung thư kháng trị liệu

Nghiên cứu mới tìm ra cách để giải quyết các tế bào ung thư kháng trị liệu

Các nhà khoa học do tiến sĩ Gaetano

Gargiulo, Trung tâm Y học Phân tử Max

Delbrück thuộc Hiệp hội Helmholtz (Đức)

làm trưởng nhóm đã phát triển một chiến lược

đầy hứa hẹn có thể đánh bại các tế bào ung

thư còn sót lại sau quá trình hóa trị liệu. Các

kết quả thử nghiệm đã được công bố trên tạp

chí Experimental Medicine mới đây.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm

phương pháp mới này trên ung thư phổi, luôn

có các tế bào có thể né tránh được hóa trị.

Trên thực tế, việc tiếp xúc với hóa trị liệu có

thể biến đổi tế bào quá mức khiến cho chúng

trở nên rất khó điều trị.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO),

ung thư phổi là một trong những căn bệnh


ung thư phổ biến nhất trên toàn thế giới và là

nguyên nhân gây tử vong do ung thư đứng

hàng đầu. Số liệu của WHO năm 2018 ước

tính có 2,09 triệu người đang sống chung với

căn bệnh ung thư phổi và căn bệnh này sẽ gây

tử vong cho 1,76 triệu người trong năm nay.

Ung thư phổi không phải là một bệnh

mà chia ra nhiều dạng ung thư khác. Phương

pháp hóa trị liệu ngăn chặn các tế bào phân

chia thường thành công, nhưng chúng cũng

có thể gây hại cho các tế bào khỏe mạnh và

gây ra các tác dụng phụ không mong muốn.

Hơn nữa, các tế bào ung thư trong các khối u

rất tích cực, chúng thường vẫn sống sót trong

quá trình điều trị và tự biến đổi thích ứng.

Tiến sĩ Gargiulo cho biết rằng: “Các tế

bào ung thư còn sót lại đặc biệt nguy hiểm vì

chúng đã biến đổi theo cách rất khó điều trị

khiến các bác sỹ rất khó khăn trong việc ra

quyết định lựa chọn cách điều trị tiếp tục”.

Nhóm nghiên cứu tiến hành thử

nghiệm các tiếp cận mới này trên chuột thí

nghiệm cho mắc bệnh ung thư phổi không tế

bào nhỏ để tăng mức độ phong phú của một

loại enzyme thúc đẩy ung thư. Enzyme này

được gọi là Enhancer of Zeste 2 (EZH2), và

nó chặn một số gen ức chế khối u mà thường

ngăn chặn sự phân chia tế bào không kiểm

soát được.

Các thử nghiệm lâm sàng hiện cũng

đang được tiến hành để điều tra về các loại

thuốc chống ung thư ngăn cản EZH2 phục hồi

chức năng các gen ức chế khối u. Nhóm

nghiên cứu đã đưa một trong những loại

thuốc này vào những con chuột và quan sát

những gì đã xảy ra. Lúc đầu, như mong đợi,

thuốc ngăn chặn các tế bào khối u nhân

lên.Tuy nhiên, sau một thời gian, họ phát hiện

ra rằng phản ứng viêm với điều trị lại giúp

cho các khối u tiếp tục tăng trưởng. Việc điều

trị này đã khiến các tế bào ung thư trở nên

hung dữ hơn. Do vậy, nhóm nghiên cứu quyết

định sử dụng phát hiện này như là một chiến

lược tiềm năng nhằm có thể kiểm soát trước

các biểu hiện của các tế bào ung thư. Họ ví

quá trình này giống như quy trình chơi cờ

vua, trong đó mỗi người chơi cố gắng đoán

trước những động thái của người khác và

buộc họ phải hành động cụ thể để thắng lại

đối phương.

Tuy nhiên nghiên cứu mới chỉ ở giai

đoạn đầu tiên nên cần nhiều nghiên cứu

chuyên sâu trước khi tiếp cận nghiên cứu lâm

sàng.



**************

Phương pháp thử máu mới phát hiện ung thư sớm

Nhóm nghiên cứu ung thư do TS.

Daniel De Carvalho dẫn đầu tại Trung tâm

Ung thư Princess Margaret đã kết hợp các kỹ

thuật “sinh thiết lỏng”, các biến đổi biểu sinh

và nghiên cứu cơ học để phát triển một

phương pháp thử máu giúp phát hiện và phân

loại bệnh ung thư ở giai đoạn đầu.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí

Nature, không chỉ mô tả phương thức phát

hiện ung thư mà còn hứa hẹn khả năng phát

hiện ung thư ngay từ giai đoạn sớm, thậm chí

trước cả khi các triệu chứng bắt đầu biểu

hiện, nhờ đó, việc điều trị cũng dễ dàng hơn.

Ts. Daniel De Carvalho cho biết: “Cho

đến thời điểm này, chúng tôi rất hài lòng với

nghiên cứu. Một trong những vấn đề với bệnh

ung thư là làm thế nào để phát hiện bệnh

sớm. Khó khăn của chúng tôi là tìm ra được

tế bào đột biến trong máu với tỉ lệ

1/1.000.000.000, đặc biệt là ở giai đoạn đầu,

khi mà lượng ADN khối u ở mức thấp nhất”.


Các nhà khoa học tiến hành phân tích

các biến đổi biểu sinh thay vì tế bào đột biến,

họ đã xác định được hàng ngàn dạng biến đổi

đặc trưng với mỗi loại ung thư. Sau đó, bằng

phương pháp tiếp cận sử dụng dữ liệu lớn, họ

áp dụng nghiên cứu cơ học tạo ra chất phân

loại có khả năng phát hiện sự hiện diện của

ADN ung thư trong mẫu máu và xác định loại

ung thư. Như vậy, về cơ bản, tỷ lệ phát hiện

bệnh đã được tăng lên gấp nhiều lần.

Nhóm nghiên cứu tìm ra nguồn gốc và

dạng ung thư bằng cách so sánh 300 mẫu u

bệnh của các loại ung thư: phổi, tuyến tuỵ,

ruột già, vú, bạch cầu, bàng quang và thận, và

mẫu máu ở những người khoẻ mạnh đã được

xét nghiệm trước đó. Trong tất cả các mẫu,

ADN huyết tương “trôi nối” khớp với DNA u

bệnh. Các chuyên gia đã mở rộng quy mô

nghiên cứu và phân tích và đã thành công

trong việc khớp được hơn 700 mẫu máu và u

bệnh từ nhiều loại ung thư khác.

Nhóm cho biết bước tiếp theo sẽ là

hợp thức hoá phương pháp mới bao gồm phân

tích số liệu từ các nghiên cứu sức khoẻ dân số

đang được thực hiện tại nhiều quốc gia, với

các mẫu máu được thu thập trước chẩn đoán

ung thư từ vài tháng đến vài năm. Sau đó,

phương pháp mới cần phải được thông qua để

sử dụng trong các nghiên cứu tiếp theo trong

việc sàng lọc ung thư.



