Phát minh-công nghệ mới

[Oshin]

Vi sinh vật có thể giúp tạo ra vật liệu mới



TTO - Trong một thời gian dài, các nhà khoa học đã tự hỏi tại sao một số vi sinh vật lại sử dụng một nguồn năng lượng đáng kể để kéo dài các sợi polymer vào vùng có nhiều chất khoáng. Một báo cáo trên tạp chí Nature cho rằng có thể vi khuẩn làm như thế để thu lấy nguồn năng lượng cao hơn từ các phản ứng hóa học.

Clara S. Chan và cộng sự ở đại học California đã thu thập các vi sinh vật từ một sắt bỏ hoang ở tây nam Winconsin. Các sinh vật này đã tiết ra các sợi mỏng đặc biệt bao quanh các tinh thể oxít sắt.

Quá trình phân tích các sợi được tinh thể hóa này tiết lộ cho ta biết phản ứng hóa học tạo ra chúng. Các nhà nghiên cứu cho rằng rất có thể, vi sinh vật đã sử dụng phản ứng oxy hóa khử để thu lấy năng lượng từ môi trường. Sản phẩm tạo thành là các ion sắt kết tủa và các sợi polymer sau đó sẽ gắn chúng vào tế bào vi sinh vật.

Phát hiện mới này có thể giúp cho các nhà khoa học chế tạo ra các vật liệu mới. Hiện các nhà khoa học đã thành công trong việc tổng hợp các sợi polymer tương tự như ở vi khuẩn ở phòng thí nghiệm và họ hy vọng rằng thành công này sẽ nở ra một hướng mới cho việc bắt chước các quá trình sinh tổng hợp ở sinh vật.

PHỤNG CÁC (Theo Sciam)

[Robot]

Ứng dụng công nghệ hạt nhân trong lĩnh vực sinh học

(NLĐ ) - Ngày 20-3, đại diện Viện Hạt nhân Đà Lạt cho biết viện đang tập trung nghiên cứu về kỹ thuật lò phản ứng, an toàn hạt nhân để có thể khai thác hiệu quả lò hạt nhân. Dự kiến, viện sẽ xây dựng cơ sở điều chế đồng vị phóng xạ từ nguyên liệu thô nhập ngoại. Hướng nghiên cứu của viện là đi sâu vào công nghệ sinh học kết hợp với công nghệ hạt nhân để bảo tồn các nguồn gien quý hiếm. Từ năm 1984, lò phản ứng hạt nhân IVV-9 (tiền thân là TRIGA Mark II), công suất 500 KW đặt tại Viện Hạt nhân Đà Lạt đã chính thức được vận hành với mục tiêu chính là sản xuất các đồng vị phóng xạ phục vụ cho ngành y tế, công-nông nghiệp.

B.T.X

[Robot]

Chỉ siêu bền - nguyên liệu chế tạo thang máy không gian

Một loại sợi giống như dây thừng dài bện từ... ống nano sẽ được dùng vào mục đích gì? Phương pháp này sẽ được áp dụng để chế tạo chỉ kỹ thuật, vừa bền lại vừa giữ sạch môi trường, đưa vào những ứng dụng tiến bộ của tương lai.



Ống nano, thành phần cơ bản để chế tạo chỉ siêu bền.

Để chế tạo nên sợi dây xoắn mỏng mảnh mà bền chắc này, nhóm nghiên cứu do Alan Windle thuộc ĐH Cambridge (Anh) phụ trách đã cuốn ống nano vừa ra lò lên trục xoay. Ống nano là những sợi carbon rỗng, đường kính rộng 30 phần triệu milimet (bé bằng 1/5.000 bề rộng của sợi tóc người). Mặc dù bé, sợi chỉ tạo được bền chắc ngoài sức tưởng tượng. Một cách hoàn toàn nghiêm túc, giới khoa học đang xem xét khả năng sử dụng sợi dây làm bằng ống nano để... buộc trạm nghiên cứu không gian vào Trái đất, cho phép "thang máy không gian" nhấc vệ tinh ra khỏi trường trọng lực của Trái đất. Nếu thực hiện thành công, giải pháp này sẽ giúp chúng ta tiết kiệm được một khoản chi phí khổng lồ cho việc chế tạo tên lửa để đưa vệ tinh lên trạm không gian.

Gần hơn, sợi siêu bền có thể ứng dụng vào những dự án xây dựng lớn, chẳng hạn như bắc chiếc cầu treo nối liền Tây Ban Nha với Morocco qua eo biển Gibraltar. Hiện nay, dây Kevlar đang được sử dụng để neo dàn khoan dầu với đáy biển. Loại dây mới có thể kéo dài theo ý thích - đây là một tiến bộ vượt bậc vì độ dài của những loại dây tương đương chỉ vào khoảng 20cm. Hơn nữa, vì chúng được sản xuất trực tiếp ngay tại lò chế tạo ống nano, chi phí sản xuất sẽ rẻ hơn nhiều, đồng thời không cần đến những dung môi độc hại.

Nhóm nghiên cứu đã trộn ethanol (nguồn carbon) với chất xúc tác ferrocene và chất hóa học có tên gọi thiophene để tạo nên loại sợi mới. Sau đó, họ dùng vòi khí hydro phun hỗn hợp này vào lò nóng. Ống nano hình thành dưới dạng một khối rối, sau đó mới được cuốn vào con suốt để tạo thành sợi dây. Cho đến nay, sợi dây chưa đạt được mức siêu bền như dự tính - chúng không bền hơn bao nhiêu so với loại sợi dệt thông thường. Nhưng theo Windle, có rất nhiều cách để tăng sức bền cho sợi, chẳng hạn như làm cho ống nano sắp xếp hợp lý hơn. Bí quyết tạo nên sức bền của dây Kevlar chính là sự sắp xếp các phân tử một cách hợp lý.

Nếu sức bền của sợi tăng lên được mười lần, ngang với các loại sợi carbon chuẩn hiện nay, Windle cho rằng họ đã chạm được một tay vào thành công. Yếu tố giúp sợi dây nano cạnh tranh được là chi phí cực thấp, hơn nữa nguồn ethanol có thể lấy từ nguyên liệu tái chế. Tuy nhiên, chưa rõ là phương pháp này có thể tạo được sợi dây đủ mạnh như bản thân các ống nano hay không: Để làm được điều này, mỗi ống nano cần phải dài bằng toàn bộ sợi dây.

