Thế giới tuần qua

43

Tuần này là thời gian của những cảm hứng sinh học: Các nhà khoa học tìm ra cách sử dụng nọc độc của nhện để điều trị ung thư và trồng cây để tạo ra vật liệu xây dựng tự liền bằng cacbon. Cơ thể con người cũng có thể truyền cảm hứng cho công nghệ: robot mô phỏng con người chạy tự do. 

Thu được hình ảnh đầu tiên của ánh sáng dưới dạng sóng và hạt cùng một lúc

Ánh sáng là sóng hay hạt? Từ trước đến nay người ta đã quan sát được ánh sáng dưới dạng sóng hoặc hạt nhưng chưa ai có thể phát hiện sóng và hạt cùng lúc. Mới đây, các nhà khoa học tại Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Pháp, đã thu được hình ảnh ánh sáng dưới dạng cả hạt và sóng cùng lúc.

Nhóm EPFL đã thiết kế một thí nghiệm có ý nghĩa lớn trong lĩnh vực vật lý. “Đây là lần đầu tiên chúng ta có thể ghi lại trực tiếp hình ảnh cơ học lượng tử và bản chất mâu thuẫn của nó. Điều này mở ra con đường mới trong tính toán lượng tử”, nhà nghiên cứu Fabrizio Carbone cho biết.

Nhóm của Carbone đã sử dụng các electron để ghi lại hình ảnh của ánh sáng. Họ bắn một tia laser vào một dây nano kim loại, khiến ánh sáng phát ra theo hai hướng. Nơi chúng gặp nhau hình thành một sóng trông như đang dừng tại chỗ. Sau đó, họ hướng một chùm electron đến gần dây nano, nơi tốc độ của chúng tăng hoặc giảm khi chạm đến sóng đó. Họ sử dụng kính hiển vi điện tử để nắm bắt sự thay đổi về tốc độ và hình ảnh hóa sóng. Chùm electron cũng đồng thời làm phát sáng các hạt photon của ánh sáng.

Nhện độc chết người cứu bệnh nhân ung thư

Một mẫu xác nhện mạng phễu đực tại Bảo tàng Úc, Sydney. Ảnh: Kate Geraghty, Fairfax Media qua Getty Images.

Một nghiên cứu mới đây đã phát hiện ra rằng hợp chất chiết xuất từ nhóm loài nhện độc nguy hiểm chết người Atracidae (tạm dịch từ tên tiếng Anh: Nhện mạng phễu Úc) có thể có hiệu quả cao trong việc tiêu diệt các tế bào u ác tính.

Các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Y học Berghofer QIMR đã thực hiện nghiên cứu này và họ cho rằng các hợp chất sinh học có nguồn gốc từ nọc độc có thể được sử dụng để chống lại bệnh gan, béo phì, u ác tính và hơn thế nữa. Hợp chất chiết xuất từ nhện mạng phễu đã được chứng minh là hiệu quả trong chữa trị ung thư mặt trên Tasmania devils (Sarcophilus harrisii), một loài thú ăn thịt có túi đặc hữu của Úc.

Các nhà nghiên cứu quan sát và nhận thấy peptide (một chuỗi ngắn axit amin) chiết xuất từ nhện mạng phễu khá giống với chất chiết xuất từ ​​một loài nhện độc Brazil từng được biết là có khả năng chống ung thư. Vì vậy, họ quyết định đưa peptide này vào thí nghiệm. Đồng lãnh đạo nghiên cứu Maria Ikonomopoulou cho biết: “Trong các thí nghiệm, chúng tôi thấy rằng peptide từ nhện mạng phễu Úc tiêu diệt tế bào ung thư ác tính tốt hơn và ngăn chặn chúng lan rộng hiệu quả hơn peptide của nhện Brazil”. Khám phá mới hứa hẹn phương pháp chống u ác tính mới mà không có tác dụng phụ đối với các tế bào da khỏe mạnh.

Thuốc cấy ghép điện tử tự tiêu biến

“Những hệ thống cấy ghép mới có hoạt động điều trị chủ động theo định dạng được lập trình và định lượng, sau đó sẽ biến mất một cách tự nhiên vào cơ thể mà không để lại dấu vết”, John A. Rogers của Northwestern cho biết. Ảnh: Đại học Northwestern.

Đại học Northwestern và Trường Y khoa Đại học Washington đã hợp tác sản xuất mô cấy ghép điện tử không dây đầu tiên có thể tự phân hủy trong cơ thể khi nó đã hoàn thành nhiệm vụ và không gây tổn hại cho cơ thể.