**************

Tăng trưởng khối u được thúc đẩy bởi các tế bào tủy xương ở bệnh ung thư vú

Các khối u ung thư vú cần các tế bào nguyên bào sợi từ mô vú xung quanh để phát triển và lây lan

sang các bộ phận khác của cơ thể

Nghiên cứu mới, được công bố trên

Tạp chí Experimental Medicine, cho thấy cơ

chế mới giúp thúc đẩy sự phát triển khối u

trong ung thư vú có tác động tiêu cực. Tuy

nhiên, những phát hiện này cũng có thể giúp

các nhà khoa học phát triển phương pháp điều

trị riêng phù hợp với khối u ung thư vú. Tác

giả nghiên cứu-Neta Erez-Giảng viên cao cấp

ở Đại học Tel Aviv - Israel lưu ý trong nghiên

cứu của họ, ung thư vú vẫn là "một trong

những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong

liên quan đến ung thư ở phụ nữ ở phương

Tây", mặc dù những nỗ lực nghiên cứu trong

cộng đồng y tế và chiến dịch nâng cao nhận

thức cộng đồng. Ở Hoa Kỳ, ung thư vú vẫn là

nguyên nhân phổ biến nhất gây tử vong do

ung thư ở phụ nữ thuộc mọi chủng tộc và sắc

tộc.

Nghiên cứu mới của Giáo sư Erez và

các đồng nghiệp đã khám phá nguyên bào sợi

- tế bào cho phép tăng trưởng khối u, mặc dù

không phải là ung thư. Trong trường hợp ung

thư vú, các nguyên bào sợi này giúp các tế

bào ung thư sinh sôi nảy nở bằng cách thúc

đẩy viêm và giúp hình thành các mạch máu

cung cấp máu giàu dưỡng chất và oxy cho các

khối u đang phát triển. Cho đến nay, các nhà

khoa học cho rằng hầu hết những tế bào này

đến từ mô vú xung quanh, nhưng nghiên cứu

mới này cho thấy nguyên bào sợi thực sự xuất

phát từ tế bào tủy xương.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm ung

thư vú trên mô hình chuột và nhận thấy tỷ lệ

đáng kể “nguyên bào sợi liên quan đến ung

thư" xuất phát từ tế bào bào gốc trung mô -

đó là tế bào tủy xương có hình dạng "trục

chính" có khả năng phân biệt với các tế bào

khác, chẳng hạn như những tế bào hình thành

xương, cơ, sụn hoặc mô liên kết. Tuy nhiên,

trong trường hợp ung thư vú, Giáo sư Erez và

cộng sự phát hiện ra những khối u có thể "kết

nạp" các tế bào gốc trung mô này từ tủy

xương và khiến chúng phân hóa thành nguyên


bào sợi - từ đó giúp khối u phát triển nhanh

hơn. Không giống như các nguyên bào sợi

liên quan đến ung thư khác, nguồn gốc từ tế

bào tủy xương không có một protein tín hiệu

được gọi là PDGFRα là nguyên nhân chính.

Tuy nhiên, các tế bào bù đắp cho sự thiếu hụt

này bằng cách sản xuất quá nhiều protein gọi

là clusterin. Protein này giúp các khối u tạo ra

nhiều mạch máu hơn và nhân nhanh hơn

nhiều so với những protein được độc quyền

thúc đẩy bởi nguyên bào sợi từ mô vú gần đó.

Quan trọng hơn, các nhà khoa học đã nhân

rộng các phát hiện của họ trong mô ung thư

vú ở người. Họ phát hiện ra rằng các khối u

ung thư vú ở người cũng có các nguyên bào

sợi bị lấy mất PDGFRα, khiến các nhà nghiên

cứu tin rằng các nguyên bào sợi này cũng có

thể đến từ các tế bào tủy xương. Kết quả là

các khối u ung thư vú với hàm lượng protein

PDGFRα thấp hơn có nhiều khả năng bị chết

vì ung thư.

Giáo sư Erez cũng nhận xét: "Nghiên

cứu của chúng tôi cho thấy việc tìm kiếm các

nguyên bào sợi có nguồn gốc từ tủy xương là

rất quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của

khối u, có thể bằng cách tăng cường hình

thành mạch máu. Hiểu biết về chức năng của

các nguyên bào sợi liên quan đến ung thư này

có thể tạo cơ sở cho việc phát triển phương

pháp điều trị mới, đồng thời nhắm vào các

nguyên bào sợi có nguồn gốc tủy xương cũng

như các tế bào ung thư".



**************

Thử nghiệm phổ quát nhanh chóng, chi phí rẻ hứa hẹn sẽ cách mạng hóa việc phát hiện ung thư

Một thử nghiệm mới sử dụng hạt nano vàng thay đổi màu sắc nếu nó phát hiện sự

hiện diện của ADN ung thư Một phát hiện mới đáng chú ý từ các

nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland - Úc

có thể đơn giản hóa việc chẩn đoán tất cả các

bệnh ung thư. Nghiên cứu mới này mang tính

bước ngoặt, đó là đã tạo ra một thử nghiệm

phát hiện ung thư nhanh và rẻ dựa trên việc

phát hiện ra cấu trúc nano ADN duy nhất

được cho là phổ biến trên tất cả các loại ung

thư. Các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới

đang nỗ lực để phát triển những cách tốt và

hiệu quả hơn để phát hiện ung thư ở những

giai đoạn sớm nhất. Có rất nhiều hứa hẹn

trong việc xác định dấu vân tay di truyền của

các khối u ung thư đã dẫn đến các xét nghiệm

máu chẩn đoán tiềm năng. Tuy nhiên, việc

tìm ra dấu ấn sinh học ADN cụ thể có thể chỉ

ra tất cả các loại ung thư rất khó thực hiện.

Nghiên cứu mới tập trung vào mô hình

phân tử methyl phân biệt được tìm thấy trong

các đoạn ADN của ung thư. Những methyl

hóa này, trong quá khứ, được chứng minh là

mục tiêu đầy hứa hẹn cho công cụ chẩn đoán

ung thư hiệu quả dựa trên máu. Nghiên cứu

mới nhất cho thấy, trong khi không có methyl

hóa phổ quát nào cho thấy tất cả các loại ung

thư, các đoạn ADN ung thư này có xu hướng

gấp thành các cấu trúc nano ba chiều độc đáo

khi được đưa vào dung dịch lỏng.

Đồng tác giả nghiên cứu Abu Sina, cho

biết: Dấu hiệu ADN có kích thước nano duy

nhất này xuất hiện trong mọi loại ung thư vú

mà chúng tôi kiểm tra và các dạng ung thư

khác như tuyến tiền liệt, đại trực tràng và ung

thư hạch. Sau đó chúng tôi phát hiện ra rằng

dấu hiệu ADN ung thư độc đáo này có điểm

giống nhau với các hạt vàng, có nghĩa là một

xét nghiệm chẩn đoán phổ quát đơn giản có thể

phát triển để xác định tế bào ung thư ở bất kỳ

loại mô nào của con người, bao gồm cả máu.


Matt Trau, cho biết: “Chúng tôi đã đưa

ra một thử nghiệm đơn giản bằng cách sử

dụng hạt nano vàng ngay lập tức thay đổi

màu sắc để xác định xem cấu trúc nano ADN

có phải là nano hay không”. Thử nghiệm chỉ

trong giai đoạn phát triển sớm nhất, nhóm

nghiên cứu đã sử dụng hơn 200 mẫu máu và

mô đã cho thấy độ chính xác 90%. Ngoài ra,

thử nghiệm có thể báo cáo kết quả chỉ trong

vòng 5 đến 10 phút. Tuy nhiên, có hạn chế

lớn là xét nghiệm chỉ có thể xác định liệu một

người có bị ung thư hay không, và không đưa

ra được loại ung thư cụ thể. Nếu được phát

triển thành một thiết bị rẻ tiền, được chứng

minh rất hữu ích cho các bác sĩ lâm sàng như

một công cụ phát hiện sớm.