Khánh Hà (Theo Nature)

[Robot]

Nhật Bản phát triển máu nhân tạo

Một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc ba trường ĐH Waseda, Keio và Kumamoto ở Nhật Bản vừa phát triển một loại máu nhân tạo mới có tác dụng chống nhiễm virus và tương thích với mọi nhóm máu tự nhiên khi truyền. Đặc biệt, có thể dự trữ loại máu này trong thời gian dài hơn máu tự nhiên...



Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên động vật và mong đợi máu nhân tạo có thể được sử dụng cho người trong 2 năm tới. Nhiều công ty dược phẩm đã dòm ngó tới công thức chế loại máu này. Máu sẽ được sử dụng để bổ sung cho máu trong cơ thể bệnh nhân.

Để sản xuất máu nhân tạo, các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã sử dụng albumin, một protein huyết thanh trong máu. Họ cũng phát triển một hợp chất mà các phân tử của nó nhỏ hơn huyết nang. Các phân tử mới có thể vận chuyển oxy tới các cơ quan của người ngay cả khi các cục máu nghẽn hình thành trong mạch máu.

Đây không phải là loại máu nhân tạo đầu tiên. Hồi cuối năm ngoái, các nhà khoa học tại Bệnh viện Karolinska, Thuỵ Điển, là những người đầu tiên sử dụng thành công máu nhân tạo để điều trị cho bệnh nhân. Đó là một loại bột có thể bảo quản trong nhiều năm so với 42 ngày đối với máu bình thường. Chất bột có thể được trộn thành chất lỏng khi cần sử dụng. Các chuyên gia Mỹ là tác giả của máu nhân tạo và họ vẫn giữ kín tiến trình phát triển.

Việc phát triển máu nhân tạo có ý nghĩa quan trọng, giúp giải quyết tình trạng thiếu máu truyền hiện nay.

Minh Sơn (Theo Báo Nga)

[Robot]

Đã sản xuất được kim cương nhân tạo siêu cứng

Do chi phí cao nên con người đã phải sử dụng kim cương nhân tạo trong sản xuất công nghiệp. Mới đây, các nhà khoa học Mỹ đã sản xuất thành công kim cương nhân tạo từ khí với độ cứng cao gấp nhiều lần so với kim cương tự nhiên.

Cứng và to hơn




Kim cương nhân tạo.

Chih-shiue Yan, trưởng nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Địa Vật lý của Viện Carnegie, Washington, cho biết: ''Chúng tôi tin rằng kết quả tạo được kim cương nhân tạo cứng tới mức phá vỡ thiết bị đo là bước đột phá lớn trong lĩnh vực nghiên cứu của mình. Ngoài ra, chúng tôi có thể tạo các tinh thể có kích cỡ bằng viên đá quý trong vòng 1 ngày''.

Nhóm nghiên cứu của ông Yan đã tạo tinh thể kim cương bằng cách sử dụng một quy trình mang tên lắng đọng bốc hơi hoá chất tỷ lệ tăng trưởng cao. Trong quy trình này, khí hydro và mê-tan bị bắn phá bằng các hạt nhiễm điện hay plasma trong một buồng kín. Sau đó, họ cho các tinh thể trên chịu áp suất và nhiệt độ cao trong vòng 10 phút để làm chúng cứng hơn nữa.

Kim cương được nung nóng tới 2.0000C và chịu áp suất lớn gấp 50.000-70.000 lần so với áp suất khí quyển ở mực nước biển. Kết quả là các viên kim cương được tôi thêm này cứng hơn kim cương tự nhiên ít nhất là 50 lần. Russell Hemley thuộc Carnegie cho biết: ''Thành công này đã mở ra một phương pháp sản xuất kim cương hoàn toàn mới, phục vụ nhiều ứng dụng chẳng hạn như cho các thiết bị điện tử thế hệ tiếp theo hay công cụ cắt''. Kim cương thực được hình thành từ carbon dưới áp lực cao song giá thành rất cao. Trong khi đó, giá của kim cương nhân tạo chỉ bằng 30-50% kim cương tự nhiên.

Rẻ tiền song lại nhỏ quá!

Còn nhớ vào tháng 7 năm ngoái, một nhóm chuyên gia thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (tỉnh An Huy) khẳng định đã tạo được những viên kim cương nhỏ từ carbon dioxide. Theo họ, phương pháp này có thể rẻ tiền và hiệu quả hơn một số kỹ thuật tổng hợp kim cương hiện nay. De Beers, công ty khai thác kim cương lớn nhất trên thế giới, hoan nghênh tiến bộ trong công nghệ sản xuất kim cương nhân tạo song cho rằng những viên đá này nên được phân biệt với đá tự nhiên. Một số chuyên gia khác lại tỏ ý nghi ngờ vì kích cỡ của chúng quá nhỏ.

Chen và đồng nghiệp đã tạo ra kim cương bằng cách cho CO2 phản ứng với natri kim loại trong một chiếc lò điều áp ở 4400C và 800 atmosphere. Đây là nhiệt độ thấp nhất từ trước tới nay. Các phương pháp tổng hợp kim cương hiện tại cần áp lực lên tới 5 triệu atmosphere và nhiệt độ đạt tới 1.4000C.

Sau 12 giờ, các hạt kim cương có thể được tách ra khỏi natri carbonate, graphite và CO2 dư. Natri kim loại là một nguyên liệu nguy hiểm vì nó phản ứng mạnh với hơi nước. Để đảm bảo nó được sử dụng hết, nhóm nghiên cứu sử dụng nhiều CO2. Theo ông Chen, họ đã tiến hành thủ tục này hơn 80 lần và không gặp phải bất kỳ vấn đề nào liên quan tới sự an toàn.

