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
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
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