Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 2/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 3/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 4/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 5/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 6/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 7/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 8/59
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.
Theo vista.gov.vn, 21/12/2018 Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 9/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 10/59
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.
Theo vista.gov.vn, 04/12/2018 Trở về đầu trang
**************
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".
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 11/59
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
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 12/59
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
Trở về đầu trang
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 13/59
**************
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.
Theo vista.gov.vn, 28/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 14/59
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
Trở về đầu trang
**************
Thiết bị hút ánh sáng mặt trời để tạo ra hơi nước siêu nóng
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 15/59
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
Trở về đầu trang
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.
Theo vista.gov.vn, 17/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 17/59
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
Trở về đầu trang
**************
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.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 18/59
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
Trở về đầu trang
**************
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
Trở về đầu trang
**************
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
Trở về đầu trang
**************
Vật liệu mới có thể điều chỉnh được độ cứng bằng từ trường
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 20/59
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.
Theo motthegioi.vn, 09/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 21/59
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.
Theo vista.gov.vn, 11/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 22/59
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.
Theo dantri.com.vn, 11/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 23/59
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.
Theo vista.gov.vn, 26/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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.
Theo vista.gov.vn, 26/12/2018
Trở về đầu trang
**************
Nghiên cứu mới về việc sử dụng kem chống nắng hạt nano oxit kẽm
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 24/59
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.
Theo vista.gov.vn, 13/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 25/59
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.
Theo dantri.com.vn, 24/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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.
Theo vista.gov.vn, 31/12/2018
Trở về đầu trang
**************
CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Công nghệ mới xác định các protein bên trong lượng lớn tế bào
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 26/59
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.
Theo vista.gov.vn, 06/12/2018
Trở về đầu trang
**************
Ống nano làm từ tinh thể protein: Đột phá trong kỹ thuật phân tử sinh học
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 27/59
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.
Theo vista.gov.vn, 06/12/2018
Trở về đầu trang
**************
Nghiên cứu lớn nhất về đột biến CRISPR-Cas9 tạo ra công cụ dự đoán cho chỉnh sửa gen
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 28/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 29/59
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".
Theo vista.gov.vn, 12/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Trở về đầu trang
**************
Y DƯỢC
Bộ lọc không khí di động có thể cải thiện tình trạng ô nhiễm không khí gây hại cho tim mạch
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 30/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 31/59
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.
Theo vista.gov.vn, 05/12/2018
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 32/59
Trở về đầu trang
**************
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.
Nghiên cứu mới được công bố trên tạp
chí Current Biology.
Theo vista.gov.vn, 10/12/2018
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 33/59
Trở về đầu trang
**************
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”.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 34/59
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.
Theo vista.gov.vn, 12/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 35/59
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.
Theo vista.gov.vn, 12/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 36/59
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.
Theo vista.gov.vn, 12/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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!
Theo vista.gov.vn, 12/12/2018
Trở về đầu trang
**************
Mỹ phát triển viên thuốc thông minh
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 37/59
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.
Theo motthegioi.vn, 16/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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.
Theo dantri.com.vn, 24/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 39/59
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.
Theo motthegioi.vn, 24/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 40/59
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.
Theo vista.gov.vn, 25/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 41/59
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.
Theo vista.gov.vn, 26/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 42/59
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%.
Theo vista.gov.vn, 26/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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.
Theo vista.gov.vn, 26/12/2018
Trở về đầu trang
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 43/59
**************
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.
Theo vista.gov.vn, 26/12/2018
Trở về đầu trang
**************
Anh bào chế siêu vitamin A giúp trị các bệnh thần kinh
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 44/59
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.
Theo motthegioi.vn, 27/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 45/59
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.
Theo vista.gov.vn, 04/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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”.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 46/59
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.
Theo vista.gov.vn, 06/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 47/59
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".
Theo vista.gov.vn, 10/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 48/59
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.
Nghiên cứu mới được công bố trên tạp
chí Nature Communications.
Theo vista.gov.vn, 12/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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!
Theo vista.gov.vn, 13/12/2018
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 49/59
Trở về đầu trang
**************
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”.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 50/59
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
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 51/59
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”.
Theo mard.gov.vn, 03/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 52/59
giảm nguy cơ phát triển các bệnh dị ứng hoặc
những loại bệnh tật khác.
Theo motthegioi.vn, 23/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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".
Theo mard.gov.vn, 24/12/2018
Trở về đầu trang
**************
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 53/59
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.
Theo vista.gov.vn, 26/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 54/59
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”.
Theo vista.gov.vn, 04/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 55/59
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.
Theo vista.gov.vn, 05/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 56/59
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
Trở về đầu trang
**************
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.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 57/59
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
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 58/59
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
Trở về đầu trang
**************
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.
Theo dantri.com.vn, 21/12/2018
Trở về đầu trang
**************
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.
Bản tin Thành tựu KHCN Thế giới Tháng 01/2019 59/59
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.
Theo dantri.com.vn, 30/12/2018
Trở về đầu trang
**************