Cho đến nay, xét nghiệm này chỉ được

thử nghiệm sử dụng ung thư vú, tuyến tiền

liệt, ruột và ung thư hạch, nhưng các nhà

nghiên cứu tin tưởng rằng cấu trúc nano ADN

cụ thể này có thể xuất hiện trên tất cả các loại

ung thư. Thử nghiệm lớn hơn là bước tiếp

theo cho nghiên cứu, để cả hai xác nhận kết

quả trên các loại ung thư khác, và để hiểu

sớm kỹ thuật có thể phát hiện ung thư.


chí Nature Communications.



**************

Cảm biến sinh học có thể phát hiện những khối u ung thư di căn

Các nhà khoa học đang phát triển một bộ cảm biến sinh học để phát hiện và đo xem liệu

một tế bào ung thư có khả năng di căn hay không

Một nghiên cứu mới của Trường Y

thuộc Đại học California San Diego-Hoa Kỳ

vừa mới được công bố, về thành công trong

việc phát triển cảm biến sinh học có thể phát

hiện khả năng di căn của từng tế bào ung thư.

Hy vọng bước đột phá này có thể được sử

dụng để tạo ra hệ thống giúp bác sĩ biết chính

xác những khối u ung thư lan rộng như thế

nào, và đưa ra phương pháp điều trị. Pradipta

Ghosh-Tác giả cao cấp giải thích: "Nếu

không di căn thì căn bệnh ung thư không phải

là quá nguy hiểm. Mặc dù có nhiều cách để

phát hiện di căn, nhưng không thể 'nhìn thấy'

hoặc đo mức độ của tế bào khối u di căn”.

Khi khối u ung thư lan từ vị trí chính

của nó sang các bộ phận khác của cơ thể, sẽ

trở nên khó điều trị, vì vậy điều quan trọng là

tìm ra dấu ấn sinh học hiệu quả để thấy khả

năng di căn của bệnh ung thư. Các nhà khoa

học đã thử nghiệm nghiên cứu về protein đơn

trong các tế bào ung thư di căn nhằm đưa ra

cách sửa đổi. Sau đó, họ thiết kế một bộ cảm

biến sinh học mới có thể theo dõi hiệu quả sự

tiến triển của biến đổi protein độc đáo này và

kích hoạt tín hiệu huỳnh quang để chỉ ra phép

đo xu hướng di căn của tế bào. Về cơ bản,

cảm biến sẽ sáng lên khi gặp một tế bào có

khả năng di căn. Pradipta Ghosh nói thêm:

“Chúng tôi thấy được tiềm năng không chỉ ở

cấp độ tế bào đơn lẻ, mà còn nhận biết tính

dẻo của quá trình xảy ra trong một tế bào duy

nhất. Loại hình ảnh này có thể được sử dụng

khi chúng tôi đang điều trị để xem các tế bào

riêng lẻ phản ứng như thế nào”.

Ở giai đoạn này, các nhà nghiên cứu

đã đã thử nghiệm tế bào khối u trong nuôi

cấy. Cần thêm những nghiên cứu sâu hơn về

công nghệ cảm biến trước khi hoàn thành thử

nghiệm in vivo. Đây là một nghiên cứu khá

thú vị về một thiết bị chẩn đoán trong tương

lai, có thể theo dõi khối u thực bên trong cơ

thể con người.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí

iScience!




**************

NÔNG NGHIỆP

Nghiên cứu giống ngô sử dụng nước hiệu quả

Khoảng 80% nguồn cung cấp nước

của Mỹ dành cho nông nghiệp. Trong dự báo

khí hậu với các mô hình mưa ít hơn và hạn

hán khắc nghiệt hơn, các nhà khoa học tại Đại

học Illinois đang nghiên cứu để giảm tiêu thụ

nước bằng cách phát triển các loại cây trồng

hiệu quả hơn.

Tony Studer, Phó giáo sư khoa Khoa

học cây trồng tại Đại học Illinois cho biết:

“Có một nghiên cứu từ nhiều thập kỷ trước

đây cho thấy lượng nước bay hơi và bị mất

vào không khí của một mẫu ngô là 3-4 ngàn

gallon mỗi ngày. Với 90 triệu mẫu ngô ở Mỹ,

cộng với độ dài của mùa sinh trưởng, chúng

ta bị mất đi rất nhiều nước. Vì vậy, có rất

nhiều cải tiến cần phải được thực hiện”.

Một nghiên cứu trước đây từ nhóm

nghiên cứu của Studer cho thấy ngô có thể đạt

hiệu quả sử dụng nước cao hơn từ 10 đến 20%

thông qua cải tiến giống, điều này có nghĩa là

cây sẽ ít căng thẳng hơn trong thời gian hạn

hán ngắn hạn. Nhưng để làm cho điều đó

thành hiện thực, theo Studer, quá trình nhân

giống cần phải trở nên hiệu quả hơn.

Khi cố gắng cải thiện một đặc tính

nhất định, trong trường hợp này là hiệu quả

sử dụng nước, các nhà lai tạo phát triển một

bộ các dòng ngô đa dạng và sàng lọc chúng

để tìm ra sự thay đổi tự nhiên trong đặc điểm

này. Một khi họ xác định các giống ngô đầy

hứa hẹn, các nhà tạo giống sau đó cố gắng

xác định các gien quan trọng sẽ khuếch đại

đặc tính này hoặc tích hợp đặc tính này vào

các dòng ngô với các phẩm chất mong muốn

bổ sung.

Studer nói: “Phải mất rất nhiều thời

gian, không gian và nỗ lực để tạo ra một

giống lai hiệu quả”.

Hiệu quả sử dụng nước thường được

đo bằng một dụng cụ kẹp vào lá và theo dõi

lượng các-bon điôxit và hơi nước di chuyển

vào và ra khỏi lá. Quá trình này tốn thời gian

và tốn kém ở quy mô lớn, vì mỗi phép đo có

thể mất hơn một giờ.

Trong nghiên cứu hiện tại của họ,

Studer và cộng sự đã phát triển một phương

pháp mới để sàng lọc hàng trăm hoặc thậm

chí hàng ngàn cây mà không cần các phép đo

thực địa tốn thời gian. Phương pháp kiểm tra

các mẫu lá trong phòng thí nghiệm, tận dụng

thực tế là các-bon trong các-bon điôxit tồn tại

dưới hai dạng trong khí quyển: một dạng

phong phú hơn và nhẹ hơn, 12C; và một hình

thức ít phong phú và nặng hơn, 13C.

Khi các-bon điôxit đi vào lá cây, các-

bon được kết hợp thành đường và mô thực vật.

Sau đó, các nhà khoa học có thể đo lường bao

nhiêu 13C được kết hợp so với 12C. Đối với

nhiều cây trồng, tỷ lệ 12C - 13C là dấu hiệu

cho thấy hiệu quả sử dụng nước của chúng.

Nhưng cho đến nay, các nhà khoa học không

biết liệu tỷ lệ này có thể phản ánh đáng tin cậy

tình trạng nước ở cây ngô hay không. Nghiên

cứu của Studer cho thấy điều này có thể.

Ông nói: “Chúng tôi đã tìm thấy sự

thay đổi đáng kể trong tỷ lệ 12C - 13C trên

36 dòng ngô đa dạng, và dấu hiệu 12C - 13C

là có thể di truyền trong các môi trường.

Chứng minh rằng một đặc điểm được thừa kế

và thể hiện qua các môi trường cho phép một

nhà nhân giống cây trồng lựa chọn đặc tính

này và là điều cần thiết khi phát triển các

dòng mới”.