Mô cấy ghép này giúp hồi phục các dây thần kinh bị tổn thương. Trong các thí nghiệm trên chuột, nó được chế tạo để cung cấp các xung điện thường xuyên giúp phục hồi chức năng của chuột. Khi thực hiện phẫu thuật trên dây thần kinh của người, các bác sĩ thường sử dụng kích điện để tăng tốc độ phục hồi; quá trình phải dừng lại khi phẫu thuật kết thúc.

“Những hệ thống cấy ghép mới có hoạt động điều trị chủ động theo định dạng được lập trình và định lượng, sau đó sẽ biến mất một cách tự nhiên vào cơ thể mà không để lại dấu vết”, John A. Rogers của Đại học Northwestern cho biết. Các nhà khoa học hy vọng một ngày nào đó, các mô cấy ghép sẽ hoạt động tương tự một số phương pháp điều trị dược phẩm và do đó có thể thay thế những phương pháp này.

Thắp sáng vật liệu xây dựng

Sơ đồ minh họa các đặc tính tự liền của vật liệu mới. Ảnh trên: vết nứt được tạo ra trong vật liệu; vật liệu bao gồm một hydrogel (màu xanh đậm) và lục lạp có nguồn gốc thực vật (màu xanh lục nhạt). Ảnh dưới: Khi có ánh sáng, vật liệu phản ứng với cac-bon đi-ô-xít trong không khí để mở rộng và lấp đầy khoảng trống, tự sửa chữa thiệt hại. Nguồn ảnh và chú thích: Nhóm nghiên cứu thông qua MIT News.

Các kỹ sư hóa học của MIT đã chế tạo một “vật liệu tự lành” lấy cảm hứng từ sinh học. Loại vật liệu này sử dụng cac-bon đi-ô-xít có trong không khí để tự cường hóa và sửa chữa.

Trong một thông cáo báo chí, MIT cho biết về khả năng một chất liệu dạng gel có thể “được chế tạo thành các tấm kim loại nhẹ dạng lưới, cứng lại và rắn chắc khi vận chuyển tới một công trường xây dựng, nơi chúng tiếp xúc với không khí và ánh sáng mặt trời. Khả năng này có thể giúp tiết kiệm đáng kể năng lượng và chi phí vận chuyển”. Các vật liệu tự liền trước đây đòi hỏi phải có các xúc tác ngoài như nhiệt độ, còn vật liệu mới chỉ cần có ánh sáng.

Tương tự như cách thực vật quang hợp, vật liệu mới này thu nạp CO2 từ không khí vào các mô đang phát triển của chúng. Vật liệu sử dụng lục lạp giống như trong tế bào thực vật và được chiết xuất từ ​​rau chân vịt. Lục lạp tự nhiên không ổn định nhưng các nhà khoa học đã nghĩ ra phương pháp tăng tuổi thọ của chúng. Họ kết hợp với một lưới gel bao gồm polymer và glucose. Vật liệu mẫu chưa đủ bền để đưa vào xây dựng, nên chúng vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu và hứa hẹn sẽ bền vững hơn trong tương lai.

Vận động viên robot năng động nhất thế giới

 

 

Nhóm sáng chế Boston Dynamics của MIT đã chế tạo Atlas, một “robot hình người năng động nhất thế giới” với khả năng lộn nhào, chạy bộ trên mặt phẳng mấp mô xuyên qua các vùng ngoại ô Massachusetts, bị vụt ngã bằng tuýp sắt và lại bật dậy được. Giờ đây chú robot nặng gần 75kg này thậm chí còn đang thực hiện parkour (chạy vượt chướng ngại) – một môn vận động trong địa hình đa chướng ngại vật, vốn bắt nguồn từ một chế độ huấn luyện quân sự của Pháp.

Boston Dynamics giải thích: “Phần mềm điều khiển sử dụng tất cả các bộ phận cơ thể như chân, cánh tay và thân để sắp xếp năng lượng và sức mạnh cần có khi nhảy qua khúc gỗ hay lên các bậc thang mà không ảnh hưởng đến tốc độ. Atlas sử dụng thị giác máy tính, tự xác định vị trí các dấu hiệu nhìn thấy trên đường để bám địa hình thật chuẩn xác”.

Theo Sam Worley

BÌNH LUẬN CỦA BẠN