Những viên kim cương đầu tiên có đường kính khoảng 0,25mm. Mặc dù kích cỡ đó quá nhỏ để dùng trong nhẫn cưới hoặc vòng cổ, song chúng lại là "lý tưởng" trong các công cụ cắt và mài công nghiệp. Theo thời gian, nhóm nghiên cứu đã cải thiện tiến trình sản xuất kim cương tới độ tạo ra những viên có đường kính 1,2mm. Chúng trong suốt và không màu, có thể sử dụng để làm trang sức.

Minh Sơn (tổng hợp)

[Robot]

Hạt cải dầu, bí quyết tạo sữa chất lượng cao

Các nhà chăn nuôi gia súc trên thế giới chắc hẳn sẽ "nhảy cẫng lên vì sung sướng" khi nghe tin này: Bò có thể cho sữa chất lượng cao hơn, giúp tạo bơ trực tiếp từ tủ lạnh. Vậy bí quyết là gì? Rất đơn giản: Bổ sung hạt cải dầu vào thức ăn cho bò.

Với hạt cải dầu, chất lượng sữa bò đã thay đổi đáng kể.

Các sản phẩm từ sữa chứa rất ít chất béo bão hòa - một trong những nguyên nhân hàng đầu gây bệnh tim và béo phì - nhưng lại rất giàu chất béo không bão hòa, tác nhân giúp giảm cholesterol.

Hạt cải dầu chứa một lượng lớn chất béo không bão hòa, có khả năng đi thẳng qua hệ tiêu hóa của bò để thấm vào sữa. Trong số các loại chất béo có ích này, acid oleic giúp sữa tạo bơ khi được làm lạnh. Bơ tạo được theo phương pháp này có mùi vị hoàn toàn bình thường, không khác gì so với bơ chế tạo theo phương pháp truyền thống.

Thay đổi thành phần sữa thông qua thức ăn của bò là một việc làm đúng đắn, được hình thành từ khá lâu. Tuy nhiên, theo Anna Fearon, trưởng nhóm nghiên cứu thuộc Khoa Hóa học thực phẩm, ĐH Queen's (Belfast, Bắc Ireland), đây là lần đầu tiên sản phẩm sữa kiểu này xâm nhập được vào thị trường tiêu dùng. Sản phẩm bơ tự kết hiện đã có mặt tại các siêu thị của Marks and Spencer. Hiện nay, khoảng 150 trang trại tại Bắc Ireland đang sản xuất sữa theo phương pháp bổ sung hạt cải dầu vào thức ăn cho bò.

Để đưa được ra thị trường, sản phẩm bơ phải được làm hoàn toàn từ váng sữa. Nếu có sự hiện diện của dầu thực vật, bơ sẽ ít được người tiêu dùng ưa chuộng. Vậy làm thế nào để thu hút được nhiều người tiêu dùng? Fearon cho biết: Cách làm của chị là bổ sung dầu thực vật sớm lên một chút, có nghĩa là vào nguồn thức ăn chứ không phải là trực tiếp vào sữa. Nhóm của Fearon nhận thấy càng cho bò ăn nhiều hạt cải dầu, thành phần váng sữa càng thay đổi. Nếu cho bò ăn 1kg hạt cải dầu mỗi ngày, sữa bò sẽ có thêm 35% acid oleic và giảm bớt 26% acid palmitic - một dạng chất béo bão hòa - so với bò ăn thức ăn bình thường.

Hạt cải dầu được dùng để bổ sung vào lượng thức ăn dạng viên và cỏ dành cho bò chứ không thể thay thế thức ăn của bò. Nếu chỉ cho bò ăn riêng hạt cải dầu, hạt sẽ bị thải ra ngoài theo đường tiêu hóa. Lũ bò tỏ ra rất thích thú với "thực đơn mới", và nhóm của Fearon đã thử nghiệm cẩn thận để đảm bảo rằng hạt cải dầu không ảnh hưởng đến... sức khỏe của bò.

Khánh Hà (Theo Nature)

[Robot]

Muỗi có thể chống... sốt rét


TTO - Các nhà khoa học tin rằng muỗi có thể chống sốt rét vì chúng có khả năng kiểm soát các phản ứng miễn dịch đối với ký sinh trùng gây sốt rét bằng một cặp gene đặc biệt.

Plasmodium, thủ phạm gây bệnh sốt rét thường sinh sôi nảy nở trong cơ thể muỗi và lợi dụng loài côn trùng này để gieo bệnh khắp nơi. Tuy nhiên, cơ thể muỗi sở hữu một cặp gene đặc biệt, gene CTL4 và gene LRIM1 làm nhiệm vụ kiểm soát thái độ của hệ miễn dịch đối với Plasmodium.

"Khi CTL4 không hoạt động, muỗi sẽ tiêu diệt tới 97% số ký sinh trùng phát triển trong cơ thể. Và khi gene LRIM1 bị vô hiệu hóa thì số ký sinh trùng lại nhân lên dễ dàng và nhanh chóng, các chuyên gia cho biết. Điều này giải thích vì sao khi bị muỗi cắn thì một số người bị bệnh sốt rét và một số khác thì không bị.

"Như vậy, nếu một loại thuốc nào đó có khả năng tác động đến sự cân bằng trên theo hướng tiêu diệt ký sinh trùng thì nó sẽ là dược liệu chống sốt rét rất hiệu quả. Một giải pháp khác là điều chỉnh gene của những con muỗi, theo đó, chúng sẽ mang những phiên bản đã được biến đổi của hai gene CTL4 và LRIM1", tiến sĩ George Christophides, trưởng nhóm nghiên cứu gợi ý.

Tuy nhiên, cách này rất khó thực hiện vì việc biến đổi gene có thể gây ra hàng loạt thay đổi trong cơ thể muỗi, khiến chúng khó sống sót.

Mỗi năm trên thế giới có hơn 1 triệu người thiệt mạng vì bệnh sốt rét và khoảng 300 triệu bệnh nhân đã mất hoàn toàn khả năng lao động.

T.LÊ (Theo BBC News)


Sử dụng muỗi để phòng chống bệnh sốt rét

TTO - Các nhà nghiên cứu châu Âu đã xác định được bốn loại protein có trong loài muỗi mang ký sinh gây bệnh sốt rét. Công trình này có thể mang lại các phương pháp mới chống lại bệnh sốt rét hiệu quả hơn.