Phát hiện này, bắt nguồn từ các thử

nghiệm nhà kính có kiểm soát cũng như ba

mùa thực địa, cung cấp phương pháp hiệu quả

mà Studer đang tìm kiếm. Và nó cho thấy

rằng các dòng thuần chủng có tỷ lệ các-bon

trong một phạm vi nhất định có thể có hiệu

quả sử dụng nước lớn hơn, mặc dù còn quá

sớm để nói điều này sẽ diễn ra như thế nào

trong các giống lai.

Studer nói: “Trong một nghiên cứu

trước đây, chúng tôi thấy có khả năng để cải

thiện hiệu quả sử dụng nước của ngô. Ở đây,

chúng tôi cho thấy rằng đặc điểm này có thể

đo lường và có thể điều khiển được, và chúng

tôi thực sự có thể sử dụng nó để cố gắng cải

thiện. Bước tiếp theo là xác định các gien ở

những vùng của bộ gien mà chúng ta có thể

xử lý”.

Theo mard.gov.vn, 28/11/2018


**************

Chìa khóa giúp tăng sản lượng khoai tây của Trung Quốc

Ở vùng cao nguyên Loess của Tây Bắc

Trung Quốc, khoai tây là cây lương thực

chính. Mặc dù khoai tây là một loại cây trồng

quan trọng, nhưng năng suất khoai tây thấp

hơn so với mức dự kiến đạt được. Khu vực

này có khí hậu khô hạn với lượng mưa không

đều. Hạn hán là phổ biến, đặc biệt là vào mùa

xuân khi cây trồng mới bắt đầu phát triển.

Nếu độ ẩm đất tốt hơn, cây khoai tây sẽ phát

triển tốt hơn.

Rong Li và các đồng nghiệp tại Đại học

Ninh Hạ ở Yinchuan, Trung Quốc đã nghiên

cứu xem các biện pháp cày xới đất và tạo lớp

phủ khác nhau có thể cải thiện độ ẩm đất và

năng suất cây trồng ở Cao nguyên Loess hay

không. Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu ba

lựa chọn canh tác (truyền thống, không cày đất

và đảo tầng đất cái) kết hợp với ba lựa chọn

tạo lớp phủ (không có lớp phủ, lớp phủ mùn

rơm và lớp phủ màng nhựa).

Thông thường, các cánh đồng cao

nguyên Loess được cày đất sau khi thu hoạch

và để đất trống cho đến khi mùa xuân lại

trồng. Điều này được gọi là phương pháp làm

đất truyền thống. Việc canh tác theo hướng

bảo tồn có thể có nghĩa là không cày đất đối

với tất cả các loại cây trồng. Một lựa chọn

bảo tồn khác là đảo tầng đất cái: phá vỡ đất

xuống dưới sâu bằng một lưỡi dao dài mà

không cần đảo đất. Việc làm đất giúp nước

thấm vào đất và cải thiện khả năng giữ nước

trong đất.

Li nói: “Chúng tôi không biết liệu canh

tác với thực hành tạo lớp phủ khác nhau có

cải thiện sức đề kháng với hạn hán trong giai

đoạn cây con ở các khu vực nông nghiệp khô

cạn hay không”.

Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu cùng

một cánh đồng trong hai năm - một năm

tương đối khô hạn và sau đó là một năm ẩm

ướt. Đối với mỗi sự kết hợp các lựa chọn

quản lý đất, họ đo nhiệt độ đất mặt, hàm

lượng nước trong đất, tỷ lệ nảy mầm của cây

con và năng suất khoai tây.

Lớp phủ nhựa làm ấm đất nhiều hơn

các lựa chọn phủ khác. Mùn rơm có tác dụng

làm mát so với không có mùn. Tuy nhiên, cả

ba lựa chọn đều tạo ra nhiệt độ đất trong

phạm vi thích hợp để khoai tây nảy mầm

nhanh. Vì vậy, dường như nhiệt độ đất mặt

không phải là yếu tố quan trọng cho sự phát

triển sớm của cây con.

Thay vào đó, nhóm nghiên cứu kết

luận rằng hạn hán là yếu tố chính hạn chế sản

lượng cây trồng. Độ ẩm của đất trong giai

đoạn cây con là điều cần thiết cho sự thành

công của mùa vụ. Các kỹ thuật duy trì độ ẩm


đất đã cải thiện cả tỷ lệ nảy mầm và tạo cơ sở

cho cây giống phát triển mạnh. Cả hai đều

cần thiết cho sự hình thành củ tốt và năng

suất cao.

Các phát hiện khác bao gồm:

Sự nảy mầm cây thấp nhất với hình

thức canh tác đất thông thường và không có

lớp phủ so với các phương thức khác.

Sự nảy mầm cây cao nhất xảy ra khi

việc đảo tầng đất cái được kết hợp với lớp

phủ nhựa.

Trong cùng một phương án canh tác

giống nhau, cây con trong các ô với lớp phủ

phát triển cao hơn nhiều so với những cây

không có lớp phủ.

Các ô có lớp phủ mùn rơm có năng

suất củ khoai tây cao nhất, tiếp theo là lớp

phủ nhựa.

Canh tác đất (cả không có lớp phủ và

có lớp phủ) với lớp phủ rơm dẫn đến năng

suất khoai tây cao hơn và tỷ lệ củ có thể bán

được so với các phương thức khác.

Năng suất củ khoai tây có thể bán được

cao nhất khi kết hợp giữa việc đảo tầng đất

cái với lớp phủ rơm. Năng suất này cao hơn

14,9% so với canh tác thông thường không có

lớp phủ.

Li và nhóm của ông đã kết luận rằng

nếu mục tiêu chính là tăng độ ẩm đất, thì nên

chọn lớp phủ mùn rơm. Rơm cũng có chi phí

tương đối thấp và thân thiện với môi trường,

trong khi lớp phủ bằng nhựa có thể gây ra vấn

đề ô nhiễm và là một phương pháp ít bền

vững hơn.

Li nói: “Chúng tôi khuyến nghị canh

tác đất theo hướng bảo tồn kết hợp với lớp

phủ mùn rơm như một thực hành canh tác

thuận lợi hơn cho khả năng chịu hạn ở cây

giống khoai tây. Sự kết hợp này có tiềm năng

lớn cho sản xuất cây trồng lớn hơn trong khu

vực của chúng tôi và các khu vực trồng trọt

bán khô hạn tương tự trên thế giới”.



**************

Mỹ nghiên cứu cây biến đổi gien có thể lọc không khí trong nhà

Cây cảnh trồng trong nhà trong tương lai có thể trở thành 'máy' lọc không khí - Ảnh: Internet

Các nhà khoa học Mỹ hy vọng loại cây

biến đổi gen mới sẽ giúp lọc sạch không khí

trong nhà, qua đó giảm bớt nguy cơ bệnh tật

cho con người.

Các nhà khoa học Mỹ tại Đại học

Washington đã tạo ra một loại cây trồng trong

nhà có thể xử lý những hạt ô nhiễm cực nhỏ

mà máy lọc không khí không thể xử lý được.

Họ tin rằng loại cây biến đổi gien này sẽ cải

thiện chất lượng không khí trong nhà của

chúng ta.

Các nhà khoa học Mỹ đã sử dụng

phương pháp biến đổi gien để các loại cây

trồng trong nhà thông thường có thể loại bỏ

chloroform và benzen khỏi không khí xung

quanh nó. Những phân tử ô nhiễm nhỏ như

chloroform benzen (một thành phần của

xăng) có thể được tạo ra từ các hành động

bình thường hằng ngày như tắm, thậm chí là

đun nước sôi trong nhà. Tuy nhiên, những

phân tử ô nhiễm này quá nhỏ và các bộ lọc

không khí thông thường không thể nào lọc hết

được. Nói tóm lại, không khí trong nhà của

chúng ta bị ô nhiễm chỉ vì những hoạt động

rất bình thường của con người mà chúng ta

thực hiện.

