Sử dụng amoniac để sản xuất điện mà không phát thải CO2, vắc-xin được sản xuất nhanh chóng và dễ dàng nhờ mRNA, con mắt nhân tạo giúp cải thiện thị giác cho người khiếm thị… là những công nghệ nổi bật của tháng 6.

Sản xuất điện từ amoniac cho châu Á

GE và tập đoàn IHI, một nhà sản xuất công nghiệp nặng của Nhật Bản, vừa công bố ký kết biên bản ghi nhớ (MOU) về việc hợp tác xây dựng Lộ trình kinh doanh tuabin khí (Lộ trình Amoniac), thúc đẩy sử dụng amoniac làm nhiên liệu không chứa cacbon, hướng tới giảm phát thải cacbon cho cả tuabin khí hiện có và tuabin mới. Theo đó, cả hai bên tiến hành các nghiên cứu tiên tiến về dung lượng thị trường của amoniac cũng như khả năng sử dụng amoniac trong nhà máy điện sử dụng tuabin khí ở Nhật Bản và trên toàn châu Á.

Ngày nay, amoniac được sử dụng làm phân bón, nguyên liệu hoá học thô và gần đây là làm nhiên liệu trong các ứng dụng công nghiệp. Là một nhiên liệu mang hydro và không chứa cacbon, amoniac cho phép vận chuyển và lưu trữ hiệu quả với chi phí thấp, đồng thời không thải ra CO2 khi đốt cháy, từ đó góp phần vào nỗ lực giảm phát thải cacbon của ngành điện.

Thiết bị trao đổi nhiệt hoạt động ở nhiệt độ lên đến 900°C

Hình ảnh nguyên mẫu bộ trao đổi nhiệt thu nhỏ được sản xuất bằng in 3D

Nhóm liên ngành của GE Research do Lana Osusky quản lý phối hợp với các chuyên gia hàng đầu từ Đại học Maryland và Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge thực hiện in 3D và thử nghiệm thiết bị trao đổi nhiệt thu nhỏ ở điều kiện nhiệt độ lên tới 900°C, cao hơn mức nhiệt của các thiết bị tân tiến nhất hiện nay 200°C, và áp suất 250 bar (3626 psi – đạt một nửa mức mục tiêu).

Lana Osusky, kỹ sư chính tại GE Research, cho rằng chính những đột phá về vật liệu và thiết kế có được nhờ in 3D đã cho phép sự cải thiện đáng kể như vậy. “Sự tự do trong thiết kế mà in 3D và các công cụ thiết kế mang lại giúp chúng tôi phát triển, chế tạo và thử nghiệm các thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt mới một cách nhanh chóng, điều mà trước đây là bất khả thi”.

Nhóm kỳ vọng bộ trao đổi nhiệt mới sẽ giúp các nhà máy điện cả ở hiện tại và trong tương lai cũng như các hệ thống động cơ phản lực tạo ra năng lượng sạch hơn, hiệu suất cao hơn.

Sản xuất vắc-xin nhanh và hiệu quả hơn

Ảnh: Getty Images

Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu việc sử dụng RNA thông tin (mRNA) trong các thử nghiệm ban đầu cho vắc-xin HIV, cúm mùa và các bệnh khác. Công nghệ này đã được phê duyệt và thể hiện hiệu quả đối với vắc-xin COVID-19.

Virus có cấu tạo gồm một lõi di truyền (DNA hoặc RNA) nằm trong lớp vỏ protein. Các gen lõi tạo ra mRNA, thứ là đặc trưng của từng loại virus cụ thể và tạo ra protein. Các nhà khoa học đã nghiên cứu và sao lưu chính xác cấu trúc mRNA của virus, sau đó sử dụng một đoạn bản sao như một loại vắc-xin. Các tế bào miễn dịch bên trong cơ thể sẽ ăn mRNA này và bắt đầu sản xuất các protein, kích thích phản ứng miễn dịch. Do đó, khi một người bị nhiễm virus sau khi tiêm vắc-xin, cơ thể họ có thể sẵn sàng chống lại chúng.

Chúng ta có thể sản xuất vắc-xin mRNA nhanh hơn, đơn giản hơn và điều chỉnh cho tương thích với các chủng virus mới dễ dàng so với các vắc-xin truyền thống. Đây là một cách tiếp cận đầy hứa hẹn để sản xuất vắc-xin kết hợp giúp chống lại nhiều chủng virus. Trong một số trường hợp, chúng cũng cho thấy khả năng kích thích phản ứng miễn dịch mạnh hơn các loại vắc-xin truyền thống.

Võng mạc nhân tạo

Ảnh: Getty Images.

Mới đây, một mô hình máy tính có tên gọi “con mắt sinh kỹ” đã ra đời nhằm cải thiện độ độ rõ nét, chức năng nhìn chi tiết và nhận biết màu sắc cho võng mạc nhân tạo của người khiếm thị.

Argus II, võng mạc nhân tạo đầu tiên trên thế giới, có khả năng tái tạo một số chức năng cần thiết cho thị lực, cho phép người dùng nhận biết chuyển động và hình dạng. Gianluca Lazzi, giáo sư tại Đại học Nam California, cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là phát triển các hệ thống có thể thực sự hoạt động được như võng mạc phức tạp ở người”.

Các nhà nghiên cứu đã tái tạo hình dạng và vị trí của hàng triệu tế bào thần kinh trong mắt bằng cách tạo ra một mô hình máy tính tiên tiến của các tế bào hạch, các tế bào này có chức năng truyền thông tin đến não qua các sợi trục. Họ đã tìm ra cách truyền xung điện tới các tế bào hạch chính xác hơn, đồng thời tránh kích thích các sợi trục gây sai lệch các tín hiệu của võng mạc.

Nam châm mạnh nhất thế giới

Ảnh: General Atomics

Sau một thập kỷ nghiên cứu, công ty General Atomics (có trụ sở tại California) đã hoàn thành một trong sáu mô đun của khối nam châm khổng lồ Central Solenoid – nam châm mạnh nhất thế giới.

Khối nam châm sẽ tạo thành lõi của lò phản ứng nhiệt hạch ITER. Mỗi mô đun nam châm nặng 125 tấn là một cuộn dây dẫn siêu lớn được làm từ thép, niobium và thiếc với tổng chiều dài là 5,6 km. Năm mô đun nam châm khác (trong đó có một chiếc dự phòng) sẽ được vận chuyển tới Pháp làm lõi của lò tokamak, một thiết bị hợp hạch sử dụng từ trường để giữ plasma, khí gas ion hóa cực nóng, bên trong buồng chứa nguyên tố nhẹ hợp nhất và tạo ra năng lượng.

BÌNH LUẬN CỦA BẠN