Động cơ tuabin cánh quạt đưa ngành hàng không lên một tầm cao mới, vắc-xin cúm và COVID-19 có nguồn gốc hoàn toàn từ thực vật, thiết bị có thể biến bất cứ mặt phẳng nào thành màn hình cảm ứng…, cùng tìm hiểu những công nghệ nổi bật tháng 9 góp phần giúp thế giới vận hành tốt hơn.

Bước đột phá cho động cơ tuabin cánh quạt

Ảnh: GE Aviation

Corkery và nhóm 400 kỹ sư hàng không tại GE đang thực hiện một dự án phát triển động cơ tuabin cánh quạt có tên Catalyst – thiết kế mới đầu tiên dành cho thị trường động cơ tuabin hàng không chung sau 50 năm. Thiết kế được kỳ vọng sẽ nâng ngành hàng không lên một tầm cao mới.

Catalyst kế thừa công nghệ và tiêu chuẩn từ các động cơ phản lực thương mại cỡ lớn của GE. Bên cạnh đó, động cơ này được bổ sung thêm một số tính năng mới như hệ thống điều khiển kỹ thuật số gồm hai máy tính dự phòng có khả năng thu thập dữ liệu từ các cảm biến tốc độ, cao độ, nhiệt độ và mật độ không khí cùng nhiều yếu tố khác, giúp phi công điều khiển máy bay theo cách tối ưu nhất. Các công nghệ này được kỳ vọng sẽ thay đổi hoàn toàn cách phi công điều khiển động cơ tuabin cánh quạt, tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải CO2 tới 20% so với các động cơ hiện có trên thị trường. Catalyst còn sử dụng nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) hay còn gọi là nhiên liệu sinh học cho máy bay. Nhiên liệu này cũng có thể giúp vận hành một số mẫu thiết bị bay không người lái và máy bay điện lai mới.

Để đạt được những thành quả này, Corkery và các đồng nghiệp đã vận dụng những công nghệ tiên tiến chưa từng được thử nghiệm trên động cơ tuabin cánh quạt. Điển hình như thay đổi hình dạng tuabin – tính năng vốn dĩ được GE và huyền thoại hàng không Gerhard Neumann phát triển cho động cơ phản lực siêu thanh. Neumann đã tìm ra cách để xoay cánh stato của động cơ khi bay làm thay đổi áp suất bên trong tuabin và giúp máy bay đạt vận tốc siêu thanh. Khi ứng dụng vào dự án Catalyst, thiết kế này cho phép kỹ sư tăng áp suất và nhiệt độ bên trong động cơ, tiêu thụ nhiên liệu hiệu quả hơn, gia tăng lực đẩy và tốc độ khi đạt tầm cao. “Lực đẩy cao hơn cho phép công ty sản xuất máy bay có thể thiết kế khoang hành khách rộng rãi, thoải mái hơn và tạo ra chiếc máy bay bay nhanh hơn khi lên cao” – Corkery cho biết. “Không chỉ bay nhanh hơn, nó còn tiêu thụ ít nhiên liệu đồng thời thải ra ít khí CO2 hơn. Chúng tôi biết cách làm điều đó vì đã thực hiện thành công trên những động cơ lớn khác”.

Vắc-xin có nguồn gốc từ thực vật

Một phần quy trình điều chế vắc-xin từ thực vật. Ảnh: Daily Mail

Các nhà khoa học đang hồi sinh phương pháp “trồng phân tử”, tiến tới phát triển vắc-xin có nguồn gốc từ thực vật để phòng bệnh cúm và virus SARS-CoV-2 – tác nhân gây ra COVID-19.

Không giống như vi khuẩn, trứng hay các tế bào động vật được nuôi cấy để sản xuất nhiều loại vắc-xin, thực vật chỉ cần ánh sáng, nước và các chất dinh dưỡng. Các nhà kính cũng tiết kiệm chi phí và dễ dàng mở rộng quy mô hơn các cơ sở sản xuất sinh học. Theo một bài báo được đăng tải trên tạp chí Science, với vòng đời phát triển 3 tháng kể từ khi bắt đầu đến kết thúc, vắc-xin có nguồn gốc từ thực vật có thể trở thành một giải pháp hiệu quả giúp chống lại các mầm bệnh và các biến thể mới cũng như thúc đẩy phương pháp điều trị cá nhân hóa bao gồm liệu pháp miễn dịch trong điều trị ung thư.

Loại vắc-xin có nguồn gốc từ thực vật giúp chống lại cảm cúm và COVID-19 mà các nhà khoa học đang phát triển (bao gồm vắc-xin dạng uống và dạng tiêm vào tĩnh mạch) được kỳ vọng sẽ trở thành vắc-xin đầu tiên có nguồn gốc hoàn toàn từ thực vật. Họ đã tạo ra vắc-xin thông qua quy trình biểu hiện gen tạm thời, cho phép các nhà nghiên cứu điều chỉnh sự biểu hiện gen của tế bào thực vật mà không cần sửa đổi ADN của chúng. Vắc-xin có nguồn gốc từ thực vật này sẽ sản sinh ra các phân tử VLP – gần giống với virus thật nhưng không lây nhiễm vì không chứa vật liệu di truyền mà có các thành phần giúp làm tăng hiệu quả của thành phần chính trong vắc-xin.

Vật liệu nano chống thấm nước

 Ảnh: Đại học Purdue/Jared Pike.

Một nhóm nghiên cứu tại Florida gần đây đã phát triển một loại vật liệu chống thấm nước mới có thể giữ bề mặt khô ráo ngay cả khi chìm dưới nước hàng giờ đồng hồ.

Chống nước không chỉ là một tính năng tiện lợi cho đồ dùng cắm trại và giày da lộn mà còn có nhiều tiềm năng quan trọng đối với các ứng dụng công nghệ cao trong năng lượng và các thiết bị điện tử tiên tiến. Debashis Chanda – Giáo sư tại Đại học Central Florida cho biết: “Loại gel mới đang làm cho quá trình điện phân trở nên dễ dàng hơn, tạo ra các tế bào nhiên liệu hiệu quả hơn. Chúng cũng có thể tạo ra các thụ thể điện tử tốt hơn, đây là chìa khóa cho sự phát triển của các cảm biến và máy dò có độ nhạy cao đối với các khí độc.”

Nhóm nghiên cứu đã gộp 60 đến 70 phân tử cacbon tạo thành một liên kết vững chắc giống như một chiếc lồng được gọi là cấu trúc fullerenes, sau đó xếp chồng chúng lên nhau tạo thành các cấu trúc nano giống như tinh thể hay còn được gọi là fullerites. Một giọt gel tạo ra từ fullerites tác động lên bất kỳ bề mặt nào cũng sẽ kích hoạt “trạng thái siêu chống thấm nước” trong khi cấu trúc mở cho phép vật liệu vẫn giữ được đặc tính ban đầu của nó. “Vì các bề mặt siêu chống nước này được phát triển theo một quy trình rất dễ dàng và đơn giản thông qua việc sử dụng các fullerene cacbon nguyên chất nên chúng tôi dự đoán chúng có thể được sử dụng trong nhiều thí nghiệm cũng như các ứng dụng ngoài đời thực” – Rinku Saran – Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

Biến mặt phẳng thành màn hình cảm ứng

Các nhà khoa học Nhật Bản đã phát minh ra thiết bị có thể biến bất kỳ mặt phẳng nào thành màn hình cảm ứng. Ảnh: Viện Khoa học và Công nghệ Nara.

Các nhà khoa học tại Viện Khoa học và Công nghệ Nara (Nhật Bản) đã phát minh ra một thiết bị tích hợp máy chiếu và camera có thể biến bất kỳ mặt phẳng nào thành màn hình cảm ứng.

Chúng ta có thể tạo ra các mặt phẳng cảm ứng mà không cần màn hình nhưng vẫn phải có hệ thống phức tạp gồm các máy chiếu, camera, cảm biến và nguồn sáng. “Các máy ảnh thường nhận dạng các hình ảnh ba chiều như hình ảnh hai chiều. Do đó, ngay cả khi chúng có thể phát hiện vị trí của đầu ngón tay, rất khó để chúng có thể xác định được ngón tay đang chạm vào bề mặt hay chỉ gần chạm” – Yasuhiro Mukaigawa, tác giả của nghiên cứu chia sẻ. “Trong tương tai, chúng tôi hy vọng có thể phát triển các tính năng bao gồm các hoạt động không cần chạm hoặc thậm chí thêm tính năng nhận dạng cử chỉ”.

Để giải quyết vấn đề đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy chiếu laser để quét mặt bàn và máy ảnh “màn trập lăn” để phân vùng chính xác cho hình ảnh. Máy chiếu phát ra một mặt phẳng ánh sáng nằm ngang, giao cắt với một mặt phẳng ánh sáng khác mà máy ảnh nhận được. Điều này cho phép tính toán độ sâu chính xác mà nhóm đã sử dụng để hiệu chỉnh hệ thống và lập trình một thuật toán xử lý hình ảnh chuyên dụng giúp cải thiện độ chính xác.

Đưa công nghệ trí tuệ nhân tạo vào các trung tâm chẩn đoán hình ảnh 

Ảnh: GE

Trước đây, bác sĩ chỉ khám bệnh trực tuyến vài lần một tuần nhưng trong bối cảnh đại dịch COVID-19, con số đó lên tới vài trăm. Do đó, GE đã hợp tác với Amazon Web Services (AWS) để cung cấp cho các y bác sĩ những ứng dụng và dịch vụ hỗ trợ công nghệ đám mây nhằm mang tới chất lượng công việc cao trong bối cảnh nhu cầu khám bệnh từ xa ngày càng tăng.

GE Healthcare giới thiệu hệ thống lưu trữ và truyền hình ảnh Edison TruePACS (Picture Archiving and Communication System, viết tắt là PACS) [1]. Đây là một giải pháp chẩn đoán hình ảnh đột phá có thể sử dụng tại cơ sở y tế (tại chỗ) hoặc trên đám mây (từ xa). Công nghệ PACS cần thiết trong hiển thị, lưu trữ, phân tích và chia sẻ hình ảnh y tế. TruePACS kết hợp bề dày kinh nghiệm chẩn đoán hình ảnh của GE Healthcare với cơ sở hạ tầng điện toán đám mây hàng đầu của AWS để tạo ra một nền tảng PACS dễ phối hợp, dễ tiếp cận và an toàn. Với tuỳ chọn triển khai tại chỗ hoặc trên đám mây, TruePACS cho phép lưu trữ hình ảnh y khoa, đọc ảnh và báo cáo từ xa cũng như trực tuyến.

Khi lựa chọn triển khai PACS tại chỗ hoặc trên đám mây, bác sĩ đều có thể truy cập các ứng dụng chẩn đoán hình ảnh có hỗ trợ AI (công nghệ trí tuệ nhân tạo). Nhờ đó, họ có thể nhanh chóng phân tích ảnh chụp cộng hưởng từ (MRI), vi tính cắt lớp (CT) và các hình ảnh y tế khác ở bên ngoài cơ sở khám, chữa bệnh. Tính năng này mở ra nhiều cơ hội mới giúp chăm sóc sức khỏe hiệu quả hơn, đáp ứng được cả nhu cầu của bác sĩ và người bệnh.

BÌNH LUẬN CỦA BẠN