Với những loại cây đột biến đổi gien

mới này, các nhà khoa học Mỹ tin rằng chúng

sẽ giúp được con người tăng cường sức khỏe

khi chúng thanh lọc không khí trong nhà.

Ngoài ra, không khí trở nên trong lành hơn sẽ


giảm nguy cơ phát triển các bệnh dị ứng hoặc

những loại bệnh tật khác.



**************

Ác-hen-ti-na phát triển dòng cá rô phi được chỉnh sửa gien nhưng không phải là sinh vật biến đổi gien

Một dòng cá rô phi đã được chỉnh sửa

gien sẽ không thuộc diện phân loại là một

sinh vật biến đổi gien (GMOs) ở Ác-hen-ti-

na, theo một ủy ban tư vấn của chính phủ.

Cá rô phi là một trong những loài cá được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới

Dòng này, được gọi là FLT 01, được

phát triển bởi Intrexon và công ty

con AquaBounty Technologies, công ty về

công nghệ sinh học nổi tiếng với chủng cá hồi

AquaAdvantage. Cá rô phi được phát triển

bằng kỹ thuật chỉnh sửa gien và không chứa

bất kỳ DNA ngoại lai hoặc tổ hợp vật liệu di

truyền mới nào, khiến chúng được miễn quy

định GM, theo Ủy ban Tư vấn Quốc gia về

Công nghệ sinh học nông nghiệp của Ác-hen-

ti-na (CONABIA).

Theo các nhà phát triển, FLT 01 cho

thấy sự cải thiện 70% năng suất phi lê, tăng

16% về tốc độ tăng trưởng và cải thiện 14%

về tỷ lệ chuyển đổi thức ăn. Nó được cho là

một trong những động vật thực phẩm được

chỉnh sửa gien đầu tiên nhận được miễn trừ

theo quy định do được chỉ định là không biến

đổi gien (non-GMO).

Tuy nhiên, khi các công ty tìm cách

đưa sản phẩm này theo hướng thương mại

hóa, họ nhấn mạnh rằng những cân nhắc về

an toàn thực phẩm và môi trường tiêu chuẩn

vẫn sẽ được áp dụng cho sản phẩm này trước

khi giới thiệu.

Tiến sĩ Thomas Bostick, Giám đốc

điều hành của Intrexon cho biết: "Chúng tôi

tập trung vào phát triển công nghệ sinh học

động vật cho nuôi trồng thủy sản và chăn

nuôi thông qua các công ty con của chúng tôi

để hỗ trợ sản xuất thực phẩm bền vững ở Mỹ

và nước ngoài".

"Chúng tôi hài lòng với sự lãnh đạo

của Ác-hen-ti-na trong việc thiết lập một quy

trình minh bạch và có thể dự đoán được cho

sự tiến bộ của các sản phẩm được phát triển

bằng kỹ thuật chỉnh sửa gien và xem đây là

một sự phát triển quan trọng cho các công ty

đang tìm cách đưa các giải pháp sáng tạo cao

vào thị trường toàn cầu bằng các công cụ di

truyền mạnh mẽ và chính xác cao. Hơn nữa,

việc tăng cường sự chắc chắn về quy định đối

với các sản phẩm có nguồn gốc từ công nghệ

sinh học là rất quan trọng đối với đổi mới

nông nghiệp trong tương lai".

Cá rô phi được dự báo là một trong

những phân khúc sản xuất tăng trưởng cao

nhất trong nuôi trồng thủy sản.

"AquaBounty cam kết thúc đẩy các

công nghệ mới vào thị trường để cải thiện

tính bền vững trong nuôi trồng thủy sản và

thông qua sự hợp tác sản xuất của chúng tôi

với Intrexon đã có thể đạt được tiến bộ đáng

kể cho mục tiêu này", Tiến sĩ Ronald Stotish,

CEO của AquaBounty nói. "Chúng tôi mong

muốn tiếp tục làm việc với nhóm Intrexon và

nhận ra tiềm năng của các phương pháp kỹ

thuật sinh học sẽ nâng cao năng suất nuôi

trồng thủy sản".



**************


Ứng suất cơ học làm thay đổi hình dạng thực vật

Các nhà khoa học từ trường Đại học

Công nghệ Nanyang, Singapo (NTU Singapo)

và Đại học Carnegie Mellon, Hoa Kỳ đã phát

hiện ra cơ chế các lực cơ học làm ảnh hưởng

đến hình dạng của lá cây và cánh hoa.

Trong khi cơ chế di truyền và phân tử

sinh học làm phát sinh các hình dạng 3D phức

tạp trong các cơ quan thực vật đã được nghiên

cứu rộng rãi, vai trò của các yếu tố sinh học

vẫn chưa được phân tích rõ ràng.

Trong bài báo cáo mới nhất được công

bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học

Quốc gia (PNAS), các nhà nghiên cứu đã kết

hợp sử dụng các phép đo định lượng từ cây

sống với mô phỏng máy tính nhằm chứng

minh ảnh hưởng của ứng suất cơ học và biến

dạng cơ học đến hình dạng của lá cây.

Sự phát triển của lá cây được điều chế

bởi yếu tố tăng trưởng của nó, một chất tự

nhiên có khả năng kích thích sự tăng trưởng,

tăng sinh và phân hoá trong tế bào sống. Ở

những vị trí lá có nồng độ chất tăng trưởng

cao hơn (thường ở phần gần mép lá) sẽ phát

triển nhanh hơn, dẫn đến các ứng suất bổ

sung làm uốn cong hoặc biến dạng lá thành

các hình dạng 3D khác nhau.

Nhóm tác giả đã xây dựng một sơ đồ

pha mô tả cách thức biến dạng của bốn dạng

lá phổ biến: uốn, xoắn ốc, gập cong và viền

lượn sóng với các tổ hợp tham số cụ thể.

Bằng cách điều chỉnh các thông số

quan trọng, là giá trị của số mũ theo định luật

dạng luỹ thừa quyết định cấu trúc biến dạng

và giá trị biến dạng tối đa, nhóm nghiên cứu

đã tái tạo hình học trong hydrogel sự hình

thành mô phỏng cách tăng trưởng ở thực vật.

Phát hiện này giúp giải thích và cung

cấp thông tin chi tiết về cách thức định hình

cơ quan thực vật, cung cấp sự hiểu biết khoa

học cần thiết để tạo ra cấu trúc 3D sinh học

trong các vật liệu mềm như hydrogel.



**************

MÔI TRƯỜNG

Ánh sáng mặt trời có thể được sử dụng để loại trừ các chất ô nhiễm trong nước

Việc sử dụng bộ lọc phức tạp và hệ

thống laser để tiêu diệt các chất gây ô nhiễm

liên tục trong nước là không cần thiết. Một

nhóm các nhà hóa học tại trường Đại học

Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU), Đức

đã phát triển một hệ thống mới hoạt động chỉ

bằng năng lượng ánh sáng mặt trời. Hệ thống

có cấu tạo đơn giản đến nỗi nó thậm chí có

thể được vận hành ngoài trời trong những

điều kiện cơ bản nhất. Bài báo về nghiên cứu

được đăng tải trên tạp chí Chemistry-a

European Journal.