Theo đó, hai protein được gọi là TEP1 và LRIM1 có tác dụng giết chết ký sinh gây bệnh sốt rét trong ruộc của muỗi. Sự có mặt hay vắng mặt của chúng ở muỗi đã lý giải vì sau một số muỗi truyền bệnh còn một số khác thì không. Những xét nghiệm trên TEP1 và LRIM1 cho thấy hệ miễn dịch của muỗi có khả năng giúp chống chống lại bệnh sốt rét. Theo nhà khoa học học Stéphanie Blandin thuộc Phòng Thí nghiệm Phân tử Sinh học Châu Âu (EMBL), khi sử dụng các vũ khí tự vệ tự nhiên này, con người có thể ngăn chặn chu trình chuyển động giữa ký sinh trùng (Tác nhân gây bệnh) và muỗi (tác nhân truyền bệnh).

Hai protein khác là CTL4 và CTLMA2 có tính năng trái ngược với hai loại trên. Chúng bảo vệ ký sinh trùng đang trong giai đoạn trưởng thành trong ruộc của muỗi. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện rằng khi loại bỏ hai protein này, ký sinh trùng sẽ chết. Theo nhà khoa học phụ trách chung của nhóm nghiên cứu , Fotis Kafatos, các nghiên cứu này cho thấy sức mạnh của hệ miễn nhiễm của muỗi và con người có thể chống lại căn bệnh sốt rét từ bên trong cơ thể muỗi trước khi nó được truyền sang người, chẳng hạn như chuyển hướng nghiên cứu sang các chất có khả năng ức chế tính năng của các protein bảo vệ ký sinh trùng thay vì chỉ tập trung nghiên cứu trên hiệu quả trực tiếp đối với plasmodium - ký sinh trùng gây bệnh sốt rét lên cơ thể người.

Sốt rét là một trong những căn bệnh nghiêm trọng nhất ở các nước đang phát triển, đặc biệt ở vùng hạ Sahara Châu Phi. Mỗi năm, trên thế giới có từ 300 - 500 triệu người mắc bệnh và một triệu người tử vong vì căn bệnh này, nhất là trẻ dưới năm tuổi.

N.TRANG (Theo AFP, Science)

[Robot]

Sony giới thiệu e-book thế hệ mới



Hãng điện tử Nhật Bản vừa thông báo sẽ sử dụng mực điện tử trong loạt ấn phẩm mới nhất của mình, tạo ra một trong những ứng dụng đầu tiên của công nghệ hiển thị của tương lai.

Theo công nghệ này, mỗi cuốn e-book sẽ là một phiên bản số hóa của quyển sách thực. Để làm được điều đó, nhà sản xuất sử dụng thứ mực điện tử dựa trên một chip trắng nhạy điện trôi trong quả bóng chứa đầy mực đen. Chip này nổi hay chìm trong lớp mực, tùy thuộc vào điện tích nạp vào. Một số chip kẹp giữa các lá thép và một mẩu nhựa trong. Không giống công nghệ hiển thị tinh thể lỏng (LCDs), chúng không cần bôi đen hình ảnh để người ta có thể nhìn thấy. Việc hiển thị này cũng tốn ít điện năng hơn, bởi một khi chip đã nạp điện, nó sẽ giữ nguyên hình ảnh mà không cần tiêu tốn thêm năng lượng. Ngoài ra, độ sắc nét của nó có thể so sánh với sách giấy.

Sách điện tử từng một thời được coi là tương lai của ngành xuất bản, bởi nó dễ lưu trữ và phân phối. Nhưng rốt cuộc thì người tiêu dùng lại chẳng mấy mặn mà do chữ không nét và tốn điện. Hồi cuối năm ngoái, Adobe đã gắng vực dậy thị trường này bằng xây dựng một hiệu sách định dạng PDF trực tuyến. Nay thì đến lượt Sony, và họ hy vọng sẽ thành công nhờ giải quyết hai điểm yếu này

Sony dự định tung sản phẩm ra thị trường Nhật Bản cuối tháng sau, với giá 375 USD. Sách điện tử sẽ to bằng khoảng nửa quyển sách giấy, có 10Mb bộ nhớ, đủ để lưu khoảng 20 cuốn sách. Thiết bị cũng có một khe cắm bộ nhớ để nạp thêm sách vào từ máy tính. Màn hình 6 inch có độ phân giải 800x600 pixels.

Thanh Tùng (theo Cnet)

[Robot]

Mỹ: Máy bay đạt vận tốc gấp 7 lần vận tốc âm thanh



X-43A.

Ngày 27/3, Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) thông báo đã phóng thành công một máy bay siêu âm thử nghiệm không người lái sử dụng động cơ phản lực siêu thanh - Scramjet - đạt vận tốc 5.000m/phút (7.700km/h), nhanh gấp 7 lần vận tốc âm thanh, phá kỷ lục về vận tốc của một động cơ máy bay. Scramjet có thể được dùng để chế tạo một thế hệ phi thuyền con thoi mới trong tương lai.



Chiếc scramjet X-43A được phóng ra từ một chiếc máy bay B-52 cất cánh từ căn cứ không quân Edwards California khi ở độ cao 12 ngàn mét và được một tên lửa phụ phóng lên tới độ cao gần 30.000m, X-43A bay với động cơ riêng trong 10 giây. Chiếc scramjet A-43A sau đó lướt trong bầu khí quyển và thực hiện một loạt các cuộc thử nghiệm về lực cản của khí quyển trong vòng 6 phút trước khi rơi xuống Thái Bình Dương.

Máy bay X-43A (được xem là "sự khởi đầu một cuộc cách mạng trong ngành hàng không và vũ trụ“) được thiết kế theo một chương trình trị giá 230 triệu USD nhằm tạo ra động cơ scramjet có thể bay rất cao không cần mang theo bình đựng oxy, nhờ đó tăng trọng tải và giảm chi phí. Về mặt lý thuyết, máy bay này có thể đạt vận tốc tối đa 10.000km/h và bay vòng quanh thế giới chỉ mất vài giờ.

Chiếc X-43A được phóng thử lần đầu tiên vào ngày 2/6/2001 nhưng đã thất bại.

T.Phương
(Theo BBC)

[Robot]

Khám phá bí mật tự hủy diệt của tế bào


Tế bào tự hủy diệt theo một lập trình sẵn

TTO - Ở những cơ thể khỏe mạnh, mỗi giây có hàng triệu tế bào mới được sinh ra đồng thời hàng triệu tế bào cũ chết đi. Các nhà khoa học vừa tiến thêm một bước quan trọng giải thích hiện tượng hủy diệt của tế bào.

Hiện tượng tế bào tự hủy diệt đã được lập trình sẵn, có tên khoa học apoptosis. Nếu cơ chế tự tử của tế bào gặp trục trặcsẽ dẫn đến những căn bệnh hiểm nghèo như ung thư hay những rối loạn gây suy thoái hệ thần kinh trong bệnh Parkinson và các bệnh tự miễn như lupus.


Những nghiên cứu trước đây đã khẳng định quy trình sinh vật học phức tạp của tế bào sẽ do proteasome, một cỗ máy tế bào phức tạp kiểm soát. Proteasome duy trì sự cân bằng của các protein trong một tế bào đồng thời tiêu diệt những protein không còn cần thiết. Và sự hiểu biết cũng chỉ mới dừng lại ở đây.

Mới đây, các nhà khoa học ở ĐH Leicester phát hiện một bước quan trọng trong việc tìm hiểu quy trình sinh vật học phức tạp khi tế bào chết. Đó là trong quá trình tự tử, một phần của proteasome làm nhiệm vụ phát hiện và tiêu diệt các protein vô dụng đột nhiên bị vô hiệu hóa dưới tác động của các enzyme có tên là caspas. Việc này dẫn đến sự tích tụ các protein vô dụng, dần dần làm mất cân bằng trong tế bào và làm cho tế bào chết.

Phụ trách nhóm nghiên cứu, giáo sư Gerald Cohen, ĐH Leicester cho biết: "Phát hiện này khá quan trọng, giúp chúng ta tìm hiểu được bí ẩn về những cái chết tự tạo của tế bào. Và phát hiện này có thể sẽ mở những cách thức chữa bệnh mới bằng cách kiểm soát quá trình tự tử của tế bào chẳng hạn như làm phát triển quá trình apoptosis để trị bệnh ung thư, một tình trạng mà tế bào bệnh không chết khi đã hết vòng đời tự nhiên".

Tiến sĩ Julie Sharp, giám đốc viện nghiên cứu ung thư Anh cho biết: "Trong tương lai, các nhà khoa học có thể sử dụng thông tin này để thiết kế một phương pháp điều trị mới bằng cách đẩy lùi cái chết của tế bào, tạm ngưng hoạt động của tế bào ung thư..."

T. LÊ (Theo BBC News)

[Robot]

Đã chế tạo được màng polyme tự phân hủy

Tiến sĩ Phạm Thế Trinh và các đồng nghiệp tại Viện Hóa học công nghiệp đã phát triển thành công công nghệ sản xuất màng polyme tự phân hủy dùng để phủ cây trồng và các bầu ươm cây.



Vật liệu chính để sản xuất màng polyme tự phân hủy là nhựa LDPE và tinh bột sắn. Các nhà khoa học đã thủ nghiệm phủ vật liệu mới trên các luống lạc tại nông trường Thanh Hà, tỉnh Hòa Bình. Kết quả cho thấy vật liệu này có tác dụng giữ ẩm và dinh dưỡng cho đất, chống xói mòn và diệt cỏ dại. Sau 4 tháng, toàn bộ màng polyme tự phân hủy hoàn toàn.

Hiện nhóm nghiên cứu đang mỏ rộng ứng dụng dùng màng polyme tự phân hủy trong gieo hạt các loại cây trồng như bông, ngô và thuốc lá trên toàn quốc.

TTXVN

[Robot]

Photon - mật mã chuyển tiền an toàn

Một ngân hàng Áo vừa triển khai loại hình chuyển tiền điện tử bằng cách sử dụng photon phân tách để tạo ra mật mã liên lạc không thể phá vỡ. Đây là một bước đột phá, bởi các sản phẩm mật mã lượng tử thương mại hiện nay không sử dụng photon để đảm bảo an toàn thông tin.




Cáp quang.

Hệ thống mật mã lượng tử này do Anton Zeilinger cùng đồng nghiệp thuộc ĐH Vienna và Công ty Nghiên cứu ARC Seibersdorf của Áo phát triển. Nó đã được sử dụng để chuyển tiền giữa Toà thị chính Thành phố Vienna và Ngân hàng Creditanstalt vào hôm 21/4. Photon phân tách tuân thủ các nguyên tắc kỳ lạ của vật lý lượng tử: Nếu làm rối loạn tình trạng của một photon, sẽ lập tức gây xáo trộn photon còn lại dù khoảng cách giữa chúng có xa tới đâu chăng nữa.

Các cặp photon phân tách được tạo ra bằng cách bắn một chùm laser qua một tinh thể để tách các photon đơn thành hai. Sau đó, một photon từ mỗi cặp phân tách được gửi từ Ngân hàng tới Toà thị chính thành phố thông qua cáp quang. Khi các photon tới điểm đến, tình trạng phân cực của chúng được quan sát. Dữ liệu mà hai đầu nhận được là như nhau, hoặc là 1 hoặc 0. Bằng cách này, có thể xây dựng một chìa khoá mã hoá để đảm bảo an toàn cho giao dịch tài chính.

Sự phân tách lượng tử đảm bảo an toàn thông tin bởi mọi nỗ lực chặn các photon trên đường đi để đánh cắp mật mã sẽ bị máy giám sát tình trạng của các photon còn lại trong mỗi cặp phát hiện. Do mật mã là ngẫu nhiên nên có thể tạo ra một mật mã mới mỗi lần sử dụng. Hệ thống mật mã trên rất an toàn. Trái lại, phần lớn các hệ thống mật mã phi lượng tử hiện nay phụ thuộc vào các vấn đề toán học, tốn thời gian để tạo ra mật mã song các mật mã này có thể bị phá vỡ.

Hệ thống này sẽ không đắt tiền hơn nhiều so với công nghệ hiện nay. Vụ chuyển tiền mã hoá bằng lượng tử trên diễn ra khi thị trưởng Vienna chuyển 3.000 euro tài trợ vào một tài khoản thuộc ĐH Vienna. Hai toà nhà nằm cách nhau 500m song phải tốn tới 1,5km cáp quang để nối chúng với nhau, do cáp phải đi qua hệ thống cống ngầm. Zeilinger cho biết, về nguyên tắc, có thể mở rộng đường cáp tới 20km. Các photon đơn nhất khó có thể truyền xa hơn khoảng cách này.

Trong tháng 6/2003, nhóm nghiên cứu cũng đã truyền photon phân tách qua sông Danube. Các thiết bị mã hoá lượng tử thương mại ngày nay, do các công ty như ID Quantique và MagiQ chế tạo, sử dụng các nguyên tắc khác nhau để tạo ra một loại mật mã an toàn. Họ cũng sử dụng các xung ánh sáng yếu thay vì các photon đơn lẻ. Do các xung phải đủ yếu để đảm bảo an toàn nên cần có các máy dò nhạy cảm hơn. Theo nhà nghiên cứu lượng tử Tim Spiller thuộc Phòng thí nghiệm Hewlett-Packard ở Anh, sử dụng các cặp photon phân tách sẽ đảm bảo bí mật tuyệt đối.

Minh Sơn (Theo Scientist)

[Oshin]

Lợn và gà phát sáng - cuộc cách mạng trong chăn nuôi

Nhờ sự cải thiện đáng kể về kỹ thuật chuyển gien ở động vật, các nhà khoa học Anh đã tạo ra lợn và gà phát sáng trong bóng tối, báo hiệu một kỷ nguyên mới trong chăn nuôi.



Tiến sĩ Sang và gà phát sáng.

Lợn và gà phát sáng nhờ được bổ sung gien phát sáng của... sứa biển. Hiện việc chuyển đổi gien động vật vẫn rất tốn kém và không hiệu quả. Chỉ khoảng một trong 70 phôi thai được tiêm vật liệu di truyền là có thể tạo ra một động vật chuyển đổi gien. Kỹ thuật được cải tiến của các nhà khoa học tại Viện Roslin (Anh), vay mượn liệu pháp gien ở người.

Trong một cuộc thử nghiệm gần đây tại Viện Roslin, phương pháp mới đã tạo ra 36 con lợn phát sáng từ 40 phôi thai. Theo TS Bruce Whitelaw và TS Helen Sang, tỷ lệ thành công 90% này có thể tạo ra một cuộc cách mạng trong việc ứng dụng công nghệ chuyển đổi gien ở vật nuôi. Với những thành công trên, họ mong đợi có thể tạo ra vật nuôi kháng bệnh hoặc động vật được sử dụng cho nghiên cứu.

Kỹ thuật mới sử dụng virus để mang các gien được chọn lựa vào trứng đã được thụ tinh. Ngay khi đã được chuyển đổi, trứng được cấy vào cơ thể của động vật cái. Virus được sử dụng có nguồn gốc từ một họ virus tên là lentivirus. Lentivirus đã được nghiên cứu rất kỹ trong y học.



Lợn phát sáng.

Lợn và gà phát sáng được tạo ra ở Roslin bằng cách sử dụng lentivirus để mang gien protein huỳnh quang xanh (GFP) - một gien được tìm thấy ở sứa. Có thể dò thấy cả gà và lợn mang gien này trong ánh sáng bình thường do chúng có màu hơi xanh lục. Tuy nhiên, khi được nhìn trong ánh sáng xanh, tất cả mọi khu vực không có lông của chúng đều phát sáng. Chân và đầu gà phát sáng trong khi tai, mũi, tinh hoàn và chân lợn phát sáng.

Hiện Viện Roslin đã tạo ra ba thế hệ gà mang gien GFP và gien này hoạt động rất ổn định. Tiến sĩ nghiên cứu gia cầm Sang hiện đã sẵn sàng thử nghiệm tạo ra những con gà mái mang protein dược phẩm trong trứng của chúng. Đó là protein được sử dụng trong điều trị ung thư. Kỹ thuật mới cũng được sử dụng để tạo ra các động vật chuyển gien để nghiên cứu bệnh tật và các giống vật nuôi kháng một số bệnh nhất định.

Minh Sơn (Theo BBC)

[Oshin]

Bao gói thông minh - bạn của mọi gia đình

Nhờ công nghệ sản xuất bao gói thông minh, người tiêu dùng không còn phải lo ngại khi mở gói thực phẩm tại nhà mới biết là mua phải bánh mì mốc, dâu tây thối hay sữa chua hỏng.


Can bia thông minh tự làm lạnh.
Trong khi các loại bao gói thông thường chỉ có chức năng làm rào cản bảo vệ thực phẩm thì bao gói thông minh có thể làm nhiều việc hơn thế. Một số vật liệu tương tác với sản phẩm để bảo vệ nó theo một cách thức nào đó hoặc cung cấp cho người tiêu dùng thông tin tốt hơn về tình trạng tươi sống. Chẳng hạn, vật liệu có thể hút oxy bên trong một loại bao gói nhằm ngăn ngừa thực phẩm bị hỏng hoặc thông báo liệu các thực phẩm tươi sống như thịt đỏ có được bảo quản ở nhiệt độ không an toàn chăng. Các loại khác giết vi khuẩn và thậm chí có thể tiết lộ liệu có phải sản phẩm đang bắt đầu thối rữa hay không.

Can bia

Người tiêu dùng đã quen thuộc với các loại bình chứa không chỉ có chức năng đựng hàng. Có lẽ loại bao gói thông minh và nổi tiếng nhất trên thị trường ngày nay là các can bia được thiết kế đặc biệt. Khi người sử dụng giật chiếc nút vòng, áp lực trong can sẽ giảm, làm cho quả bóng chứa đầy nitrogen bên trong giải phóng nitrogen và làm cho bia có bọt. Các nhà nghiên cứu đang chế tạo một loại can bia thông minh có khả năng tự làm lạnh.

Theo Aaron Brody, nhà nghiên cứu công nghệ thực phẩm thuộc ĐH Georgia ở Athens (Hy Lap), ngoài thị trường bia, bao gói thông minh ít được sử dụng do phải mất thêm một khoản chi phí để chế tạo và sản xuất nó. Tuy nhiên, điều đó đang thay đổi khi các công ty nhận ra lợi ích tiềm năng của việc cung cấp cho người tiêu dùng các sản phẩm tươi sống. Aaron nói: ''Bao gói linh hoạt có nhiều lợi ích và nhiều công ty hiện đang sử dụng nó dưới dạng này hoặc dạng khác''.

Chất chỉ thị

Một trong các công nghệ đóng gói mới đã xuất hiện tại thị trường Pháp, nơi Tập đoàn siêu thị Monoprix đang sử dụng một thiết bị có tên là chất chỉ thị nhiệt độ thời gian (TTI) đối với một số thực phẩm tươi sống. TTI do Temptime of Morris Plains (Mỹ ) sản xuất, là một loại nhãn theo dõi nhiệt độ bảo quản của sản phẩm. Nhãn giống mắt bò này có một vòng tối bao quanh một vòng tròn sáng hơn. Vòng tròn trung tâm chứa một loại hoá chất có khả năng đổi màu từ sáng sang thẫm. Nếu bao gói được bảo quản trong nhiệt độ lạnh, phản ứng xảy rất chậm. Nhiệt độ gia tăng sẽ thúc đẩy phản ứng này.

Do vi khuẩn trong thực phẩm phản ứng với nhiệt độ theo cách thức tương tự nên từ màu sắc của TTI, người tiêu dùng có thể biết được liệu thực phẩm có được giữ trong nhiệt độ ấm quá lâu hay không. Khi vòng tròn bên trong tối lại, điều đó có nghĩa là sản phẩm không còn tươi. Những cửa hàng sử dụng công nghệ này thông báo rằng số khách hàng trả lại các sản phẩm bị hỏng ít hơn trước rất nhiều.

Các chất chỉ thị khác đang được phát triển để giám sát những loại khí phát ra bên trong gói thực phẩm đông lạnh để thông báo liệu thịt, cá hoặc rau có bị thối hay không. Trung tâm Nghiên cứu Độc tố quốc gia ở Arkansas (Mỹ ) đã phát triển một loại đĩa nhựa mỏng có tẩm một chất nhuộm. Đĩa được bỏ vào bên khi đóng gói thực phẩm và đổi màu nếu có các loại khí của quá trình phân huỷ.

Chất hút oxy

Bao gói thông minh cũng có thể kiểm soát môi trường bên trong bao gói. Chẳng hạn, các loại quả và rau khác nhau sẽ tươi hơn với mức oxy và CO2 khác nhau. Tuy nhiên, khó có thể kiểm soát hai loại khí này trong một loại bao gói đóng kín vì rau quả tiêu thụ nhiều oxy hơn và thải ra nhiều CO2 hơn khi bao gói ấm hơn. Công ty Landec ở Menlo Park, California đang cố gắng giải quyết vấn đề này bằng một loại bao gói tên là Intelimer. Intelimer thay đổi khả năng thẩm thấu của nó khi nhiệt độ thay đổi sao cho giữ O2 và CO2 ở mức tối ưu trong bao gói.

Một cách khác để làm chậm tiến trình phân huỷ là kiểm soát không khí bên trong bao gói bằng chất hút oxy. Hiện nay, con người làm điều đó bằng cách đặt một túi nhỏ chứa đầy bột sắt vào trong bao gói. Sau đó, bột sắt sẽ hút oxy khi nó oxy hoá. Tuy nhiên, người tiêu dùng lại không thích những túi bột sắt nhỏ được đánh dấu ''Đừng ăn!'' trong thực phẩm của họ. Chính vì lý do này mà một công ty tên là Seal Air of Saddle Brook tại New Jersey đang sản xuất một loại bao gói tự hút oxy. Vật liệu bao gồm một lớp bên trong làm bằng polymer có thể oxy hoá, bẫy oxy giống như bột sắt.

Công nghệ bao gói linh hoạt vẫn chưa dừng lại ở đây khi Công ty Toxin Alert của Canada đang nghiên cứu một loại giấy gói sandwich có phủ kháng thể. Loại giấy này sẽ đổi màu nếu bánh chứa các loại khuẩn gây ngộ độc thực phẩm. HortResearch tại New Zealand lại đang thử nghiệm một loại bao gói có chức năng thông báo cho khách hàng liệu các loại hoa quả chẳng hạn như lê đã chín hay chưa.

Minh Sơn (Theo NewScientist)

[Robot]

Có hay không, vi khuẩn cỡ... nano?

Các bác sĩ vừa khẳng định đã phát hiện ra bằng chứng mới về vi khuẩn tí hon hay vi khuẩn nano. Chúng thực sự tồn tại và có thể gây ra nhiều căn bệnh cho con người.



Vi khuẩn nano trong động mạch bị vôi hoá.

Sự tồn tại của vi khuẩn nano là một trong những vấn đề khoa học gây tranh cãi nhiều nhất. Một số chuyên gia cho rằng chúng là một dạng sống mới, gây nhiều căn bệnh như vôi hoá động mạch ở người cao tuổi. Các nhà nghiên cứu khác thì nói chúng quá nhỏ nên không thể coi là sinh vật sống.

Một nhóm các bác sĩ tại Bệnh viện Mayo, Rochester (Minnesota, Mỹ ) đã tham gia vào cuộc tranh cãi này. Sau bốn năm nghiên cứu, nhóm đã đưa ra bằng chứng thuyết phục nhất về sự tồn tại của vi khuẩn nano. Trong báo cáo khoa học mang tên Bằng chứng về các cấu trúc giống vi khuẩn nano ở động mạch và van tim vôi hoá của người, John Lieske và đồng nghiệp của ông đã mô tả cách họ phân lập vi khuẩn nano từ động mạch bị bệnh của con người.

Vi khuẩn nano tự sao chép trong đĩa cấy và có thể nhận dạng chúng bằng một kháng thể hoặc chất nhuộm ADN. Nhóm nghiên cứu đã phân tích các động mạch bị vôi hoá và không bị vôi hoá, mảng bám động mạch và van tim bị vứt bỏ sau phẫu thuật tại hai bệnh viện của Mỹ. Trong phòng thí nghiệm, họ nhuộm mẫu và kiểm tra chúng dưới kính hiển vi electron cực mạnh. Họ đã tìm thấy các khối cầu tí hon có kích thước từ 30 tới 100 nanomet (một nanomet băng một phần tỷ của 1m), thậm chí còn nhỏ hơn nhiều virus.

Khi mô bị nghiền, được tách lọc để loại bỏ mọi thứ có kích cỡ lớn hơn 200nanomet và phần còn lại được bỏ vào một môi trường vô trùng, sau một vài tuần, tình trạng đục vẩn của dung dịch tăng lên. Nhóm nghiên cứu cho rằng điều đó có nghĩa là vi khuẩn nano tự nhân lên. TS Virginia Miller, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: ''Tôi nghĩ rằng chúng tôi đã tiếp cận có hệ thống trong việc đánh giá vai trò của những vi khuẩn nano này trong các tiến trình bệnh tật ở người''.

Vi khuẩn nano cũng được nhận dạng bằng một chất nhuộm ADN và hấp thụ uridine - một thành phần hoá chất quan trọng của RNA. Các nhà nghiên cứu cho rằng đó là bằng chứng cho thấy các phần tử này không ngừng tổng hợp axít nucleic. Dưới kính hiển vi điện tử, vi khuẩn nano dường như có thành tế bào. Chúng xuất hiện trong mô của bệnh nhân mắc chứng phình mạch vôi hoá song không có trong mẫu mô khoẻ mạnh. Một số nhà khoa học còn cho rằng vi khuẩn nano đóng một vai trò nào đó trong việc hình thành sỏi thận và những cấu trúc vôi hoá trong ung thư buồng trứng.

Tuy nhiên, một số nhà khoa học lại nghi ngờ. Jack Maniloff thuộc ĐH Rochester ở New York nói: ''Tôi không cho rằng có sự tồn tại của vi khuẩn nano''. Những lời khẳng định đầu tiên về vi khuẩn nano do các nhà địa chất đưa ra khi nghiên cứu các cấu trúc tí hon giống tế bào trong những phiến đá mỏng. Tuy nhiên, vào năm 1998, sự tranh cãi chuyển sang một hướng mới khi Olavi Kajander và Neva Ciftcioglu thuộc ĐH Kuopio (Phần Lan) khẳng định đã tìm ra vi khuẩn nano trong sỏi thận của người. Chúng được bao quanh bởi một khoáng chất giàu canxi tên là apatit.

Ngay lập tức, lời khẳng định này bị phản đối. Nhiều vi khuẩn nano có đường kính nhỏ hơn 100nanomet, nhỏ hơn nhiều loại vi khuẩn và không thể tái tạo độc lập. Nghiên cứu của Maniloff cho thấy để chứa ADN và các protein cần cho hoạt động, một tế bào phải có đường kính ít nhất là 140nanomet. Tuy nhiên, Kajander và Ciftcioglu khăng khăng rằng họ đã quan sát vi khuẩn nano tự sao chép trong một môi trường nuôi cấy và khẳng định đã xác định được một chuỗi ADN độc nhất. Phải giải thích điều này sao đây nếu các tế bào đó không sống, họ hỏi.

Cisar có câu trả lời đối với câu hỏi trên. Sau khi nghiên cứu các vi khuẩn nano được tìm thấy trong nước bọt, nhóm của ông đã công bố một báo cáo khoa học vào năm 2000, khẳng định ADN mà nhóm nghiên cứu Phần Lan phát hiện được là... "chất ô nhiễm từ một vi khuẩn bình thường". Một số người nói rằng nghiên cứu của nhóm Cisar cũng là lập dị. Sự nghi ngờ càng tăng lên khi nhóm nghiên cứu Phần Lan thành lập một công ty tên là Nanobac Life Science ở Tampa, Florida để bán các dụng cụ phát hiện vi khuẩn nano. Công ty này còn đang phát triển các phương pháp điều trị những chứng bệnh được cho là do vi khuẩn nano gây ra, mặc dù thiếu bằng chứng.

Báo cáo khoa học của các bác sĩ tại Mayo đã được tạp chí American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology xem xét bảy lần trước khi được công nhận vào tuần trước. Họ lặp lại con đường của Kajander và Ciftcioglu. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại Mayo đưa ra nhiều kết quả hơn tuy khó có thể được giải thích. Khi vi khuẩn nano được nuôi trong bình, chúng hấp thụ uridine. Điều đó cho thấy RNA đang được tạo ra. Tuy nhiên, ngay cả các tinh thể apatit dường như cũng hấp thụ một số uridine mặc dù không nhiều như các vi khuẩn nano tự sao chép này.

Một bằng chứng quan trọng nữa là việc tìm ra ADN độc nhất của vi khuẩn nano. Tuy nhiên, Miller cho rằng việc các nhóm khác chưa thể xác định được một chuỗi ADN độc nhất vẫn không có nghĩa là vi khuẩn nano không tồn tại. Hiện nhóm nghiên cứu ở Mayo đang phân lập RNA và ADN. Nhiều nhà khoa học khác cũng đang theo đuổi nghiên cứu tương tự. Nhà vi sinh vật Yossef Av Gay thuộc ĐH British Columbia nói: ''Không nghi ngờ gì nữa, các phần tử này đang tự sao chép. Tuy nhiên, tìm ra thành phần bên trong chúng rất phức tạp bởi chúng quá nhỏ và vỏ apatit hấp thụ chất ô nhiễm. Vấn đề là phân biệt giữa vật liệu được hấp thụ từ môi trường và các chuỗi độc nhất vô nhị từ các sinh vật này''.

Minh Sơn (Theo BBC, NewScientist)