Nghiên cứu của nhóm MLU dựa vào

cơ chế di chuyển của các electron tự do trong

nước, được gọi là các electron được hydrat

hóa, để làm suy giảm nồng độ của các chất ô

nhiễm hòa tan. Giáo sư Martin Goez của

MLU giải thích: "Các electron này cực kỳ

linh hoạt và có thể được sử dụng cho rất


nhiều phản ứng. Chúng có khả năng phân hủy

ngay cả những chất gây ô nhiễm nhất".

Tuy nhiên, để làm việc này phải giải

phóng các electron ra khỏi các hợp chất phân

tử liên kết chặt chẽ với chúng. Cho đến nay,

để tạo ra các hạt electron cần thiết phải sử

dụng chùm tia laser phức tạp và chi phí đắt

tiền. Nhóm nghiên cứu của Goez đã nghiên

cứu trong nhiều năm về việc tìm kiếm một

giải pháp thay thế. Vài tháng trước đây, nhóm

cũng đã giới thiệu một phương pháp tiếp cận

mới, trong đó, họ chỉ sử dụng một diode phát

sáng xanh làm nguồn năng lượng duy nhất.

Vitamin C và dấu vết của một phức

hợp kim loại đóng vai trò làm chất xúc tác

được sử dụng để mang lại phản ứng mong

muốn. Tuy nhiên, chất xúc tác phải được bọc

trong các khoang chứa nhỏ gọi là micelles.

Điều này làm giảm hiệu quả của phản ứng, và

bản thân các phân tử micelle chỉ phân hủy

một phần.

Do đó, nhóm đã tìm các phương pháp

khác để thay thế những chất phụ gia này.

Cuối cùng, họ tìm thấy câu trả lời trong chất

xúc tác anion có điện tích cao dựa trên phức

hợp kim loại ruthenium. Bằng cách kết hợp

chất xúc tác mới với urat (một muối axit

uric), các nhà nghiên cứu đã có thể thực hiện

phản ứng mong muốn trong môi trường nước

mà không cần sử dụng các phân tử micelles

bằng cách khai thác lực đẩy tĩnh điện

(Coulombic repulsions). Các nghiên cứu sâu

hơn đã cho thấy rằng phương pháp mới không

chỉ là hiệu quả trong việc tạo ra các electron

ngậm nước, mà còn có nhiều ứng dụng khác

nhau.

Goez nhấn mạnh: “Phương pháp tiếp

cận mới của chúng tôi dễ thực hiện đến nỗi

thậm chí nó không cần phải diễn ra trong quy

mô phòng thí nghiệm. Nhóm của ông đã tiến

hành một thử nghiệm tại chỗ và thử nghiệm

phương pháp tiếp cận mới của họ trong môi

trường nước bị nhiễm axit chloroacetic. Kết

quả là: các chất ô nhiễm được loại bỏ trong

một mẫu nước nhỏ ngay cả trong điều kiện

chỉ có một lượng ánh nắng mặt trời vừa phải.

Họ cũng cho biết các nghiên cứu tiếp theo sẽ

tập trung xem xét liệu phương pháp mới cũng

có thể được áp dụng nhằm loại bỏ các chất

gây ô nhiễm ở quy mô lớn hay không”.



**************

Một hướng đi rõ ràng hơn để làm sạch không khí ở Trung Quốc

Bầu trời Bắc Kinh lúc trong lành/và lúc có khói mù

Nghiên cứu mới cho thấy rằng

Formaldehyde (CH2O)- chứ không phải

sulfur dioxide (SO2)- có thể là chìa khóa cho

vấn đề ô nhiễm không khí vào mùa Đông ở

Trung Quốc.

Trong hơn 15 năm, chính phủ Trung

Quốc đã đầu tư hàng tỷ đô la để làm sạch ô

nhiễm không khí, tập trung mạnh vào việc

làm giảm lượng khí thải sulfur dioxide từ các

nhà máy nhiệt điện than.

Những nỗ lực này đã thành công trong

việc giảm phát thải sulfur dioxide, nhưng các

đợt ô nhiễm không khí cực đoan vẫn xuất

hiện thường xuyên vào mùa đông, các chuyên

gia ước tính có hơn 1 triệu người chết mỗi

năm ở Trung Quốc do ô nhiễm không khí.

Nghiên cứu mới từ Harvard có thể giải

thích tại sao, chìa khóa để giảm ô nhiễm không

khí cực đoan vào mùa đông là giảm lượng phát

thải formaldehyde thay vì sulfur dioxide.

Jonathan M. Moch, một sinh viên tốt

nghiệp tại Trường Kỹ thuật và Khoa học ứng

dụng Harvard John A. Paulson (SEAS), và là

đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi


cho thấy rằng các chính sách nhằm giảm phát

thải formaldehyde có thể hiệu quả hơn trong

việc giảm khói mù mùa đông cực đoan so với

các chính sách nhằm giảm chỉ sulfur

dioxide”. "Nghiên cứu của chúng tôi hướng

tới những cách có thể nhanh chóng làm sạch

ô nhiễm không khí. Nó có thể cứu sống hàng

triệu con người và giúp đầu tư hiệu quả hàng

tỷ đô la vào giảm ô nhiễm không khí".

Nghiên cứu này là sự hợp tác giữa Đại

học Harvard, Đại học Thanh Hoa và Viện

Công nghệ Cáp Nhĩ Tân.

Các phép đo ở Bắc Kinh từ những

ngày có ô nhiễm không khí đặc biệt cao (bụi

mịn PM2.5 cao), đã cho thấy sự gia tăng lớn

các hợp chất lưu huỳnh, thường được hiểu là

sulfate. Dựa trên các phép đo này, chính phủ

Trung Quốc đã tập trung vào việc giảm sulfur

dioxide (SO2), một nguồn của sulfat, như một

phương tiện để giảm ô nhiễm không khí. Nhờ

những nỗ lực này, SO2 trên miền Đông Trung

Quốc đã giảm đáng kể kể từ năm 2005. Vấn

đề là, sự ô nhiễm không khí của hạt đã không

đi theo cùng một hướng.

Moch hợp tác với sinh viên tốt nghiệp

SEAS Eleni Dovrou và Frank Keutsch, Giáo

sư Kỹ thuật và Khoa học Khí quyển

Stonington và Giáo sư Hóa học và Hóa học

Sinh học. Họ phát hiện ra rằng các dụng cụ

được sử dụng để phân tích các hạt khói bụi có

thể dễ dàng phân tích sai các hợp chất lưu

huỳnh như sulfate, trên thực tế, một phân tử

được gọi là hydroxymethane sulfonate

(HMS). HMS được hình thành bởi phản ứng

của SO2 với formaldehyde trong mây hoặc

các giọt sương mù.

Sử dụng mô phỏng máy tính, các nhà

nghiên cứu đã chứng minh rằng các phân tử

HMS có thể tạo thành một phần lớn các hợp

chất lưu huỳnh quan sát được trong các hạt

bụi mịn PM 2.5 trong sương mù mùa đông,

điều này giúp giải thích vì sao các đợt ô

nhiễm không khí cực đoan lại kéo dài, mặc dù

đã giảm lượng SO2.

"Bằng cách nghiên cứu về mặt hóa học

trong các mô hình chất lượng không khí,

chúng tôi có thể giải thích lý do tại sao số

ngày đông bị ô nhiễm đặc biệt ở Bắc Kinh

không cải thiện từ năm 2013 đến tháng 1 năm

2017 mặc dù đã đạt được thành công lớn

trong việc giảm lưu huỳnh dioxide". "Trong

những mùa đông đó, lần đầu tiền những hạn

chế đáng kể về lượng phát thải SO2 mang

theo nồng độ dưới mức formaldehyde, và làm

cho SO2 trở thành yếu tố hạn chế cho việc

hình thành HMS".

Các nguồn phát thải formaldehyde

chính ở miền đông Trung Quốc là các phương

tiện và các cơ sở công nghiệp lớn như các nhà

máy lọc dầu và hóa chất. Các nhà nghiên cứu

khuyến cáo rằng các nhà hoạch định chính

sách tập trung nỗ lực giảm phát thải từ các

nguồn này để giảm khói mù cực đoan ở khu

vực Bắc Kinh.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đặt mục

tiêu trực tiếp đo lường và định lượng HMS ở

Bắc Kinh bằng cách sử dụng các hệ thống

quan sát được sửa đổi. Nhóm nghiên cứu cũng

sẽ thực hiện phản ứng hóa học formaldehyde

và lưu huỳnh trong một mô hình hóa học khí

quyển để định lượng tầm quan trọng tiềm năng

của hóa chất sulfur-formaldehyde tạo ra HMS

trên toàn bộ Trung Quốc.

"Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy

một vai trò quan trọng của hướng đi hóa học

đã bị bỏ qua trong các giai đoạn ô nhiễm cực

đoan ở Bắc Kinh", Loretta J. Mickley, Nghiên

cứu viên cao cấp tại SEAS cho biết.



**************

Sự di chuyển của các sợi vi nhựa trong môi trường

Lần đầu tiên, một nhà nghiên cứu của

Đại học bang Washington đã mô hình hóa

cách các sợi vi nhựa di chuyển trong môi

trường.


Nghiên cứu, được công bố trên ấn bản

tháng 11 của tạp chí Advances in Water

Resources, có thể giúp cộng đồng hiểu rõ hơn

và chung tay giảm thiểu vấn đề ô nhiễm chất

thải nhựa đang gia tăng trên toàn thế giới.

Hàng triệu tấn chất thải nhựa nhỏ li ti

đang trôi nổi khắp các đại dương và xâm

nhập vào đất, trầm tích và nước ngọt. Mảnh

vụn nhựa xuất phát từ nhiều nguồn như các

sợi tổng hợp trong quần áo, mỹ phẩm, bao bì

và quy trình công nghiệp. Điểm đến cuối

cùng của những mảnh nhựa nhỏ này là các

đại dương và gây hại sinh cho vật biển ăn

phải chúng.

Trên thế giới đã có những công trình

nghiên cứu và đo lường mức độ ô nhiễm vi

nhựa trong nhiều môi trường khác nhau, nhưng

Nick Engdahl (Trợ lý giáo sư tại Khoa Xây

dựng, Dân dụng và Môi trường của trường Đại

học bang Washington) là người tiên phong

trong việc xây dựng mô hình các sợi vi nhựa

tổng hợp di chuyển trong môi trường.

“Tôi muốn biết liệu vi nhựa có tiếp tục

di chuyển và lan rộng hay không nếu chúng

cùng tích tụ ở một nơi.”, Engdahl cho biết.

Ông đã sử dụng một phương pháp tiếp cận

vật lý mới để mô phỏng sự chuyển động của

các sợi vi nhựa tồn tại trong quần áo và được

tạo ra trong quá trình sản xuất quần áo. "Mỗi

khi bạn đi bộ hoặc chà xát quần áo vào thứ gì

đó, những sợi nhựa tổng hợp sẽ rơi ra từ

quần áo của bạn", ông nói.

Các sợi vi nhựa chủ yếu rơi ra khi

chúng ta làm sạch quần áo và điểm đến cuối

cùng của chúng là các nhà máy xử lý nước

thải, nơi mà một tỷ lệ đáng kể sợi vi nhựa bị

giữ lại bởi hệ thống lọc nước. Các sợi vi nhựa

này có thể trộn lẫn trong bùn thải được lọc ra

để dùng làm phân bón nông nghiệp hoặc được

đưa vào các bãi chôn lấp.

Engdahl thấy rằng chiều dài của sợi vi

nhựa và tốc độ của dòng nước mà chúng đang

trôi nổi sẽ quyết định việc chúng lắng xuống

đất hay tiếp tục di chuyển trong môi trường.

Ông cũng phát hiện ra rằng, sự chuyển động

của các sợi vi nhựa ngắn phức tạp hơn sợi dài

và chúng có tốc độ di chuyển nhanh hơn các

chất hòa tan trong nước.

Engdahl đang tiến hành các bước xác

minh và tinh chỉnh mô hình của mình để có

thể dễ dàng quan sát trực tiếp hơn chuyển

động của các sợi vi nhựa trong phòng thí

nghiệm, đồng thời lên kế hoạch đo đạc các

sợi này trong một cơ sở xử lý nước thải.

Theo cesti.gov.vn, 06/12/2018


**************

Biến không khí sa mạc thành nước uống theo cách hoàn toàn mới

Khi môi trường đang thay đổi một

cách chóng mặt, áp lực tìm ra biện pháp giải

quyết các vấn đề cuộc sống ngày càng đè

nặng lên các nhà khoa học. Biến không khí

thành nước là một trong số đó.


Một thiết bị nguyên mẫu mới, được

phát triển tại Đại học Khoa học và Công nghệ

King Abdullah (KAUST) ở Ả Rập Saudi, có

thể hấp thụ hơi nước và sau đó giải phóng

nước lỏng theo yêu cầu. Đó là một phát minh

vô giá đối với những người sống ở các vùng

khan hiếm nước như sa mạc khô cằn.

Ảnh: Imani/Unsplash

Mấu chốt chính của thiết bị là một loại

hydrogel đặc biệt dựa trên muối canxi clorua.

Đó là một chất hấp thụ nước cực kì tốt nhưng

lại hóa lỏng khi hấp thụ hơi nước. Nhờ công

nghệ tiên tiến, các nhà khoa học đã tìm ra cách

giữ hợp chất hydrogel này ở dạng rắn cho tới

khi chúng ta cần biến nó thành nước.

"Khía cạnh đáng chú ý nhất của

hydrogel là hiệu suất cao mà chi phí thấp" -

Renyuan Li thuộc nhóm nghiên cứu cho biết.

Với ước tính 13 nghìn tỷ tấn hơi nước

trong khí quyển, có thể thu hoạch một phần

hơi nước đó biến chúng thành nguồn nước

phục vụ cho con người là một bước ngoặc

cực kì lớn, đặc biệt hơn đối với hàng trăm

triệu người đang phải sống thiếu nguồn nước

sạch ngoài kia. Đây là thứ mà rất nhiều nhà

khoa học đang bận rộn nghiên cứu.

Hợp chất hydrogel đang được giải phóng thành nước. Ảnh: KAUST

Trước đây canxi clorua đã từng được

xem xét tới, nhưng biến nó thành vật liệu

chứa nước trong thực tế là điều vô cùng khó

khăn. Ở đây, nhóm nghiên cứu đã giúp giải

quyết vấn đề này bằng cách chuyển đổi muối

thành một polyme, giúp giữ nguyên hình

dạng của nó cho đến khi bị nung nóng; ngoài

ra, ống nano cacbon sẽ giúp giải phóng nước.

Ý tưởng là thiết bị có thể lấy nước từ

không khí vào ban đêm, sau đó giải phóng

nước khi đun nóng trong ngày.

Đó chính xác là cách mẫu thử nghiệm

của các nhà nghiên cứu hoạt động: 35 gram

(1,23 ounce) hydrogel có thể hút 37 gram

(1,31 ounce) nước trong một đêm với độ ẩm

tương đối khoảng 60 phần trăm.

Ngày hôm sau, phơi nắng hydrogel

khoảng 2.5 giờ có thể giải phóng 20 gram

(0,71 ounce) nước. Lượng nước thu được này

được lưu giữ trong thiết bị sạch có thể sẵn

sàng uống ngay. Hydrogel sau đó cũng sẵn

sàng để sử dụng một lần nữa - các nhà nghiên

cứu cho biết.

Nước được thu thập sau đó được giải phóng trong một chu kỳ. Ảnh: KAUST

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa

hài lòng - họ hy vọng điều chỉnh thiết kế sao

cho nước có thể được giải phóng liên tục.

Thực tế là hiện nay có rất nhiều thiết bị

cạnh tranh ngoài kia có tiềm năng giải quyết

các vấn đề sống còn của con người mà chúng

ta cho là tốt.

Minh chứng là đầu năm nay, các đội

đến từ Mỹ đã trình diễn một thiết bị kim loại

được chế tạo đặc biệt để hút nước - đây là

một phát minh khác không cần nguồn năng

lượng riêng biệt để hoạt động.

Một nhóm các nhà khoa học khác đã

tạo ra một vật liệu tổng hợp lấy cảm hứng từ

bọ cánh cứng sa mạc Namib, cũng cho thấy


hứa hẹn như một cách ngưng tụ và thu giữ

nước lỏng từ không khí khi cần thiết.

Với tất cả những sáng kiến này, thách

thức đưa ra là biến chúng từ mẫu thí nghiệm

thành sản phẩm thương mại, nhưng thiết bị

dựa trên hydrogel mới này đang tỏ ra ưu thế

khi đạt được nhiều điều kiện đặt ra.

"Loại máy biến không khí này nước

này có giá rẻ và phải chăng; hoạt động hoàn

hảo với độ ẩm rộng; không cần xạc điện; và do

đó đặc biệt thích hợp cho sản xuất nước sạch ở

vùng sâu vùng xa," các nhà nghiên cứu viết.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí

Khoa học và Công nghệ Môi trường.

Theo khampha.vn, 07/12/2018


**************

Cắt giảm lượng khí thải CO2 bằng bột carbon

Các nhà khoa học tại Đại học

Waterloo, Canada, vừa tạo ra một loại bột đặc

biệt có thể giúp thu được khí thải CO2 từ các

nhà máy.

Loại bột được tạo ra trong phòng thí

nghiệm của Zhongwei Chen, giáo sư kỹ thuật

hóa học tại Waterloo, được biết có thể lọc và

loại bỏ CO2 tại các cơ sở chạy bằng nhiên liệu

hóa thạch trước khi thải vào khí quyển và có

hiệu quả gấp đôi so với các phương pháp

thông thường hiện đang được áp dụng.

Loại bột carbon mới của các nhà khoa học tại Đại học Waterloo được cho sẽ có khả năng

hấp thụ C02 cực tốt.

Giáo sư Chen cho biết, quy trình mới

này cũng có thể ứng dụng được trong nhiều

lĩnh vực khác như lọc nước và lưu trữ năng

lượng trong tương lai.

"Điều này sẽ ngày càng quan trọng

hơn trong tương lai. Chúng ta đang phải tìm

cách đối phó với tất cả lượng khí thải CO2

được tạo ra từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch",

giáo sư Chen chia sẻ.

Điểm đặc biệt của phương pháp này ở

chỗ nó rất rẻ tiền và thân thiện với môi

trường. Các nhà nghiên cứu đã đặt ra mục

tiêu cải thiện hiệu suất hấp phụ bằng cách

điều khiển kích thước các lỗ hút trong vật liệu

carbon đặc biệt.

Kỹ thuật mà các nhà nghiên cứu tiết lộ

đó là sẽ sử dụng nhiệt và muối để chiết xuất

bột carbon đen từ thực vật.

"Độ xốp của vật liệu này là cực kỳ cao.

Những lỗ hút cực nhỏ có thể thu được CO2 rất

hiệu quả. Hiệu suất gần như tăng gấp đôi",

giáo sư Chen nhấn mạnh.

Sau khi thu được C02 tại các điểm phát

khí thải lớn từ các nhà máy sử dụng nhiên

liệu hóa thạch, bột carbon sẽ được vận

chuyển đến các vị trí lưu trữ và chôn dưới

lòng đất để ngăn CO2 thải vào khí quyển.

Phương pháp mới của giáo sư Chen và

các đồng nghiệp hiện đang tiếp tục được

nghiên cứu hoàn thiện và sớm có báo cáo để

ứng dụng trong thực tế.



**************

Vi sinh vật ăn cỏ biển có thể tạo ra nhựa phân hủy sinh học

Các đại dương của Trái đất chứa hàng

chục triệu tấn ô nhiễm nhựa. Nhưng một kĩ

thuật mới tạo ra nhựa có thể phân hủy sinh

học từ cỏ biển cuối cùng có thể khiến các đại

dương nhẹ nhõm.


Nhựa sinh học là nhựa được sản xuất

từ các nguồn nhiên liệu sinh khối thay vì

nhiên liệu hóa thạch. Nhiều loại phân rã

nhanh hơn nhiều so với nhựa bình thường,

nhưng tạo ra chúng thường yêu cầu đất màu

mỡ và nước ngọt, mà không phải ở đâu cũng

có sẵn.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã tìm ra

một cách để tạo ra nhựa sinh học nhờ sử dụng

cỏ biển, một tài nguyên dễ tiếp cận hơn nhiều

– một phương pháp mới đầy triển vọng có thể

vừa giảm bớt áp lực lên các đại dương đầy

nhựa vừa giảm sự phụ thuộc của Trái đất vào

nhiên liệu hóa thạch.

Các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Tel

Aviv miêu tả quá trình sản xuất nhựa sinh học

mới của họ trong một nghiên cứu mới đăng

gần đây trên tạp chí Bioresource Technology.

Những vi sinh vật nhất định vốn sản

sinh ra một hợp chất cao phân tử gọi là

polyhydroxyalkanoate (PHA). Một số nhà

máy đã chế tạo nhựa từ PHA, nhưng họ làm

vậy nhờ sử dụng các vi sinh vật ăn thực vật

mọc trên đất sử dụng nước ngọt.

Qua các thí nghiệm, đội nghiên cứu

thấy rằng có thể thu được PHA từ Haloferax

mediterranei, một vi sinh vật ăn cỏ biển.

Nhà nghiên cứu Alexander Golberg

phát biểu trong một thông cáo báo chí:

"Chúng tôi đã chứng minh được là có thể tạo

ra nhựa sinh học hoàn toàn dựa vào các tài

nguyên biển trong một quá trình thân thiện

với cả môi trường và các cư dân của nó".

Mỗi năm có 8 triệu tấn nhựa đổ xuống

các đại dương trên Trái đất, và các nhà nghiên

cứu ước tính rằng đến năm 2050 khối lượng

nhựa sẽ vượt qua khối lượng cá. Số nhựa đó

đang giết chết sự sống biển, phá hủy các rạn

san hô, và thậm chí ảnh hưởng đến sức khỏe

con người.

Những nỗ lực đã được tiến hành để

loại bỏ nhựa khỏi đại dương, và một số chính

phủ đang cấm hoàn toàn những loại nhựa

nhất định. Nhưng ô nhiễm nhựa là một vấn đề

cực lớn sẽ yêu cầu một giải pháp đa hướng –

và nhựa phân hủy sinh học có thể là một

trong những hướng đó.



**************

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM …

Documents

Transcript of TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM …