bẢn tin thÁng 11/2018 -...
TRANSCRIPT
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 1/74
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM THÔNG TIN – THƯ VIỆN
BẢN TIN THÁNG 11/2018
ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Công nghệ In 3D thủy tinh kim loại sẽ sớm được đưa vào sử dụng
Bột xi măng in 3D mới trở nên cứng hơn khi bị nứt - giống như cấu trúc trong tự nhiên
In 3D tùy chỉnh để ngăn chặn ngưng thở khi ngủ
Italy thành công trong nghiên cứu khả năng tương tác giữa các robot
Các nhà khoa học giới thiệu phương pháp mới để kiểm soát ánh sáng
Hệ thống điện thoại thông minh kiểm tra chì trong nước
Thuật toán mới - công cụ hỗ trợ tìm kiếm kháng sinh hiệu quả
Cảm biến hoạt động bằng đường có khả năng phát hiện và ngăn ngừa bệnh tật
Các hạt nano thân thiện với môi trường giúp quang hợp nhân tạo
Nguyên tử mỏng, kim loại chuyển đổi dichalcogenides có thể làm tăng tốc độ máy tính,
bộ nhớ lên đến một triệu lần
Thiết bị nhận diện vật thể với tốc độ ánh sáng
Nghiên cứu tạo ra máy ảnh mới được hỗ trợ AI để xử lý hình ảnh nhanh hơn
Camera phỏng sinh học giúp ô tô tự lái quan sát rõ hơn
Phương pháp mới để chuyển ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu
Tế bào nhiên liệu mới có thể phát điện tốt hơn
Chất xúc tác mới, lâu bền cho phản ứng của pin nhiên liệu có ích cho các loại xe thân
thiện với môi trường
Đánh giá thiết bị truyền động vi thủy lực quay và tuyến tính được điều khiển bằng công
nghệ điện ẩm
Công nghệ mới tăng hiệu suất chuyển đổi CO2
Nước muối chảy qua bề mặt siêu kỵ nước để tạo ra điện áp
Hệ thống BrainNet cho phép ba người chơi giao tiếp bằng sóng não để chơi trò xếp hình
Tetris
Phát triển năng lực kết nối không dây giữa tầu ngầm và máy bay
Phần mềm mới giúp phân tích khuyết tật rối loạn vận động viết ở trẻ em
Mô hình học máy ghi lại các thay đổi rất nhỏ trên nét mặt
Bộ lọc màu làm tăng tốc độ đọc của trẻ mắc chứng khó đọc
VẬT LIỆU – HÓA CHẤT
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 2/74
Khối cầu có thể làm cho bê tông chắc hơn
Chất xúc tác mới có tính ổn định cao giúp biến nước thành nhiên liệu
Lớp phủ polymer sử dụng bong bóng nhỏ để làm mát tòa nhà
Đột phá có thể tạo ra hợp kim siêu cấp
Vật liệu xốp bọt “lai” kết hợp sức mạnh của gỗ và kim loại
Chế tạo vật liệu tự sửa bằng cacbon trong không khí
Chế tạo màng polyme điện tử “xanh” mới bằng dây nano protein
CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Đột phá công nghệ cao trong chất chống nọc độc do rắn cắn
Enzim nhân tạo có khả năng chuyển đổi năng lượng mặt trời thành khí hydro
Đột phá trong sản xuất nhiên liệu ethanol sinh học làm giảm nhu cầu về nước ngọt
Khám phá một enzyme quan trọng ở Amazon để sản xuất ethanol thế hệ thứ hai
Cách tận dụng vi khuẩn để tạo ra năng lượng
Quy trình mới có thể giảm chi phí sản xuất nhựa
Y DƯỢC
Kỹ thuật tán xạ nơtron tạo ra các bản đồ 3-D trực tiếp đầu tiên của phân tử nước trong
quá trình dung hợp màng tế bào
Công nghệ phân tích ADN mới hứa hẹn rút ngắn thời gian phá án
Hàn Quốc: Ca ghép xương ngực nhân tạo bằng công nghệ in 3D đầu tiên
Phân tích hình ảnh chụp CT giúp cảnh báo sớm nguy cơ đau tim
Trung Quốc đưa robot giúp phục hồi chi dưới vào thử nghiệm lâm sàng
Tế bào gốc tự tổ chức thành phôi giả
Kỹ thuật mới phát hiện sớm bệnh Lyme
Quy trình in 3D tế bào để tạo ra mô người như gân và dây chằng
Công cụ ADN mới dự đoán chiều cao, có triển vọng đánh giá nguy cơ mắc các bệnh nặng
Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc tạo ra "lưu huyết não đồ" mới
Colombia phát triển kỹ thuật mới chống đào thải sau ghép tạng
Phát hiện mới có thể giúp ngăn ngừa sinh non
Điều trị rắn cắn bằng phương pháp tiêm hạt nano
Đột phá trong nghiên cứu phương pháp chẩn đoán lao sớm
Thiết bị dán cảnh báo tình trạng sức khỏe làm từ giấy
Loại thuốc kháng sinh mới được mệnh danh 'con ngựa thành Troia
Mỹ bào chế được thuốc cứu mô tim bị đói oxy
Kiểm soát huyết áp cao bằng loại thuốc mới cho người không tập thể dục
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 3/74
Hà Lan phát triển vòng đeo tay cảnh báo cơn động kinh
Bề mặt chống dính “thông minh” có khả năng tự điều chỉnh
Hydrogel hóa trị liệu có thể chống ung thư da từ bên ngoài
Vắc xin ung thư mới có thể giải quyết các khối u dương tính với HER2
Công nghệ mới phát hiện khối u
Nga phát minh thiết bị lai sinh học giúp chẩn đoán sớm ung thư
Thiết bị vi lưu giúp các nhà khoa học xác định những dấu hiệu di truyền sớm của bệnh
ung thư
Điều trị ung thư dựa trên vàng
Các nhà nghiên cứu cải thiện hiệu quả điều trị ung thư
Sử dụng ánh sáng để tiêu diệt ung thư vú di căn
Robot thu hoạch ớt chuông thế hệ mới
Tạo ra giống cà chua mới bằng cách chỉnh sửa bộ gen của cây dại
Trí tuệ nhân tạo: một giải pháp để tiết kiệm nước từ tưới nước tự động
Một giải pháp để cải thiện chất lượng đất: phủ thực vật
Argentina phê chuẩn trồng đậu tương công nghệ sinh học kháng hạn HB4
MÔI TRƯỜNG
Phát hiện kim loại lỏng có thể biến đổi nước độc hại thành nước an toàn để uống
Các hạt xử lý nước tái sử dụng loại bỏ BPA hiệu quả
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 4/74
ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Công nghệ In 3D thủy tinh kim loại sẽ sớm được đưa vào sử dụng
Trong vài năm qua, công nghệ in 3D
vật liệu nhựa đã có những bước tiến nhanh
chóng, cùng với đó, việc sản xuất đắp dần các
thành phần kim loại cũng đã được thực hiện,
bột kim loại được cấp nhiệt và làm cứng cục
bộ để định hình thành cấu trúc mong muốn.
Tuy nhiên, quá trình này tốn kém và phức tạp
- và thường thì nó không mang lại các đặc
tính mong muốn. Tuy nhiên, nghiên cứu mới
đã chỉ ra rằng công nghệ in 3D kim loại sẽ
sớm trở nên dễ dàng và thiết thực như in 3D
vật liệu nhựa.
Được dẫn dắt bởi Jan Schroers, giáo sư
khoa học vật liệu và kỹ thuật cơ khí của Đại
học Yale, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một
cách tiếp cận mới cho các vật thể in 3D. Họ
đã sử dụng nguyên liệu in từ thủy tinh kim
loại - một vật liệu mới và tương đối giống
kim loại, nhưng lại mạnh hơn cả kim loại tốt
nhất, và lại có tính dẻo của nhựa.
Bởi vì kim loại thường không tồn tại ở
trạng thái cho phép chúng dễ dàng bị ép đùn,
việc in 3D kim loại vẫn còn nhiều thách thức
và hạn chế. Tuy nhiên, thủy tinh kim loại số
lượng lớn (Bulk metallic glasses - BMG) có
thể được làm mềm liên tục khi được cấp
nhiệt, hiện tượng này giống như trong nhựa
nhiệt dẻo. BMGs sở hữu những tính chất và
những cấu trúc nguyên tử độc đáo: khi thủy
tinh kim loại nguội từ chất lỏng thành chất
rắn, nguyên tử của chúng lắng xuống thành
một sắp xếp ngẫu nhiên và không kết tinh
theo cách của kim loại truyền thống.
Nhóm nghiên cứu đã tập trung vào một
vật liệu BMG đặc trưng và có sẵn từ zirconi,
titan, đồng, niken và berili. Về lý thuyết thì
các loại BMG khác cũng có thể được in bằng
phương pháp này.
Các nhà nghiên cứu sử dụng các sợi
dây BMG có đường kính 1 mm và chiều dài
700 mm. Nhiệt độ đùn ra được thiết lập vào
khoảng 460 độ C, lực ép đùn từ 10 đến 1000
Newton để đẩy các sợi dây kim loại được làm
mềm thông qua một vòi phun có đường kính
0,5 mm.
Nhóm nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng
BMG có thể được sử dụng trong in 3D để tạo
ra các thành phần kim loại cứng, có độ bền
cao trong điều kiện môi trường tương tự như
trong in nhựa nhiệt dẻo 3D.
Sự đột phá của nghiên cứu này là làm
giảm đáng kể chi phí và các nguồn lực liên
quan đến việc khai thác đặc tính có thể làm
mềm của BMG. Khả năng in 3D các bộ phận
kim loại dễ dàng như nhựa nhiệt dẻo sẽ cách
mạng hóa lĩnh vực sản xuất đắp dần kim loại.
Ngoài việc tạo mẫu, các đặc tính có thể
đạt được của các bộ phận in đi kèm với tính
linh hoạt trong thiết kế từng phần sẽ làm cho
công nghệ in 3D này phù hợp để chế tạo các
thành phần hiệu suất cao cho các ứng dụng y
tế, hàng không vũ trụ và tàu vũ trụ.
Theo vista.gov.vn, 02/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 5/74
Bột xi măng in 3D mới trở nên cứng hơn khi bị nứt - giống như cấu trúc trong tự nhiên
Các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại
học Purdue, Hoa Kỳ đã phát triển thành công
hỗn hợp bột nhão xi măng in 3D - thành phần
chính của bê tông và vữa, được sử dụng trong
xây dựng các yếu tố cơ sở hạ tầng khác nhau,
có khả năng chịu lực nén cao, giống như vỏ
động vật chân đốt như tôm hùm và bọ cánh
cứng trong tự nhiên. Ngoài ra, công nghệ mới
cũng tạo ra các cấu trúc đàn hồi hơn, làm
giảm thiểu rủi ro trong ứng phó thiên tai.
Jan Olek, giáo sư tại Trường Kỹ thuật
Xây dựng Lyles của Purdue cho biết: “Trên
thực tế, nhiều loài trong tự nhiên vẫn đang phải
chấp nhận sống chung, đối mặt với điểm yếu,
bất lợi của mình để có thể tồn tại. Trong nghiên
cứu của mình, chúng tôi cũng sử dụng chính
những điểm yếu 'tích hợp' của vật liệu gốc xi
măng để cải thiện độ dẻo dai của chúng”.
Ý tưởng của nghiên cứu là sử dụng các
thiết kế lấy cảm hứng từ vỏ động vật chân đốt
để kiểm soát mức độ lan truyền tổn hại giữa
các lớp in của vật liệu, giống như việc cố
gắng phá vỡ cấu trúc của mì spaghetti chưa
được nấu chín đối lập với một sợi mì đơn.
Giáo sư Pablo Zavattieri, Purdue cho
biết: "Bộ xương ngoài của các loài động vật
chân đốt có cơ chế lan truyền và củng cố vết
nứt mà dựa vào đó, chúng ta có thể áp dụng để
tạo ra loại vật liệu bột nhão xi măng in 3D".
Các vật liệu làm từ xi măng in 3D như
bột xi măng, vữa và bê tông - cung cấp khả
năng kiểm soát hiệu quả hơn về thiết kế và
hiệu suất, nhưng tính chất kỹ lại được xem là
yếu tố hạn chế khả năng mở rộng quy mô ứng
dụng của loại vật liệu này.
Trong bài báo về nghiên cứu được
đăng tải trên tạp chí Advanced Materials, các
kỹ sư Purdue khẳng định họ là những người
đi tiên phong trong việc áp dụng phương pháp
in 3D để tạo ra các cấu trúc sinh học bằng
cách sử dụng vật liệu bột xi măng nhão.
"Trong kỹ thuật in 3D, việc tạo khuôn
cho từng loại thiết kế là không cần thiết, do
đó, chúng tôi có thể tạo ra những tính chất
độc đáo này của vật liệu gốc xi măng, điều
mà trước đây chưa từng được thực hiện",
Jeffrey Youngblood, giáo sư vật liệu tại
Purdue cho biết.
Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng kỹ
thuật chụp cắt lớp vi tính CT để quan sát, tìm
hiểu rõ hơn về trạng thái của vật liệu xi măng
in 3D cứng và tận dụng chính những điểm yếu
của chúng, chẳng hạn như các vị trí có lỗ hổng
được tìm thấy ở "bề mặt phân cách" giữa các
lớp in, nhờ đó, thúc đẩy quá trình hình thành
vết nứt. Phát hiện này gần đây đã được trình
bày tại Hội nghị quốc tế RILEM lần thứ nhất
về chế tạo Bê tông và Kỹ thuật số.
TS. Mohamadreza "Reza" Moini,
Purdue cho biết: "Vật liệu xi măng in 3D cung
cấp khả năng kiểm soát cấu trúc của chúng,
dẫn đến việc hình thành sự hư hỏng cũng như
yếu tố cấu trúc chống nứt như dầm hoặc cột".
Cách đây hai năm, các nhà nghiên cứu
tại Purdue đã sử dụng tôm bọ ngựa (tôm
mantis màu cầu vồng) làm nguồn cảm hứng
để nghiên cứu về việc sử dụng kỹ thuật in 3D
để phát triển các vật liệu siêu bền mới.
Nhóm cho biết họ rất ấn tượng với hình
ảnh và cách thức loài tôm bọ ngựa chinh phục
con mồi của nó với một phần phụ "dactyl
club". Phần này sẽ trở nên cứng hơn do tác
động của các vết nứt xoắn làm tiêu tan năng
lượng được hấp thụ bởi vật liệu khi va chạm.
Một số thành phần bột xi măng lấy
cảm hứng sinh học được thiết kế và chế tạo
bằng kỹ thuật in 3D bao gồm thiết kế "tổ
ong", thiết kế "nguyên khối" và thiết kế
"Bouligand", được gọi là "kiến trúc".
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 6/74
Mỗi kiến trúc này tạo ra các trạng thái
mới của một thành phần được in 3D sau khi
đông cứng lại. Ví dụ, kiến trúc Bouligand tận
dụng các bề mặt phân cách, giao diện yếu để
làm tăng khả năng chống nứt cho vật liệu,
trong khi kiến trúc “nguyên khối” khiến cho
các thành phần làm từ xi măng hoạt động như
một lò xo, mặc dù chúng được làm bằng vật
liệu giòn.
Các nhà nghiên cứu đang có kế hoạch
khám phá những cách thức khác mà dựa vào
đó, các thành phần làm từ xi măng có thể
được thiết kế để xây dựng các cấu trúc đàn
hồi hơn.
Theo vista.gov.vn, 12/10/2018
Trở về đầu trang
**************
In 3D tùy chỉnh để ngăn chặn ngưng thở khi ngủ
Một nghiên cứu của các nhà nghiên
cứu từ Đại học Malaga, đăng trên tạp chí
Mechanism and Machine Theory, công bố
thiết kế của một thiết bị cá nhân phù hợp với
kích thước và xương hàm của mỗi người.
Mục tiêu của một nguyên mẫu như vậy, được
làm từ một máy in 3D, là giữ cho đường thở
thông và tránh ngưng thở khi ngủ và ngáy
ngủ trong khi ngủ.
Các nhà khoa học thuộc Khoa Kỹ thuật
Cơ khí tại Đại học Malaga, phối hợp với công
ty nha khoa Ortoplus, đã tạo ra một mô hình
toán học có khả năng tạo ra một thiết bị giữ
hàm ở vị trí hợp lý trong khi ngủ. Điều này
giúp ngăn ngừa chứng ngáy, cũng như ngừng
thở thoáng qua.
Mỗi thiết bị được thiết kế theo cách cá
nhân hoá, nhờ một máy chụp X quang ghi lại
các đặc điểm hình thái, kết hợp với một phân
tích động học của hàm, có thể dự đoán
chuyển động của nó trước. Thiết bị này được
sản xuất với một máy in 3D, có thể tái tạo,
giống hệt kích thước và đặc tính kỹ thuật của
khuôn hàm. Theo các nhà nghiên cứu, một
thiết bị như vậy sẽ không gây khó chịu hoặc
thiếu tự chủ ở bệnh nhân.
Kết quả của các bài kiểm tra khoa học
được thực hiện trên những người bị rối loạn
giấc ngủ: bệnh nhân có thể giữ miệng mở
hoặc đóng trong khi ngủ mà không bị đau
hoặc nghẹt thở. Do đó, đó là một bước tiến
thực sự, bước tiếp theo là tìm kiếm các vật
liệu sinh học mới, và bền hơn các vật liệu
hiện tại được làm từ nhựa.
Theo vista.gov.vn, 16/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Italy thành công trong nghiên cứu khả năng tương tác giữa các robot
Nguồn: ilmessaggero.it
Trong xu thế nghiên cứu phát triển trí
tuệ nhân tạo, các nhà khoa học Italy đang thiết
kế những robot có khả năng tương tác, phối
hợp cùng thực hiện một công việc cụ thể.
Để các robot có khả năng này, Viện
Công nghệ Italy (IIT) đã tập trung phát triển
ngôn ngữ giao tiếp giữa các robot trong một
dự án chung của châu Âu mang tên An.Dy.
Phóng viên TTXVN tại Rome dẫn lời
ông Daniele Pucci, người phụ trách khoa học
của dự án, cho biết những thành công đầu tiên
đã được ghi nhận trong một thí nghiệm, theo
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 7/74
đó, 2 robot “dạng người” giúp nhau để đứng
lên từ một chiếc ghế.
Mục đích chính của dự án là tạo ra
được các thuật toán cho trí tuệ nhân tạo để
các robot “dạng người” có thể phối hợp với
nhau hoặc với con người khi thực hiện các
công việc.
Cụ thể, trong giai đoạn 1 của dự án,
các nhà khoa học sẽ tập trung vào các kỹ
năng tương tác, phối hợp của robot với con
người, được coi là cơ sở để phát triển khả
năng phối hợp giữa robot với robot.
Điểm mấu chốt của dự án là các robot
phải có khả năng trao đổi thông tin và nhiệm
vụ của các nhà khoa học là xây dựng những
phương trình cho trí tuệ nhằm điều khiển các
cử động của robot.
Trước mắt, thông qua một hệ thống kết
nối không dây, 2 robot mang tên iCub của IIT
tham gia thí nghiệm đã trao đổi được thông
tin về tư thế, tốc độ di chuyển, lực cần thiết
để hỗ trợ nhau cử động.
Theo các nhà khoa học Italy, với tốc
độ nghiên cứu như hiện nay, chỉ từ 1-2 năm
tới, robot sẽ có khả năng đi mua bán thay cho
con người; và từ 5 đến 10 năm tới, robot hoàn
toàn có thể tự làm các công việc phức tạp hơn
để hỗ trợ con người trong cuộc sống sinh hoạt
hàng ngày.
Theo vietnamplus.vn, 03/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Các nhà khoa học giới thiệu phương pháp mới để kiểm soát ánh sáng
Ảnh: Sóng âm được sử dụng để phân tán ánh sáng giữa hai kênh trong một dây quang silicon.
(Minh họa bởi Eric Kittlaus)
Các nhà khoa học Đại học Yale đã giới
thiệu một phương pháp mới để kiểm soát ánh
sáng trên một con chip silicon - đặc biệt là
hướng của ánh sáng - bằng cách sử dụng sóng
âm. Phát hiện này được công bố vào ngày 17
tháng 9 trên tạp chí Nature Photonics.
Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên
cứu đã cố gắng thích ứng với các công nghệ
quang học được sử dụng rộng rãi - bao gồm
laser, máy phát và máy thu - đến các thiết bị
dựa trên vi mạch. Peter Rakich, một giáo sư
vật lý ứng dụng tại Yale, người đứng đầu
nhóm nghiên cứu giải thích: “Lĩnh vực lượng
tử ánh sáng tích hợp mang lại những đột phá
tiềm năng cho các ứng dụng từ thông tin liên
lạc hiệu quả tiết kiệm năng lượng đến cảm
biến chính xác và thông tin lượng tử".
Một thách thức lớn là thiếu các công
nghệ ở quy mô những con chip có thể tạo ra
các hoạt động không phản xạ. Chúng bao gồm
các bộ cách ly, là “điốt” cho ánh sáng cho
phép truyền chỉ theo một hướng và các bộ
mạch vòng, tách riêng các sóng ánh sáng
chuyển tiếp và ngược lại thành các kênh riêng
biệt. Eric Kittlaus, tác giả đầu tiên của nghiên
cứu, cho biết, “Những loại thiết bị này là công
nghệ quan trọng bởi vì chúng cho phép chúng
ta kiểm soát và định tuyến ánh sáng trên một
con chip. Ví dụ, nếu chúng ta có một ánh sáng
laser trên con chip và một số ánh sáng phát ra
của nó được phản xạ trở lại bên trong, điều
này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu
suất của thiết bị. Sử dụng một bộ cách ly,
chúng ta có thể đảm bảo rằng ánh sáng chỉ
được phép thoát khỏi laser của chúng ta”.
Trong hầu hết các vật liệu, ánh sáng
hoạt động giống nhau dù nó di chuyển về
phía trước hoặc phía sau. Các phương pháp
hiện có để sản xuất các bộ cách ly quang học
thương mại thường liên quan đến các tinh thể
garnet tổng hợp tiếp xúc với các nam châm
vĩnh cửu. Tuy nhiên, khi xây dựng các thiết bị
trên chip, các tinh thể này và từ trường đều
không có.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 8/74
Kết quả là, các nhà khoa học đã dùng
phương pháp khác, phương pháp mới này sử
dụng điện hoặc âm thanh để điều khiển các
mạch quang trên chip để tạo ra sự lan truyền
ánh sáng không phản xạ. Cho đến nay, cách
tiếp cận đầy hứa hẹn này đã bị cản trở bởi các
vấn đề như mất tín hiệu ánh sáng hoặc chỉ có
tác dụng với ánh sáng đơn sắc.
Bằng cách kết hợp ánh sáng và âm
thanh trên chip silicon, nhóm của Rakich đã
chứng minh rằng sóng siêu âm có thể tạo ra
sự lan truyền không phản xạ cho ánh sáng qua
bước sóng lớn hơn 100 lần so với trước đây,
và không bị mất tín hiệu ánh sáng. Ngoài ra
còn có một lợi ích khác: Bản thân sóng âm
được tạo ra bằng ánh sáng, cho phép các nhà
nghiên cứu kiểm soát hình dạng và hướng của
sự phát xạ siêu âm theo ý thích. "Các núm"
bổ sung cho phép cùng một thiết bị có thể
hoạt động trên ánh sáng đa sắc.
Nils Otterstrom, một trong những đồng
tác giả của bài báo nói: “Chúng tôi rất vui
mừng bởi những tác động khoa học và công
nghệ của công trình này. Cấu trúc này không
chỉ cho phép chúng ta khám phá các hiện
tượng vật lý mới, mà còn biểu thị một mốc
quan trọng đối với việc hiện thực các công
nghệ cách ly và mạch vòng quy mô chip, một
trong những thách thức lớn nhất còn lại đối
với lượng tử ánh sáng tích hợp”.
Theo vista.gov.vn, 03/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Hệ thống điện thoại thông minh kiểm tra chì trong nước
Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học
Houston đã chế tạo được một hệ thống rẻ tiền
sử dụng điện thoại thông minh và ống kính
được chế tạo bằng máy in phun để phát hiện
chì trong nước máy với hàm lượng thường
được xem là nguy hiểm.
Hệ thống này được xây dựng dựa vào
công trình nghiên cứu trước đây của Wei-
Chuan Shih, phó giáo sư về kỹ thuật điện và
máy tính và các cộng sự, bao gồm phát hiện ra
một ống kính dẻo giá rẻ có thể biến đổi điện
thoại thông minh cơ bản thành kính hiển vi.
Phát hiện mới được mô tả trên tạp chí
Analytical Chemistry, kết hợp phép đo màu
nano với kính hiển vi trường tối, được tích
hợp vào nền tảng kính hiển vi của điện thoại
thông minh để phát hiện hàm lượng chì thấp
hơn ngưỡng an toàn do Cơ quan Bảo vệ môi
trường (EPA) quy định.
"Phép đo màu nano trên điện thoại
thông minh được thực hiện nhanh chóng với
chi phí thấp và cho phép mọi người kiểm tra
hàm lượng chì trong nước uống trong bất kỳ
môi trường nào", các nhà nghiên cứu viết.
Ngay cả một lượng nhỏ chì cũng có thể
gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho
trẻ nhỏ, đặc biệt khả năng dễ bị tổn thương
thần kinh. Các tiêu chuẩn của EPA yêu cầu
hàm lượng chì trong nước uống thấp hơn 15
phần tỷ và PGS. Shih cho biết bộ xét nghiệm
thông dụng hiện nay không đủ nhạy để phát
hiện chính xác hàm lượng chì ở mức đó.
Bằng cách sử dụng điện thoại thông
minh rẻ tiền được trang bị ống kính in phun
và sử dụng chế độ chụp ảnh tối, các nhà
nghiên cứu có thể tạo ra một hệ thống vừa di
động vừa dễ hoạt động với khả năng phát
hiện nồng độ chì dưới mức 5 phần tỷ trong
nước máy. Độ nhạy đạt 1,37 phần tỷ trong
nước khử ion.
Năm ngoái, nhóm nghiên cứu đã công
bố một bộ dữ liệu mã nguồn mở trên tạp chí
Biomedical Optics Express, giải thích cách
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 9/74
chuyển đổi điện thoại thông minh được trang
bị ống kính dẻo thành kính hiển vi có chức
năng của kính hiển vi huỳnh quang.
Các ứng dụng mới nhất kết hợp phân
tích màu sắc để phát hiện các hạt chì có kích
thước nano. Ngoài PGS. Shih, các nhà nghiên
cứu trong dự án bao gồm các tác giả Hoàng
Nguyễn và Yulung Sung, Kelly
O'Shaughnessy và Xiaonan Shan đều công tác
tại Khoa Kỹ thuật Điện & Máy tính tại Đại
học Houston.
Sử dụng bộ dữ liệu được công bố vào
năm 2017, các nhà nghiên cứu đã chế tạo
được kính hiển vi trên điện thoại thông minh
độc lập có thể hoạt động ở cả chế độ chụp ảnh
huỳnh quang và trường tối và ghép nối với
điện thoại thông minh Lumina 640 rẻ tiền với
máy ảnh 8 megapixel. Nhóm nghiên cứu đã
tăng khối lượng nước máy với số lượng chì
khác nhau, dao động từ 1,37 phần tỷ đến 175
phần tỷ. Sau đó, họ bổ sung ion cromat để
phản ứng với chì tạo thành các hạt nano
cromat chì; các hạt nano có thể được phát
hiện bằng cách kết hợp phân tích phép đo
màu và kính hiển vi.
Phân tích đã đo lường cả tốc độ phát
hiện các hạt nano có tương quan với nồng độ
chì và xác minh rằng phản ứng được thúc đẩy
bởi sự có mặt của chì. Hỗn hợp được chuyển
đến một tấm polydimethylsiloxan gắn vào
một phiến kính; sau khi khô, nước khử ion
được sử dụng để rửa sạch hợp chất cromat và
trầm tích còn lại được chụp để phân tích. Khả
năng chụp hình của kính hiển vi đã được
chứng minh rất cần thiết vì số lượng trầm tích
quá nhỏ nên không thể chụp hình bằng
camera của điện thoại thông minh không
được hỗ trợ. Vì thế, việc phát hiện chì ở mức
tương đối thấp trở nên khó khăn.
Theo vista.gov.vn, 05/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Thuật toán mới - công cụ hỗ trợ tìm kiếm kháng sinh hiệu quả
Trong một bài báo được công bố trên
tạp chí Nature Communications, các nhà
nghiên cứu từ các trường Đại học Carnegie
Mellon (CMU); Đại học California, San
Diego ở Hoa Kỳ; và Đại học bang St.
Petersburg ở Nga đã mô tả một công cụ mới
hỗ trợ tìm kiếm hiệu quả các kho hợp chất
khổng lồ được tổng hợp từ vi khuẩn. Kỹ thuật
mới cho phép các nhà khoa học phân tích phổ
khối của các hợp chất, từ đó, họ có thể dễ
dàng xác định những loại hợp chất đã biết
trong kho và loại bỏ chúng để tập trung phân
tích sâu hơn các biến thể chưa từng được biết
đến. Những biến thể này có thể sẽ là loại
thuốc kháng sinh tốt hơn, hiệu quả hơn, thuốc
chống ung thư hoặc nhiều dược phẩm khác.
“Chỉ trong vòng một tuần, thuật toán
mới có tên gọi Dereplicator + được áp dụng
chạy trên 100 máy tính có thể tìm kiếm trong
một tỷ khối phổ trong mạng phân tử Gloal
Natural Products Social tại UC San Diego và
xác định được hơn 5.000 hợp chất đầy hứa
hẹn, chưa từng được biết đến mà việc nghiên
cứu tổng hợp chúng được xem là rất cần
thiết”, Mohimani, trợ lý giáo sư tại Phòng
Sinh học Điện toán của CMU và là tác giả
đầu tiên của bài báo cho biết.
Theo các nhà nghiên cứu, thuật toán
hỗ trợ tìm kiếm phân tử của họ hiện có sẵn và
có thể được sử dụng để nghiên cứu các kho
hợp chất bổ sung.
Mohimani chia sẻ: “Trong quá khứ,
các kho dữ liệu khối phổ chưa được tận dụng
triệt để bởi vì việc tìm kiếm thông qua chúng
rất khó, đồng thời, những nỗ lực này cho đến
nay đã bị hạn chế bởi tỷ lệ tái phát hiện các
hợp chất đã được biết đến trước đó rất cao.
Chẳng hạn như, việc xác định số lần các nhà
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 10/74
khoa học tái khám phá các nhóm kháng sinh
penicillin là không thể đếm nổi”.
Phương pháp phân tích phổ khối lượng
của các hợp chất, về cơ bản, là kỹ thuật phân
tích hóa học giúp xác định hàm lượng và loại
chất hóa học có trong một mẫu đã bị ion hóa
và đây cũng là một phương pháp tương đối rẻ
tiền giúp xác định loại dược phẩm mới. Tuy
nhiên, các kỹ thuật hiện đang được áp dụng
phần lớn bị hạn chế trong phân tích các đoạn
peptide có cấu trúc đơn giản như cấu trúc
chuỗi và vòng lặp. Vì vậy, Mohimani cho biết
nghiên cứu của ông cùng các cộng sự mới chỉ
là một phần nổi của tảng băng trôi.
Để phân tích số lượng lớn hơn các hợp
chất có cấu trúc phức tạp, nhiều vòng và
nhánh, nhóm nghiên cứu đã phát triển một
phương pháp dự đoán cách thức phân tách
các phân tử của khối phổ kế. Bắt đầu với
những cấu trúc dạng vòng yếu nhất, phương
pháp mô phỏng những gì sẽ xảy ra khi các
phân tử tách rời nhau. Các chuyên gia sử
dụng 5.000 hợp chất đã được biết đến và phổ
khối lượng của chúng để đào tạo một mô hình
máy tính có thể được sử dụng để dự đoán
cách thức các hợp chất khác bị phá vỡ.
Mohimani cho biết thuật toán
Dereplicator + không chỉ cho phép xác định
các hợp chất đã được phát hiện mà không cần
phải thực hiện những nghiên cứu sâu rộng,
mà còn có thể phát hiện các biến thể ít phổ
biến hơn của các hợp chất đã biết không bị
phát hiện trong một mẫu.
Theo vista.gov.vn, 09/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Cảm biến hoạt động bằng đường có khả năng phát hiện và ngăn ngừa bệnh tật
Pin nhiên liệu sinh học hoạt động bằng
đường glucose
Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học
Washington đã chế tạo được loại cảm biến
cấy ghép hoạt động bằng đường, có khả năng
theo dõi tín hiệu sinh học của cơ thể để phát
hiện, phòng ngừa và chẩn đoán bệnh. Cảm
biến chạy bằng pin nhiên liệu sinh học, khai
thác đường glucose từ chất dịch trong cơ thể
để hoạt động.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh pin
nhiên liệu sinh học khi được tích hợp với các
thiết bị điện tử có thể xử lý các tín hiệu sinh
lý và sinh hóa với độ nhạy cao. Nghiên cứu
đã được công bố trên tạp chí IEEE
Transactions of Circuits and Systems.
Nhiều loại cảm biến phát hiện bệnh
phổ biến như đồng hồ cần được sạc lại hoặc
các miếng dán nằm trên bề mặt da và không
được cấy xuống dưới da. Cảm biến do nhóm
nghiên cứu chế tạo, không đòi hỏi phải lấy
máu ở ngón tay để xét nghiệm một số bệnh
như tiểu đường.
"Cơ thể con người chứa nhiều nhiên
liệu trong chất dịch của cơ thể, cụ thể là
đường huyết hoặc lactate xung quanh da và
miệng", PGS. Subhanshu Gupta, đồng tác giả
nghiên cứu nói. "Pin nhiên liệu sinh học mở
ra triển vọng sử dụng cơ thể làm nhiên liệu
tiềm năng".
Các thiết bị điện tử trong cảm biến sử
dụng thiết kế và phương thức chế tạo hiện đại
chỉ tiêu tốn vài microwatt điện trong khi rất
nhạy. Việc kết nối các thiết bị điện tử với pin
nhiên liệu sinh học làm cho cảm biến hoạt
động hiệu quả hơn các thiết bị chạy bằng pin
truyền thống. Vì cảm biến phụ thuộc vào
lượng đường trong cơ thể, nên các thiết bị
điện tử của cảm biến có thể được cấp nguồn
điện vô thời hạn. Ví dụ, cảm biến có thể hoạt
động nhờ đường sản sinh ngay dưới da.
Không giống pin lithium-ion thông
dụng, pin nhiên liệu sinh học hoàn toàn không
độc, nên có triển vọng sử dụng làm mô cấy cho
người. Nó cũng ổn định và nhạy hơn so với pin
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 11/74
nhiên liệu sinh học thông thường. Các nhà
nghiên cứu cho rằng cảm biến có thể được chế
tạo với giá thành rẻ khi được sản xuất hàng loạt
thông qua khai thác nền kinh tế quy mô.
Dù các cảm biến đã được thử nghiệm
tại lab, nhưng các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ
thử nghiệm và chứng minh khả năng hoạt
động của cảm biến trong các mao mạch máu
của người. Các nhà khoa học cũng đang
nghiên cứu cải tiến và tăng công suất của pin
nhiên liệu sinh học.
Theo vista.gov.vn, 05/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Các hạt nano thân thiện với môi trường giúp quang hợp nhân tạo
Đây là một biểu diễn sơ đồ về sản xuất hydro
quang xúc tác với các chấm lượng tử InP / ZnS trong một khảo nghiệm điển hình
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Zurich
- Thụy Sĩ, đã phát triển một loại hạt nano để
sử dụng trong quá trình quang hợp nhân tạo
bằng cách bổ sung kẽm sulfide trên bề mặt
các chấm lượng tử dựa vào indium. Những
chấm lượng tử này tạo ra nhiên liệu hydro
sạch từ nước và ánh sáng mặt trời - một
nguồn năng lượng bền vững. Họ giới thiệu
vật liệu sinh thái và thân thiện với môi trường
mới để quang xúc tác mặt trời.
Cấu trúc vật liệu này, chỉ có kích
thước vài nano mét, hiển thị hành vi tương tự
như phân tử hoặc nguyên tử, và hình dạng,
kích thước và số lượng electron của chúng có
thể được điều chế một cách có hệ thống. Điều
này có nghĩa rằng đặc tính điện và quang học
của chúng có thể được tùy biến cho một số
mục tiêu, chẳng hạn như công nghệ hiển thị
mới, các ứng dụng y sinh học cũng như quang
điện và quang xúc tác.
Hiện tại, nghiên cứu định hướng ứng
dụng nhằm mục đích tạo ra hydro trực tiếp từ
nước và ánh sáng mặt trời. Hydro, nguồn
năng lượng sạch và hiệu quả, có thể được
chuyển đổi thành dạng nhiên liệu được sử
dụng rộng rãi, bao gồm methanol và xăng.
Trước đây, các chấm lượng tử hứa hẹn được
sử dụng trong nghiên cứu năng lượng chứa
cadmium, đã bị cấm từ nhiều mặt hàng do
độc tính của nó.
Giáo sư Greta Patzke giải thích: Các
hạt 3 nanomet bao gồm một lõi của photphua
indium với một lớp mỏng kẽm sunphua và
sunphít xung quanh rất mỏng. So với các
chấm lượng tử chứa cadmium, vật liệu tổng
hợp mới không chỉ thân thiện với môi trường,
mà còn hiệu quả cao khi sản xuất hydro từ
ánh sáng và nước. Các phối tử sulfua trên bề
mặt chấm lượng tử đã được tìm thấy để tạo
thuận lợi cho những bước quan trọng liên
quan đến phản ứng hóa học hướng ánh sáng,
cụ thể là sự phân tách hiệu quả của các sóng
mang điện và sự truyền nhanh chóng của
chúng tới bề mặt hạt nano.
Vật liệu nano cadmium mới được phát
triển có tiềm năng để phục vụ như là lựa chọn
thân thiện với môi trường hơn cho những lĩnh
vực thương mại. Các chấm lượng tử dựa trên
indi hòa tan trong nước và tương thích sinh
học trong tương lai cũng được thử nghiệm về
chuyển đổi sinh khối thành hydro. Hoặc chúng
có thể được phát triển thành các chất sinh học
độc hại thấp hoặc vật liệu quang phi tuyến
tính. Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục tập trung
vào việc phát triển chất xúc tác cho quá trình
quang hợp nhân tạo trong Chương trình ưu
tiên nghiên cứu đại học "LightChEC". Chương
trình nghiên cứu liên ngành này nhằm mục
đích phát triển các phân tử, vật liệu và quy
trình mới để lưu trữ trực tiếp năng lượng ánh
sáng mặt trời trong các liên kết hóa học.
Theo vista.gov.vn, 11/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 12/74
Nguyên tử mỏng, kim loại chuyển đổi dichalcogenides có thể làm tăng tốc độ máy tính, bộ nhớ lên đến một triệu lần
Chuyển đổi kim loại dichalcogenides
(TMDCs) có tính chất quang học có thể được
sử dụng để làm cho máy tính chạy nhanh hơn
hàng triệu lần và lưu trữ thông tin hiệu quả
năng lượng gấp hàng triệu lần, theo một
nghiên cứu do các nhà khoa học đến từ Đại
học bang Georgia - Hoa Kỳ dẫn đầu. Các máy
tính hoạt động trên thang thời gian của một
phần nhỏ của nano giây, nhưng các nhà
nghiên cứu đề nghị xây dựng máy tính trên cơ
sở TMDC, chất bán dẫn mỏng nguyên tử, có
thể làm cho chúng chạy trên thang thời gian
femtosecond, nhanh gấp hàng triệu lần. Điều
này cũng sẽ làm tăng tốc độ bộ nhớ máy tính
thêm một triệu lần.
Tác giả nghiên cứu Mark Stockman,
giải thích: "Không có gì nhanh hơn, ngoại trừ
ánh sáng. Cách duy nhất để làm cho máy tính
nhanh hơn là sử dụng quang học, không phải
điện tử. Điện tử, được sử dụng bởi máy tính
hiện tại, không thể đi nhanh hơn, đó là lý do
tại sao các kỹ sư đã tăng số lượng bộ vi xử lý
làm cho máy tính hiệu quả hơn gấp hàng
triệu lần. Đây là một cách tiếp cận cơ bản
khác với công nghệ thông tin”.
Các nhà nghiên cứu đề xuất một lý
thuyết rằng TMDCs có khả năng xử lý thông
tin trong một vài femto giây. Một
femtosecond là một phần triệu của một phần
tỷ của một giây. Một TMDC có cấu trúc
mạng lục giác bao gồm một lớp các nguyên
tử kim loại chuyển tiếp kẹp giữa hai lớp
nguyên tử chalcogen. Cấu trúc lục giác này
hỗ trợ tốc độ xử lý máy tính và cũng cho phép
lưu trữ thông tin hiệu quả hơn. Các TMDCs
có một số ưu điểm, bao gồm ổn định, không
độc hại, mỏng, nhẹ và mạnh mẽ về mặt cơ
học. Ví dụ như molybdenum disulfide
(MOS2) và vonfram vonfram (WSe2).
TMDC là một phần trong đó được gọi là vật
liệu 2-D, được đặt tên theo độ mỏng phi
thường của một hoặc một vài nguyên tử.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã
thiết lập các đặc tính quang học của TMDCs,
cho phép chúng cực nhanh. Trong cấu trúc
mạng lục giác của TMDC, các electron quay
tròn trong trạng thái khác nhau, với một số
electron quay sang trái và electron khác quay
sang phải tùy thuộc vào vị trí của chúng trên
hình lục giác. Chuyển động này gây ra một
hiệu ứng mới được gọi là cộng hưởng topo.
Một hiệu ứng như vậy cho phép một người
đọc, viết hoặc xử lý một chút thông tin chỉ
trong một vài femto giây. Có rất nhiều ví dụ
về TMDCs, vì vậy trong tương lai, các nhà
nghiên cứu muốn xác định cách tốt nhất để sử
dụng cho công nghệ máy tính. Những phát
hiện này được công bố trên tạp chí Physical
Review B trong phần Rapid Communications.
Theo vista.gov.vn, 11/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 13/74
Thiết bị nhận diện vật thể với tốc độ ánh sáng
Mạng lưới bao gồm một loạt các lớp polymer, hoạt động bằng cách truyền ánh sáng qua. Mỗi lớp có diện tích 8 cm vuông. Nhóm nghiên cứu Ozcan /
UCLA
Một nhóm các kỹ sư điện và máy tính
của UCLA đã tạo ra một mạng nơron nhân tạo
vật lý - một thiết bị mô phỏng cách hoạt động
của bộ não con người - có thể phân tích khối
lượng lớn dữ liệu và xác định các đối tượng
với tốc độ ánh sáng. Thiết bị được tạo bằng
máy in 3D tại Trường Kỹ thuật Samuel UCLA.
Một nhóm các kỹ sư điện và máy tính
của UCLA đã tạo ra một mạng nơron nhân tạo
vật lý - một thiết bị mô phỏng cách hoạt động
của bộ não con người - có thể phân tích khối
lượng lớn dữ liệu và xác định các đối tượng
với tốc độ ánh sáng. Thiết bị được tạo bằng
máy in 3D tại Trường Kỹ thuật Samuel UCLA.
Nhiều thiết bị trong cuộc sống hàng
ngày ngày nay sử dụng máy ảnh được vi tính
hóa để xác định đối tượng, ví dụ: máy rút tiền
tự động có thể “đọc” số tiền viết tay khi bạn
gửi séc, hoặc công cụ tìm kiếm trên internet có
thể nhanh chóng khớp ảnh với các hình ảnh
tương tự khác trong cơ sở dữ liệu. Những hệ
thống kiểu này dựa vào một thiết bị để định
hình đối tượng, đầu tiên là “nhìn thấy” đối
tượng bằng máy ảnh hoặc cảm biến quang học,
sau đó xử lý những gì thiết bị nhìn thấy thành
dữ liệu, và cuối cùng sử dụng các chương trình
tính toán để tìm ra đối tượng là gì.
Ảnh: Sơ đồ mạng nơron quang học: Chữ số “5”
được gửi đi dưới dạng một tín hiệu ánh sáng qua các lớp bao gồm các nơron nhân tạo. Ánh sáng đó
bị tán xạ khi nó di chuyển qua các lớp, nhưng khi ánh sáng đó thoát ra, tín hiệu sáng nhất được chọn
bởi máy dò tìm, mà máy này chỉ tìm duy nhất số “5.”. Nhóm nghiên cứu Ozcan / UCLA.
Thiết bị được phát triển bởi UCLA đã
có những khởi đầu thuận lợi. Được gọi là
"mạng nơron sâu nhiễu xạ", nó sử dụng ánh
sáng phản xạ từ chính đối tượng để xác định
đối tượng đó trong một khoảng thời gian rất
ngắn, chỉ tương đương với khoảng thời gian
một máy tính cần để "nhìn thấy" đối tượng.
Thiết bị UCLA không cần các chương trình
tính toán tiên tiến để xử lý hình ảnh của đối
tượng và có thể quyết định xem đối tượng là
gì sau khi các cảm biến quang học của nó bắt
được hình ảnh. Thiết bị này cũng không sử
dụng năng lượng bởi vì nó chỉ sử dụng nhiễu
xạ ánh sáng.
Các công nghệ mới dựa trên thiết bị
này có thể được sử dụng để tăng tốc các tác
vụ đòi hỏi nhiều dữ liệu chuyên sâu liên quan
đến việc sắp xếp và xác định các đối tượng.
Ví dụ, một chiếc xe không người lái sử dụng
công nghệ này có thể phản ứng ngay lập tức -
thậm chí nhanh hơn so với sử dụng công nghệ
hiện tại - với các biển báo. Với một thiết bị
dựa trên hệ thống UCLA, chiếc xe sẽ “đọc”
biển báo ngay sau khi tín hiệu ánh sáng từ
biển báo chạm vào nó, trái ngược với việc
phải “đợi” camera của ô tô định hình đối
tượng và sau đó sử dụng máy tính để tìm ra
đối tượng là gì.
Công nghệ dựa trên sáng chế này cũng
có thể được sử dụng trong hình ảnh vi mô và
y học, ví dụ, để sắp xếp hàng triệu tế bào để
tìm ra các dấu hiệu của bệnh.
“Công việc này mở ra những cơ hội
mới để sử dụng một thiết bị thụ động dựa trên
trí tuệ nhân tạo để phân tích dữ liệu, hình ảnh
và phân loại ngay lập tức các đối tượng”,
Aydogan Ozcan, nghiên cứu viên chính và là
Giáo sư Kỹ thuật Điện và Máy tính của UCLA
cho biết. “Thiết bị mạng nơron nhân tạo
quang học này được mô hình hóa trực quan về
cách bộ não xử lý thông tin. Nó có thể được
mở rộng để cho phép thiết kế máy ảnh kiểu
mới và các thành phần quang học độc đáo có
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 14/74
thể hoạt động thụ động trong công nghệ y tế,
rô bốt, bảo mật hoặc bất kỳ ứng dụng nào mà
cần tới dữ liệu hình ảnh và video”.
Quá trình tạo mạng nơron nhân tạo bắt
đầu bằng một thiết kế mô phỏng bằng máy
tính. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng
máy in 3D để tạo ra các tấm polyme vuông có
kích thước 8 cm rất mỏng. Mỗi lớp rất mỏng
này có bề mặt không đồng đều, giúp ánh sáng
nhiễu xạ phát ra từ vật thể theo các hướng
khác nhau. Các lớp trông mờ đục với mắt
nhưng tần số terahertz bước sóng dưới
milimet của ánh sáng được sử dụng trong các
thí nghiệm có thể truyền qua chúng. Và mỗi
lớp bao gồm hàng chục nghìn tế bào thần
kinh nhân tạo - trong trường hợp này là các
điểm ảnh nhỏ xíu mà ánh sáng truyền qua.
Cùng với nhau, một loạt các lớp
pixelated (chia hình ảnh thành pixel) hoạt
động như một “mạng quang” để định hình
cách ánh sáng đến từ vật thể truyền qua
chúng. Mạng xác định một đối tượng vì ánh
sáng đến từ đối tượng chủ yếu là nhiễu xạ đối
với một pixel đơn lẻ được gán cho loại đối
tượng đó.
Các nhà nghiên cứu sau đó đào tạo
mạng này bằng cách sử dụng một máy tính để
xác định các đối tượng ở phía trước của nó
bằng cách học các mẫu ánh sáng nhiễu xạ
mỗi đối tượng tạo ra khi ánh sáng từ vật thể
đó truyền qua thiết bị. Việc "Đào tạo" sử
dụng một nhánh của trí tuệ nhân tạo được gọi
là học sâu, trong đó các máy "học" qua sự lặp
lại và theo thời gian khi các mẫu xuất hiện.
"Đây rất là trực quan giống như một
mê cung rất phức tạp từ kính và gương",
Ozcan nói. “Ánh sáng đi vào một mạng nhiễu
xạ và bị trả lại xung quanh mê cung cho đến
khi nó thoát ra. Hệ thống này xác định đối
tượng tợi nơi mà hầu hết ánh sáng thoát ra
ngoài".
Trong các thí nghiệm của họ, các nhà
nghiên cứu đã chứng minh rằng thiết bị có thể
xác định chính xác những con số được viết
tay và các mặt hàng quần áo - cả hai đối
tượng đều là các loại thử nghiệm thường
được sử dụng trong các nghiên cứu trí tuệ
nhân tạo. Để làm điều đó, họ đặt những hình
ảnh ở phía trước nguồn sáng terahertz và để
cho thiết bị “nhìn thấy” những hình ảnh đó
qua nhiễu xạ quang học.
Họ cũng đào tạo thiết bị để hoạt động
như một thấu kính chiếu hình ảnh của vật thể
được đặt phía trước mạng quang vào phía bên
kia của mạng quang - giống như cách một
ống kính máy ảnh điển hình hoạt động, nhưng
sử dụng trí tuệ nhân tạo thay vì vật lý.
Bởi vì các thành phần của nó có thể
được tạo ra bởi một máy in 3D, mạng nơron
nhân tạo có thể được tạo ra với các lớp lớn
hơn và bổ sung, dẫn đến một thiết bị với hàng
trăm triệu tế bào thần kinh nhân tạo. Những
thiết bị lớn hơn này có thể xác định nhiều đối
tượng hơn cùng một lúc hoặc thực hiện phân
tích dữ liệu phức tạp hơn. Và các thành phần
của hệ thống này có giá thành rẻ - thiết bị
được tạo bởi nhóm UCLA có thể được sao
chép với giá dưới 50 đô la.
Trong khi nghiên cứu sử dụng ánh
sáng ở tần số terahertz, Ozcan cho biết cũng
có thể tạo ra các mạng thần kinh sử dụng ánh
sáng nhìn thấy, hồng ngoại hoặc các tần số
ánh sáng khác. Một mạng cũng có thể được
tạo ra bằng cách sử dụng in thạch bản hoặc
các kỹ thuật in ấn khác, ông nói.
Theo vista.gov.vn, 15/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 15/74
Nghiên cứu tạo ra máy ảnh mới được hỗ trợ AI để xử lý hình ảnh nhanh hơn
Các nhà nghiên cứu từ Đại học
Stanford đã tạo ra một hệ thống camera được
hỗ trợ bởi công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) có
khả năng xử lý hình ảnh một cách nhanh hơn,
hiệu quả hơn và mở ra một tương lai hứa hẹn
cho việc áp dụng cho các phương tiện tự lái
hoặc camera an ninh. Bước đột phá này đã
được công bố trên tạp chí Nature số ra mới
đây.Các nhà nghiên cứu từ Đại học Stanford
đã tạo ra một hệ thống camera được hỗ trợ bởi
công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) có khả năng xử
lý hình ảnh một cách nhanh hơn, hiệu quả hơn
và mở ra một tương lai hứa hẹn cho việc áp
dụng cho các phương tiện tự lái hoặc camera
an ninh. Bước đột phá này đã được công bố
trên tạp chí Nature số ra mới đây.
Một nhóm nghiên cứu của Gordon
Wetzstein, trợ lý giáo sư kỹ thuật điện tại
Stanford, kết hợp hai loại máy tính thành một
máy tính quang điện lai được thiết kế đặc biệt
cho phân tích hình ảnh. Hệ thống máy ảnh
được hỗ trợ AI bao gồm một máy tính quang
học trong lớp đầu tiên, thực hiện tính toán kỹ
thuật số đòi hỏi thuật toán chuyên sâu, trong
khi lớp thứ hai là một máy tính điện tử kỹ
thuật số truyền thống. Máy tính quang học
chịu trách nhiệm xử lý trước dữ liệu hình ảnh
vật lý liên quan đến nhiều cách lọc, bởi vì quá
trình lọc diễn ra tự nhiên khi ánh sáng truyền
qua quang học tùy chỉnh. Cách tiếp cận mới
của xử lý hình ảnh tiết kiệm rất nhiều thời
gian và năng lượng cho hệ thống hybrid mà
nếu không sẽ được tiêu thụ bởi máy tính. Với
các bước tiền xử lý này, lớp máy tính kỹ thuật
số có thể bắt đầu phân tích ngay lập tức.
“Hàng triệu phép tính được thực hiện và tất
cả xảy ra ở tốc độ ánh sáng”, Wetzstein nói.
Hệ thống camera nguyên mẫu đã
chứng minh khả năng hoạt động trong cả mô
phỏng và thử nghiệm thực tế, sau khi được sử
dụng thành công để xác định máy bay, ô tô,
mèo, chó và nhiều thứ khác trong cài đặt hình
ảnh, với tốc độ và độ chính xác cao hơn các
bộ vi xử lý điện tử hiện có.
Các nhà nghiên cứu cho biết bước tiếp
theo của họ là thu nhỏ hệ thống, hiện giờ chỉ
là một mẫu thử nghiệm được sắp xếp trên một
chiếc ghế trong phòng thí nghiệm, để phù hợp
với nó trong một máy quay video cầm tay.
Theo vista.gov.vn, 15/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Camera phỏng sinh học giúp ô tô tự lái quan sát rõ hơn
Lấy cảm hứng từ hệ thống thị giác của
tôm tít, một trong số những hệ thống phức tạp
nhất được phát hiện trong tự nhiên, các nhà
nghiên cứu tại trường Đại học Illinois đã chế
tạo được loại camera mới có thể tăng khả
năng ô tô phát hiện ra các mối nguy hiểm
trong điều kiện chụp hình đầy khó khăn.
Camera mới hoàn thành công việc này
bằng cách phát hiện ra tính chất phân cực của
ánh sáng và có đặc trưng là dải động cao hơn
khoảng 10.000 lần so với camera thương mại
hiện nay. Dải động là thước đo các vùng sáng
nhất và tối nhất mà camera có thể chụp cùng
một lúc. Với những vùng này, camera có thể
quan sát tốt hơn trong các điều kiện lái xe như
chuyển đổi từ đường hầm tối sang môi trường
có ánh nắng mặt trời hoặc trong điều kiện mờ
ảo hoặc sương mù.
"Trong một vụ tai nạn gần đây liên
quan đến ô tô tự lái, chiếc xe không thể phát
hiện ra ô tô bán tải vì màu sắc và cường độ
ánh sáng của nó bị lẫn vào nền trời", Viktor
Gruev, trưởng nhóm nghiên cứu nói.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 16/74
"Camera của chúng tôi có thể giải quyết vấn
đề này bởi dải động cao giúp dễ phát hiện
các vật thể tương tự như nền trời và sự phân
cực của một chiếc xe tải khác với nền trời".
Ngoài ứng dụng cho ô tô, các nhà
nghiên cứu đang khám phá cách sử dụng
camera để phát hiện tế bào ung thư, thể hiện
sự phân cực của ánh sáng theo cách khác so
với mô thường và còn cải thiện việc thăm dò
đại dương.
Mô phỏng thị lực của tôm tít
Tôm tít, một nhóm gồm hàng trăm loài
trên toàn thế giới, có phản ứng logarit với
cường độ ánh sáng. Vì thế tôm nhạy cảm với
cường độ ánh sáng cao, cho phép chúng cảm
nhận các yếu tố rất tối và rất sáng trong một
môi trường duy nhất.
Để đạt được dải động cao cho camera
mới, nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh cách
điốt quang chuyển đổi ánh sáng thành dòng
điện. Thay vì để các điốt quang hoạt động ở
chế độ phân cực ngược, trước đây được sử
dụng để chụp hình, các nhà nghiên cứu đã sử
dụng chế độ phân cực phía trước. Điều này đã
làm thay đổi đầu ra của dòng điện sang đầu
vào là ánh sáng để tạo phản ứng logarit giống
như tôm.
Đối với độ nhạy phân cực, các nhà
nghiên cứu đã mô phỏng cách tôm tít kết hợp
phát hiện ánh sáng phân cực vào trong các thụ
thể quang bằng cách lắng đọng vật liệu nano
trực tiếp trên bề mặt của chip hình ảnh chứa
các điốt quang phân cực phía trước. "Các vật
liệu nano này chủ yếu hoạt động như bộ lọc
phân cực ở cấp độ điểm ảnh để phát hiện khả
năng phân cực giống như cách mà tôm tít
nhìn thấy sự phân cực", Gruev nói.
Mặc dù các quy trình chế tạo cảm biến
hình ảnh truyền thống có thể được sử dụng để
tạo ra các cảm biến, nhưng chúng không được
tối ưu hóa để tạo ra các điốt quang hoạt động
theo hướng phân cực thuận. Bù lại, các nhà
nghiên cứu đã đưa ra các bước xử lý bổ sung
để làm sạch hình ảnh và cải thiện tỷ số tín
hiệu trên tạp âm.
Sử dụng camera trên đường
Sau khi thử nghiệm camera với cường
độ ánh sáng, màu sắc và điều kiện phân cực
khác nhau trong phòng thí nghiệm, các nhà
nghiên cứu đã đưa camera vào sử dụng trên
thực địa để xem cách nó hoạt động trong điều
kiện bóng tối cũng như ánh sáng. Tyler
Davis, một thành viên của nhóm nghiên cứu
cho biết: “Chúng tôi đã sử dụng camera trong
điều kiện lái xe có cường độ ánh sáng khác
nhau như đường hầm hoặc điều kiện sương
mù. Camera xử lý các điều kiện hình ảnh khó
khăn này mà không gặp bất cứ vấn đề gì".
Các nhà nghiên cứu hiện đang phối hợp
với một công ty sản xuất túi khí để xem xét
khả năng sử dụng camera chụp ảnh dải động
cao và phân cực để phát hiện hiệu quả các đồ
vật nhằm tránh va chạm hoặc mở túi khí sớm
hơn vài nghìn giây so với mức hiện nay.
Khám phá đại dương
Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng hệ
thống hình ảnh mới để tạo ra những chiếc
camera nhỏ như GoPro để thăm dò đại
dương. Dù các hệ thống GPS như hệ thống
GPS trong điện thoại di động không hoạt
động dưới nước, nhưng khả năng phát hiện
phân cực cho phép camera mới sử dụng sự
phân cực của ánh nắng mặt trời trong nước để
tính tọa độ vị trí. Ngoài ra, dải động cao của
camera có thể được sử dụng để ghi lại hình
ảnh chất lượng cao dưới nước.
Camera mới có thể được sản xuất hàng
loạt với với giá thành 10 USD/chiếc. Camera
cho phép ô tô phát hiện ra mối nguy hiểm,
những chiếc ô tô khác và người đi đường với
khoảng cách xa hơn 3 lần so với camera màu
được sử dụng trên ô tô hiện nay. Nghiên cứu
đã được công bố trên tạp chí Optica.
Theo vista.gov.vn, 18/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 17/74
Phương pháp mới để chuyển ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu
Ảnh: Thiết lập hai điện cực thử nghiệm cho thấy
các tế bào quang điện được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời mô phỏng
Nhà cung cấp hình ảnh: Katarzyna Sokół
Các nhà khoa học đã tiến thêm một
bước trong hành trình tìm ra cách thức mới để
khai thác năng lượng mặt trời. Họ đã có thể
tách nước thành hydro và oxy bằng cách thay
đổi bộ máy quang hợp trong thực vật.
Quang hợp là quá trình thực vật
chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng
lượng. Oxy được tạo ra như là sản phẩm phụ
của quá trình quang hợp khi nước hấp thụ bởi
thực vật. Đây là một trong những phản ứng
quan trọng nhất trên hành tinh vì nó là nguồn
gốc của gần như tất cả oxy trên thế giới.
Hydro được tạo ra khi nước bị phân tách có
thể là một nguồn năng lượng tái tạo xanh và
không giới hạn.
Một nghiên cứu mới, do các học giả tại
trường Đại học St John dẫn đầu đã sử dụng sự
quang hợp bán nhân tạo để khám phá những
cách thức mới để sản xuất và lưu trữ năng
lượng mặt trời. Họ sử dụng ánh sáng mặt trời
tự nhiên để biến đổi nước thành hydro và oxy
bằng cách sử dụng hỗn hợp các thành phần
sinh học và công nghệ nhân tạo.
Nghiên cứu có thể được sử dụng để
cách mạng hóa các hệ thống được sử dụng để
sản xuất năng lượng tái tạo. Bài báo mới được
công bố trên tờ Nature Energy đã giải thích
cách thức các học giải tại Phòng thí nghiệm
Reisner ở Cambridge phát triển nền tảng
nghiên cứu của họ để đạt được sự phân tách
nước bằng năng lượng mặt trời.
Phương pháp của họ cũng sắp xếp để
đạt được sự hấp thụ ánh sáng mặt trời hiệu
quả hơn so với quang hợp tự nhiên.
Katarzyna Sokół, tác giả đầu tiên và
nghiên cứu sinh tại trường St John's College,
cho biết: “Quá trình quang hợp tự nhiên
không hiệu quả bởi vì quá trình này tiến hóa
đơn thuần để tồn tại nên nó đã tiến hóa theo
hướng làm cho lượng năng lượng cần thiết
giữ ở mức tối thiểu - chỉ vào khoảng 1-2%
được chuyển đổi và lưu trữ”.
Sự quang hợp nhân tạo đã tồn tại trong
nhiều thập kỷ nhưng nó vẫn chưa được sử
dụng thành công để tạo ra năng lượng tái tạo
vì nó dựa vào việc sử dụng các chất xúc tác,
các chất này thường đắt tiền và độc hại. Điều
này có nghĩa là nó vẫn chưa được sử dụng để
mở rộng các phát hiện ở cấp độ công nghiệp.
Nghiên cứu của Cambridge là một
phần của lĩnh vực quang hợp bán nhân tạo
mới nổi nhằm khắc phục những hạn chế của
quá trình quang hợp hoàn toàn nhân tạo bằng
cách sử dụng các enzym để tạo ra phản ứng
mong muốn.
Sokół và nhóm các nhà nghiên cứu
không chỉ cải thiện về lượng năng lượng được
sản xuất và lưu trữ, họ đã quản lý để kích
hoạt lại một quá trình trong loài tảo, quá trình
này đã dừng hoạt động trong thiên niên kỷ.
Cô giải thích: “Hydrogenase là một
loại enzyme có trong tảo có khả năng làm
giảm proton thành hydro. Trong quá trình tiến
hóa, quá trình này đã bị ngừng hoạt động vì
nó không cần thiết cho sự sống, nhưng chúng
tôi đã thành công trong việc kích hoạt lại quá
trình này để đạt được phản ứng mà chúng tôi
muốn - tách nước thành hydro và oxy”.
Sokół hy vọng những phát hiện này sẽ
cho phép các hệ thống mô hình sáng tạo mới để
chuyển đổi năng lượng mặt trời được phát triển.
Cô nói thêm: “Thật thú vị khi chúng tôi
có thể lựa chọn các quy trình mà chúng tôi
muốn, và đạt được phản ứng mà chúng tôi
muốn, điều mà tự nhiên không làm được. Đây
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 18/74
có thể là một nền tảng tuyệt vời để phát triển
công nghệ năng lượng mặt trời. Cách tiếp
cận này có thể được sử dụng để kết hợp các
phản ứng khác với nhau để xem những gì có
thể được thực hiện, học hỏi từ những phản
ứng này và sau đó xây dựng các công nghệ
năng lượng mặt trời tổng hợp, mạnh mẽ hơn”.
Đây là mô hình đầu tiên sử dụng thành
công hydrogenase và hệ thống quang II để tạo
ra quang hợp bán nhân tạo hoàn toàn bằng
năng lượng mặt trời.
Tiến sĩ Erwin Reisner, Trưởng phòng
thí nghiệm Reisner, thành viên của trường
Đại học St John's, Đại học Cambridge, và một
trong những tác giả của bài báo đã mô tả
nghiên cứu này như là một 'cột mốc'.
Ông giải thích: "Công việc này vượt
qua nhiều thách thức khó khăn liên quan đến
việc tích hợp các thành phần sinh học và hữu
cơ vào vật liệu vô cơ để lắp ráp các thiết bị
bán nhân tạo và mở ra một hộp công cụ để
phát triển các hệ thống chuyển đổi năng
lượng mặt trời trong tương lai".
Theo vista.gov.vn, 18/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Tế bào nhiên liệu mới có thể phát điện tốt hơn
Sản lượng năng lượng của tế bào nhiên
liệu mới tạo ra khoảng 20% những gì có thể
có trong các tế bào nhiên liệu hydro hiện có
trên thị trường, nhưng hiệu quả gấp 100 lần
so với tế bào nhiên liệu sinh học sử dụng cho
xe tải hữu cơ liên quan.
Các tế bào nhiên liệu từ lâu đã được
xem như nguồn năng lượng đầy hứa hẹn.
Những thiết bị này, được phát minh vào
những năm 1830, tạo ra điện trực tiếp từ hóa
chất, chẳng hạn như hydro và oxy chỉ tạo ra
hơi nước như khí thải. Nhưng hầu hết tế bào
nhiên liệu đều đắt tiền, không hiệu quả. Một
phương pháp mới, lấy cảm hứng từ sinh học
và được công bố trên tạp chí Joule, nhóm
nghiên cứu của trường Đại học Wisconsin-
Madison - Hoa Kỳ đã thiết kế tế bào nhiên
liệu sử dụng vật liệu rẻ hơn và hợp chất hữu
cơ để chuyển electron và proton.
Tế bào nhiên liệu truyền thống,
electron và proton từ hydro được vận chuyển
từ điện cực này sang điện cực khác, nơi
chúng kết hợp với oxy để tạo ra nước. Quá
trình này chuyển hóa năng lượng hóa học
thành điện năng. Để tạo ra lượng điện tích
đáng kể trong khoảng thời gian đủ ngắn, chất
xúc tác là cần thiết để tăng tốc phản ứng.
Hiện tại, chất xúc tác tốt nhất trên thị trường
là bạch kim nhưng giá thành cao. Điều này
làm cho tế bào nhiên liệu đắt tiền và là một
trong những lý do tại sao chỉ có một vài nghìn
xe chạy bằng nhiên liệu hydro hiện nay trên
các con đường của Hoa Kỳ.
Tác giả nghiên cứu Shannon Stahl-
Giáo sư hóa học của UW-Madison phối hợp
với Thatcher Root-Giáo sư về kỹ thuật hóa
học và sinh học, cho biết: “Kim loại ít tốn
kém có thể được sử dụng làm chất xúc tác
trong tế bào nhiên liệu hiện nay, nhưng chỉ
khi sử dụng với số lượng lớn. Vấn đề là, khi
chúng ta gắn quá nhiều chất xúc tác vào một
điện cực, vật liệu trở nên kém hiệu quả hơn,
dẫn đến sự mất hiệu quả năng lượng”. Giải
pháp của nhóm nghiên cứu là nén kim loại có
chi phí thấp hơn, coban, vào một lò phản ứng
gần đó, nơi mà số lượng vật liệu lớn hơn
không ảnh hưởng đến hiệu suất của nó. Sau
đó, họ đưa ra chiến lược để làm cho electron
và proton qua lại từ lò phản ứng này tới tế
bào nhiên liệu.
Phương tiện thích hợp để vận chuyển
này được chứng minh là hợp chất hữu cơ,
được gọi là quinone, có thể mang electron và
proton cùng một lúc. Trong thiết kế của nhóm
nghiên cứu, quinone chọn các hạt này ở điện
cực tế bào nhiên liệu, vận chuyển chúng đến lò
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 19/74
phản ứng gần đó chứa đầy chất xúc tác coban
không đắt tiền, và sau đó quay trở lại tế bào
nhiên liệu để thu nhận thêm. Nhiều quinon
phân hủy thành một chất giống như nhựa
đường chỉ sau một quãng đường vòng tròn.
Tuy nhiên, trong phòng thí nghiệm họ đã thiết
kế một dẫn xuất quinone cực ổn định. Bằng
cách thay đổi cấu trúc của nó, nhóm nghiên
cứu đã làm chậm đáng kể sự xuống cấp của
quinone. Trong thực tế, những hợp chất mà họ
lắp ghép kéo dài tới 5.000 giờ - tăng hơn 100
lần so với các cấu trúc quinone trước đó.
Shannon Stahl nói: Trong khi nó không
phải là giải pháp cuối cùng, khái niệm của
chúng tôi giới thiệu cách tiếp cận mới để giải
quyết các vấn đề trong lĩnh vực này. Ông lưu ý
rằng sản lượng năng lượng của thiết kế mới
tạo ra khoảng 20% những gì có thể có trong tế
bào nhiên liệu hydro hiện có trên thị trường.
Mặt khác, hệ thống này hiệu quả hơn 100 lần
so với các tế bào nhiên liệu sinh học sử dụng
các tàu con thoi hữu cơ có liên quan. Bước
tiếp theo, chúng tôi sẽ tăng cường hiệu suất
của chất trung gian quinone, cho phép chúng
vận chuyển electron hiệu quả hơn và tạo ra
nhiều năng lượng hơn. Sự tiến bộ này sẽ cho
phép thiết kế của họ phù hợp với hiệu suất của
pin nhiên liệu thông thường, và giá thành thấp.
Đồng tác giả nghiên cứu, Colin Anson
cho biết: “Mục tiêu cuối cùng của dự án này
là cung cấp tùy chọn không có carbon để tạo
ra điện. Mục đích là để tìm hiểu ngành công
nghiệp cần gì và tạo ra tế bào nhiên liệu”.
Bước đi này trong việc phát triển giải pháp
thay thế rẻ hơn có thể là lợi ích cho các công
ty như Amazon và Home Depot đã sử dụng tế
bào nhiên liệu hydro để lái xe nâng hàng
trong kho của họ.
Theo vista.gov.vn, 18/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Chất xúc tác mới, lâu bền cho phản ứng của pin nhiên liệu có ích cho các loại xe thân thiện với môi trường
Một yếu tố cản trở việc sử dụng phổ
biển pin nhiên liệu hydro thân thiện với môi
trường cho xe hơi, xe tải và các phương tiện
khác là chi phí của chất xúc tác bạch kim thúc
đẩy hoạt động của pin. Phương pháp sử dụng
ít bạch kim quý hiếm là kết hợp nó với các
kim loại rẻ tiền khác, nhưng các chất xúc tác
hợp kim này có xu hướng phân hủy nhanh
chóng trong điều kiện hoạt động của pin.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại trường
Đại học Brown đã chế tạo được chất xúc tác
hợp kim mới, vừa giảm sử dụng bạch kim và
lại duy trì trạng thái hoạt động tốt trong thử
nghiệm pin nhiên liệu. Chất xúc tác được tạo
ra từ quá trình hợp kim hóa bạch kim với
coban trong các hạt nano, đã được chứng minh
đáp ứng các mục tiêu do Bộ Năng lượng Hoa
Kỳ (DOE) đặt ra cho năm 2020 về cả mức độ
phản ứng và độ bền. Kết quả nghiên cứu đã
được công bố trên tạp chí Joule.
"Độ bền của chất xúc tác hợp kim là
một vấn đề lớn trong lĩnh vực này", Junrui Li,
nghiên cứu sinh hóa học và là trưởng nhóm
nghiên cứu nói. "Hợp kim này được chứng
minh hoạt động hiệu quả hơn bạch kim tinh
khiết, nhưng với điều kiện bên trong pin nhiên
liệu, một phần kim loại không quý của chất
xúc tác bị oxy hóa và được loại bỏ rất
nhanh".
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên
cứu đã tạo ra các hạt nano hợp kim có cấu
trúc đặc biệt. Các hạt có lớp vỏ ngoài là bạch
kim tinh khiết bao quanh lõi được làm từ các
lớp nguyên tử bạch kim và coban xen kẽ
nhau. Cấu trúc lõi theo lớp đó quyết định khả
năng phản ứng và độ bền của chất xúc tác.
Shouheng Sun, giáo sư hóa học và là
đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Sự sắp xếp
của các nguyên tử trong lõi giúp làm mịn và
thắt chặt mạng lưới bạch kim ở lớp vỏ bên
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 20/74
ngoài. Điều đó làm tăng khả năng phản ứng
của bạch kim và đồng thời bảo vệ các nguyên
tử coban khỏi bị ăn mòn trong quá trình phản
ứng. Đó là lý do các hạt này hoạt động tốt hơn
rất nhiều so với các hạt hợp kim có sự sắp xếp
ngẫu nhiên của các nguyên tử kim loại".
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học
đã thử nghiệm khả năng chất xúc tác thực
hiện phản ứng khử oxy rất quan trọng đối với
hiệu suất và độ bền của pin nhiên liệu. Trên
một mặt của pin nhiên liệu màng trao đổi
proton (PEM), các điện tử được tách từ nhiên
liệu hydro, tạo ra dòng điện cho động cơ điện
hoạt động. Ở mặt kia của pin, các nguyên tử
oxy lấy các điện tử để hoàn thiện mạch. Quá
trình này được thực hiện thông qua phản ứng
khử oxy.
Thử nghiệm ban đầu cho thấy chất xúc
tác hoạt động tốt trong môi trường phòng thí
nghiệm và vượt trội hơn chất xúc tác hợp kim
bạch kim truyền thống. Chất xúc tác mới vẫn
duy trì hoạt động sau 30.000 chu kỳ điện áp,
trong khi hiệu suất của chất xúc tác truyền
thống giảm mạnh.
Nhưng dù các thử nghiệm tại lab rất
quan trọng để đánh giá các tính chất của chất
xúc tác, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng
không nhất thiết phải chứng minh cách nó
hoạt động trong pin nhiên liệu thực tế. Môi
trường pin nhiên liệu nóng hơn nhiều và khác
biệt về tính axit so với môi trường thử nghiệm
trong phòng thí nghiệm có thể thúc đẩy sự
suy giảm của chất xúc tác. Để nghiên cứu
hiệu quả của chất xúc tác trong môi trường
đó, các nhà khoa học đã đưa chất xúc tác đến
Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos để
thử nghiệm trong pin nhiên liệu thực tế.
Kết quả thử nghiệm cho thấy chất xúc
tác đáp ứng các mục tiêu do DOE đề ra về cả
hoạt tính ban đầu và độ bền lâu dài. DOE đã
thách thức các nhà nghiên cứu phát triển chất
xúc tác có hoạt tính ban đầu ở mức 0,44
ampe/mg bạch kim vào năm 2020 và hoạt
động tối thiểu là 0,26 ampe/mmg sau 30.000
chu kỳ điện áp (tương đương với 5 năm sử
dụng trong xe chạy bằng pin nhiên liệu).
Ngoài ra, chất xúc tác mới có hoạt tính ban
đầu là 0,56 ampe/mmg và hoạt động sau
30.000 chu kỳ đạt 0,45 ampe.
Các nhà nghiên cứu đã xin cấp sáng
chế tạp thời cho chất xúc tác và họ hy vọng sẽ
tiếp tục phát triển và cải tiến nó.
Theo vista.gov.vn, 19/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Đánh giá thiết bị truyền động vi thủy lực quay và tuyến tính được điều khiển bằng công nghệ điện ẩm
Thiết bị truyền động vi thủy lực được
thiết kế nhằm chuyển đổi năng lượng điện
thành năng lượng cơ học trên kính hiển vi với
mật độ công suất lớn hơn và hiệu suất cao hơn.
Về cơ bản, các hệ thống truyền động mới này
hoạt động bằng cách kết hợp lực căng bề mặt
do tác động của một số lượng lớn các giọt chất
lỏng bị biến dạng bằng phương làm ướt bằng
điện (electrowetting) các điện cực.
Trong một nghiên cứu được công bố
trên tạp chí Science Robotics, hai nhà nghiên
cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts
(MIT), Hoa Kỳ mới đây đã nghiên cứu về
hiệu suất của các hệ thống truyền động vi
thủy lực quay và tuyến tính vi mô được điều
khiển bằng công nghệ điện ẩm. Công trình
nghiên cứu được xem là một bước đột phá
của những nỗ lực trước đó của các nhà khoa
học, giúp khám phá những cách thức mới
nhằm chuyển đổi năng lượng điện thành năng
lượng thủy lực.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 21/74
Trao đổi với phóng viên TechXplore,
Jakub Kedzierski, thành viên trong nhóm
nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi đã nghiên
cứu hiệu ứng electrowetting (làm ướt bằng
điện) trong nhiều năm và bị ấn tượng bởi khả
năng tạo ra chuyển động vật lý bằng cách
thiết kế một thiết bị lai kêt hợp giữa chất rắn
và chất lỏng dựa trên công nghệ
electrowetting. Sau khi nghiên cứu một số lần
lặp thiết kế khác nhau, chúng tôi đã quyết
định lựa chọn thiết kế này".
Thiết kế của thiết bị truyền động vi
thủy lực được phát minh bởi Kedzierski và
đồng nghiệp của ông là Eric Holihan một
phần được lấy cảm hứng từ cấu trúc cơ bắp
của con người. Trong các sợi cơ, các lực
tương tác không đáng kể giữa các phân tử
protein actin và myosin được thêm vào dọc
theo các sợi dài để tạo ra lực tổng hợp lớn.
Kedzierski giải thích: “Theo cách tương tự,
các thiết bị truyền động của chúng tôi làm gia
tăng lực căng bề mặt không đáng kể được tạo
ra bởi nhiều giọt chất lỏng được làm ướt
bằng điện chạy dọc theo một tấm polyimide
dài để tạo ra lực tộng hợp lớn hơn rất nhiều.
Chúng tôi đặt tên công nghệ mới là hệ thống
truyền động vi thủy lực bởi vì, giống như
trong thủy lực học, lực ban đầu được tạo ra
trong môi trường chất lỏng, và sau đó được
truyền đến môi trường chất rắn".
Thiết bị truyền động vi thủy lực bao
gồm ba thành phần chính: bảng điện cực, lớp
chất lỏng chứa những giọt dầu nhiều nước ít
(water droplets in oil) và các bảng giọt nhỏ
chất rắn. Các nhà khoa học cố định các giọt
chất lỏng vào bảng giọt nhỏ chất rắn bằng
cách sử dụng các vùng ưa nước được khắc ăn
mòn. Thao tác hiệu ứng electrowetting có
nhiệm vụ kéo những giọt chất lỏng này vào
bảng điện cực bởi các điện cực.
Khi các điện cực được quay vòng tròn
theo chu kỳ, theo trình tự, các giọt chất lỏng
và các giọt nhỏ rắn di chuyển cùng với dạng
sóng điện áp di động. Do đó, lực của mỗi giọt
nhỏ được khuếch đại, giống như hàng trăm
giọt trong mỗi bảng giọt nhỏ kết hợp với
nhau, góp phần tạo nên một lực tổng hợp lớn
hơn rất nhiều.
Kedzierski giải thích: “Hai lớp được
tách ra bằng một vài giọt chất lỏng. Những
giọt này được cố định vào một lớp và được
kéo vào lớp còn lại bởi các điện cực, tạo ra
chuyển động giữa hai lớp, cung cấp khả năng
bôi trơn vĩnh cửu giữa các lớp. Lực căng bề
mặt không đáng kể của mỗi giọt được khuếch
đại bằng lực căng của một lượng lớn các giọt
kết hợp với nhau".
Các nhà nghiên cứu đã đánh giá thiết
bị truyền động thông qua thao tác gia công cơ
khí nó có thể thực hiện và năng lượng điện
yêu cầu. Họ nhận thấy rằng mật độ công suất
đầu ra tối đa của thiết bị là 0,93 kilowatt/kg,
tương đương với một số động cơ điện tốt nhất
trên thị trường. Ở mức công suất tối đa, thiết
bị truyền động của họ đạt hiệu suất ở mức
60%, tuy nhiên, nó đạt hiệu suất cao tới 83%
khi công suất thấp hơn.
Kedzierski nhấn mạnh: “Có một số lý
do để có thể khẳng đinh rằng công nghệ này
mang tính cách mạng. Đầu tiên, nó có mật độ
năng lượng của động cơ cũng như hiệu suất
chuyển đổi năng lượng cao. Thứ hai, nó có
khả năng hoạt động trên một quy mô rất nhỏ
và hoạt động hiệu quả hơn khi kích thước bị
co lại, trong khi những hoạ động của những
động cơ cổ điển thường bị suy giảm nhanh
chóng khi bị thu hẹp dưới kích thước cm.
Cuối cùng, nó cung cấp chuyển động kỹ thuật
số chính xác theo cách tương tự như một
động cơ bước, một động cơ được sử dụng cho
nhiều ứng dụng công nghệ, trong đó có cả
công nghệ rô bốt".
Theo vista.gov.vn, 09/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 22/74
Công nghệ mới tăng hiệu suất chuyển đổi CO2
Một nhóm các nhà nghiên cứu tại
Trung tâm Xúc tiến khoa học và công nghệ
thuộc trường Đại học Delaware đã phát hiện
ra một quy trình mới gồm hai bước để tăng
hiệu quả điện phân CO2, phản ứng hóa học
được điều khiển bằng dòng điện có thể hỗ trợ
sản xuất hóa chất và nhiên liệu có giá trị. Kết
quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí
Nature Catalysis.
Nhóm nghiên cứu bao gồm Feng Jiao,
phó giáo sư hóa học và kỹ thuật sinh học
phân tử và các nghiên cứu sinh Matthew
Jouny và Wesley Luc, đã chế tạo được một
thiết bị chuyên dụng ba buồng gọi là máy
điện phân, sử dụng điện để khử CO2 thành
các phân tử nhỏ.
So với nhiên liệu hóa thạch, sử dụng
điện là một phương thức thân thiện với môi
trường và có chi phí phải chăng để thúc đẩy
hoạt động của các quy trình hóa học nhằm
sản xuất hóa chất và nhiên liệu thương mại.
Các sản phẩm có thể bao gồm ethylene, được
sử dụng để sản xuất nhựa và ethanol, một phụ
gia nhiên liệu có giá trị.
"Công nghệ điện phân cung cấp một lộ
trình mới để đạt được khả năng chọn lọc cao
với tốc độ phản ứng đáng kinh ngạc. Đây là
một bước tiến quan trọng đối với các ứng
dụng thương mại", PGS. Jiao nói.
Dù điện phân CO2 trực tiếp là phương
pháp thông thường để khử CO2, nhưng nhóm
nghiên cứu đã phân tách quá trình điện phân
thành hai bước, khử CO2 thành CO và sau
đó, biến đổi CO thành các sản phẩm đa
cacbon (C2+). Phương pháp này gồm hai
phần có nhiều ưu điểm hơn so với phương
pháp thông thường.
"Thông qua phân tách quy trình thành
hai bước, chúng tôi đã đạt được khả năng
chọn lọc các sản phẩm đa cacbon ở mức cao
hơn so với trong điện phân trực tiếp", PGS.
Jiao nói. "Chiến lược phản ứng tuần tự có thể
mở ra những phương thức mới để thiết kế các
quy trình sử dụng CO2 hiệu quả hơn".
Phối hợp với các nhà nghiên cứu tại
trường Đại học Thiên Tân ở Trung Quốc,
nhóm nghiên cứu đang thiết kế một hệ thống
để giảm phát thải khí nhà kính bằng cách sử
dụng năng lượng mặt trời không thải cacbon.
Theo vista.gov.vn, 09/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Nước muối chảy qua bề mặt siêu kỵ nước để tạo ra điện áp
Một nhóm nghiên cứu gồm hai kỹ sư:
Giáo sư Prab Bandaru, Khoa kỹ thuật cơ khí
và hàng không vũ trụ tại Trường Kỹ thuật
Jacobs, trường Đại học California San Diego
(Hoa Kỳ) và Bei Fan - sinh viên tốt nghiệp
trong nhóm nghiên cứu của Bandaru đã phát
triển một bề mặt siêu kỵ nước có thể được sử
dụng để tạo ra điện áp. Khi nước muối chảy
qua bề mặt có kết cấu đặc biệt này, nó có thể
tạo ra mức điện áp ít nhất là 50 milivolt.
Các kỹ sư cho biết biết nghiên cứu
chứng minh khái niệm của họ có thể là cơ sở
dẫn đến khả năng phát triển các nguồn năng
lượng mới cho các nền tảng thí nghiệm trên
chip và các thiết bị vi lỏng khác. Thậm chí, từ
nghiên cứu này có thể mở rộng để tìm kiếm
những phương pháp “thu hoạch” năng lượng
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 23/74
trong các nhà máy khử mặn nước. Bài báo về
kết quả nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí
Nature Communications.
“Nghiên cứu của chúng tôi ra đời dựa
trên ý tưởng nhằm tạo ra điện áp bằng cách
dịch chuyển các dòng chảy ion tự do trên một
bề mặt tích điện. Và các ion di chuyển càng
nhanh thì mức điện áp càng cao”, Bandaru
giải thích.
Nhóm của Bandaru đã tạo ra một bề
mặt kỵ nước hiệu quả, cho phép dung dịch
nước (và các ion tự do nó mang theo) chảy
nhanh hơn khi di chuyển qua. Bề mặt này
mang điện tích âm, do đó, dòng dịch chuyển
nhanh chóng của các ion dương trong dung
dịch nước muối đối với bề mặt tích điện âm
này dẫn đến sự khác biệt về điện thế và tạo ra
điện áp.
“Lực ma sát đã giảm của bề mặt cũng
như các tương tác điện tích xảy ra khi đó sẽ
khiến cho mức điện áp tăng lên đáng kể",
Bandaru nói.
Các kỹ sư đã tạo ra bề mặt bằng cách
khắc những kênh, rãnh nhỏ xíu lên chất nền
silicon. Sau đó, họ lấp đầy những kênh nhỏ
đó bằng dầu (ví dụ như dầu động cơ tổng hợp
dùng để bôi trơn). Nhóm nghiên cứu tiến
hành các thử nghiệm bằng cách sử dụng ống
tiêm để bơm nước muối pha loãng lên bề mặt
trong kênh vi lỏng, và sau đó điện áp được đo
qua các phía cuối của kênh.
Trong nhiều nghiên cứu trước đây, bề
mặt siêu thấm nước hay còn gọi là bề mặt "lá
sen" được thiết kế nhằm mục đích tăng tốc
của dòng chảy chất lỏng trên bề mặt. Cho đến
nay, bề mặt còn được tạo ra với hình dạng là
các túi khí nhỏ. Tuy nhiên, vì không khí
không mang điện tích nên kết quả là sự khác
biệt điện thế không đáng kể, và do đó, mức
điện áp cũng nhỏ hơn. Trong nghiên cứu mới,
bằng cách thay thế không khí bằng chất lỏng
như dầu tổng hợp có khả năng giữ điện tích
cũng như không bị trộn lẫn với dung dịch
nước muối, Bandaru và Fan đã tạo ra một bề
mặt có khả năng tạo ra mức điện áp ít nhất là
lớn hơn 50% so với các thiết kế trước đó.
Theo Bandaru, mức điện áp cao hơn cũng có
thể đạt được nhờ yếu tố vận tốc dòng chảy
nhanh hơn của chất lỏng cũng như cấu tạo
của các kênh hẹp và dài hơn.
Sau công nghệ này, nhóm kỹ sư cho
biết họ đang nghiên cứu cách thức để tạo ra
các kênh có kết cấu bề mặt như thế để có thể
tạo ra nhiều năng lượng điện hơn.
Theo vista.gov.vn, 12/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Hệ thống BrainNet cho phép ba người chơi giao tiếp bằng sóng não để chơi trò xếp hình Tetris
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ
trường Đại học Washington và Đại học
Carnegie Mellon, Hoa Kỳ đã phát triển hệ
thống BrainNet cho phép ba người giao tiếp
với nhau thông qua sử dụng sóng não. Bài
báo mô tả chi tiết hệ thống cũng như hiệu quả
hoạt động của nó được tải lên máy chủ in sẵn
arXiv.
Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng
việc hai người có thể giao tiếp với nhau đến
một chừng mực nhất định thông qua phương
pháp sử dụng sóng não để chơi trò chơi điện
tử là hoàn toàn có thể thực hiện được. Tuy
nhiên, trong một nỗ lực mới, các nhà nghiên
cứu đã mở rộng ý tưởng để nâng số lượng
người tham gia giao tiếp lên 3 người.
Trong quá trình thực hiện nghiên cứu,
hai tình nguyện viên tham gia thử nghiệm
được yêu cầu gắn các điện cực trên da đầu để
phát hiện tín hiệu của sóng não - phần cứng
và phần mềm điện não đồ tiêu chuẩn được sử
dụng để xử lý các tín hiệu này. Trong khi đó,
tình nguyện viên thứ ba cũng được gắn điện
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 24/74
cực trên da đầu để nhận và đọc tín hiệu sóng
não. Ngoài ra, người này còn được cố định
một thiết bị đặt gần đầu nhằm mục đích thực
hiện kích thích từ xuyên sọ - một biện pháp
kích thích não bộ. Ba người cùng chơi trò
chơi xếp hình Tetris. Mục đích của trò chơi là
di chuyển các khối gạch đang rơi từ từ xuống.
Người chơi sẽ phải xếp những khối hình sao
cho khối hình lấp đầy 1 hàng ngang để ghi
điểm và hàng ngang ấy sẽ biến mất.
Hai tình nguyện viên đầu tiên được coi
là người gửi và người thứ ba là người nhận,
họ đưa ra các gợi ý cho nhau thông qua giao
tiếp bằng tâm trí. Nghiên cứu trước đó đã chỉ
ra rằng khi một người nhìn vào đèn LED có
tần số nhấp nháy là 15 Hz, sóng não của
người đó sẽ đồng bộ và bắt đầu truyền cùng
tần số với tần số nhấp nháy của đèn. Tương tự
như vậy, nếu người đó chuyển sang nhìn vào
đèn LED có tần số nhấp nháy là 17 Hz, mức
sóng não của họ bắt đầu truyền ở 17 Hz. Điều
này cho phép người gửi nói chuyện trong hệ
nhị phân với người nhận, từ đó, họ sẽ quyết
định xoay hoặc không xoay viên gạch đang
rơi trong trò chơi Tetris.
Do quan sát của người nhận trong quá
trình xem trò chơi đã bị chặn một phần nên
anh ta không thể nhìn thấy nửa dưới của màn
hình, do đó, cần những gợi ý chia sẻ từ người
gửi. Bằng cách “lắng nghe” những thông điệp
trong hệ nhị phân từ người gửi, người nhận sẽ
biết rằng nên hay không nên xoay viên gạch
đang rơi. Nghiên cứu trước đó cũng đã chỉ ra
rằng khi một đối tượng nhận được một xung
từ đến thùy chẩm trong não, vùng thị giác này
sẽ cho họ cảm giác về ánh sáng. Vì vậy, để
"nghe" thông điệp từ người gửi, người nhận
cũng sẽ thấy ánh sáng từ đèn nhấp nháy, nó
cho họ biết khi nào cần xoay viên gạch. Sau
đó, người gửi có thể cung cấp nhiều gợi ý hơn
dựa trên những thay đổi về hướng xoay viên
gạch trong trò chơi.
Nhóm nghiên cứu cho rằng việc phát
triển mở rộng hệ thống BrainNet với số lượng
người tham gia giao tiếp mong muốn là rất
thú vị và cần thiết. Họ đang hình dung đến
việc sử dụng mạng lưới đặc biệt này để giải
quyết các vấn đề liên quan đến giao tiếp
thông qua mạng Internet.
Theo vista.gov.vn, 05/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Phát triển năng lực kết nối không dây giữa tầu ngầm và máy bay
Ảnh: Christine Daniloff / MIT
Trong một bài báo được trình bày tại
hội thảo SIGCOMM, các nhà nghiên cứu của
MIT Media Lab đã trình bày thiết kế một hệ
thống liên lạc, cho phép chia sẻ dữ liệu trực
tiếp giữa các cảm biến dưới nước và trên
không. Một máy phát được đạt dưới nước sẽ
truyền một tín hiệu sóng âm đến bề mặt nước,
gây ra những rung động nhỏ tương ứng với 1s
và 0s được truyền đi. Phía trên bề mặt, một
máy thu rất nhạy sẽ đọc những phút nhiễu
loạn này và giải mã tín hiệu sóng âm.
Các nhà nghiên cứu MIT đã tiến một
bước quan trọng để giải quyết thách thức lâu
dài với công nghệ kết nối không dây: truyền
dữ liệu trực tiếp giữa các thiết bị dưới nước
và trên không. “Vượt qua ranh giới giữa 2
môi trường không khí - nước là một trở ngại
với các tín hiệu không dây. Ý tưởng của
chúng tôi là biến đổi các chướng ngại vật
thành một phương tiện mà thông qua đó để
giao tiếp”, Fadel Adib, một trong hai tác giả
của nghiên cứu cho biết.
Hiện nay, các cảm biến dưới nước
không thể chia sẻ dữ liệu với những cảm biến
trên đất liền, vì 2 loại cảm biến này sử dụng
các tín hiệu không dây khác nhau chỉ hoạt
động được với các thiết bị tương ứng của
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 25/74
chúng. Tín hiệu vô tuyến truyền qua không
khí sẽ bị ngắt quãng trong nước. Còn đối với
tín hiệu âm thanh, hoặc sóng siêu âm được
truyền bởi các thiết bị dưới nước sẽ chủ yếu
phân tán trên bề mặt nước mà không bao giờ
xuyên qua được để truyền vào không khí.
Điều này gây ra sự thiếu hiệu quả và các vấn
đề khác cho một loạt các ứng dụng, chẳng
hạn như thám hiểm đại dương và trao đổi
thông tin giữa tàu ngầm với máy bay.
Chưa có công nghệ nào có thể để gửi
tín hiệu truyền thông giữa 2 môi trường
không khí và nước. Nếu một tàu ngầm chạy
dưới nước, bên dưới một máy bay, thì không
có cách nào để 2 phương tiện này giao tiếp
với nhau mà không cần tầu ngầm phải nổi lên
mặt nước, điều này rất nguy hiểm bởi tầu
ngầm sẽ bộc lộ vị trí của mình. Hoặc là khi
các thiết bị không người lái dưới nước theo
dõi sinh vật biển sẽ cần phải liên tục nổi lên
mặt nước để gửi dữ liệu cho các nhà nghiên
cứu. Hai nhà khoa học Fadel Adib và
Francesco Tonolini của MIT Media Lab đã
phát triển một cách để kết nối 2 phương tiện
khác biệt này thông qua một cái được họ gọi
là "Kết nối tần số âm thanh-vô tuyến"
(TARF) Translational Acoustic-RF
communication, hoặc TARF. Sử dụng kết hợp
sóng âm ở dưới nước và Radar ở trên không,
thông tin có thể được truyền đi bằng cách tạo
ra những gợn sóng nhỏ trên mặt nước. Hệ
thống này vẫn còn trong giai đoạn đầu phát
triển. Nhưng nó là cột mốc quan trọng để mở
ra những khả năng mới trong việc liên lạc
giữa 2 môi trường khí- nước.
Một ứng dụng đầy hứa hẹn khác là
giúp tìm kiếm các máy bay bị mất tích dưới
nước. Adib nói: “Các thiết bị truyền âm thanh
có thể được gắn trong hộp đen của máy bay",
nếu thiết bị này truyền tín hiệu liên tục , bạn
sẽ có thể sử dụng hệ thống của chúng tôi để
nhận tín hiệu đó".
Giải mã những rung động
Các giải pháp công nghệ ngày nay cho
vấn đề liên lạc không dây này vẫn gặp phải
nhiều hạn chế khác nhau. Ví dụ, những chiếc
phao được thiết kế để nhận sóng siêu âm, xử
lý dữ liệu và gửi tín hiệu vô tuyến đến các
thiết bị trên không trung, chúng có thể bị
cuốn trôi mất. Bên cạnh đó, để đáp ứng yêu
cầu về kĩ thuật, rất nhiều chiếc phao cần được
trang trị trên một diện tích lớn-việc này là
thiếu thực tế.
TARF bao gồm một máy phát âm
thanh dưới nước gửi tín hiệu sóng âm bằng
loa âm thanh tiêu chuẩn. Các tín hiệu sóng âm
này di chuyển như sóng áp suất của các tần số
khác nhau tương ứng với các bit dữ liệu khác
nhau. Ví dụ, khi máy phát muốn gửi 0, nó có
thể truyền sóng đi với tốc độ 100 hertz; cho 1,
nó có thể truyền sóng 200 hertz. Khi tín hiệu
chạm vào bề mặt, nó gây ra những gợn sóng
nhỏ trong nước, chỉ cao vài micromet, tương
ứng với những tần số đó.
Để đạt được tốc độ dữ liệu cao, hệ
thống truyền nhiều tần số cùng một lúc, xây
dựng trên một sơ đồ âm điệu được sử dụng
trong truyền thông không dây, được gọi là
ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
(orthogonal frequency-division multiplexing).
Điều này cho phép các nhà nghiên cứu truyền
tải hàng trăm bit cùng một lúc.
Ở trên không được trang bị một loại
radar tần số cực cao, có thể xử lý tín hiệu
trong phổ sóng milimet của truyền dẫn không
dây, từ 30 đến 300 gigahertz. (Đây là băng
tần mạng không dây tần số cao 5G sắp tới sẽ
đi vào hoạt động).
Radar thu tín hiệu trông giống như một
cặp nón, phát ra những tín hiệu vô tuyến
chạm tới bề mặt nước đang gợn sóng, những
tín hiệu vô tuyến này sau đó phản xạ trở lại
radar. Do cách tín hiệu va chạm với các dao
động ở bề mặt nước, tín hiệu được trả về với
một biên độ dao động hơi khác với lúc tín
hiệu được phát đi, tương ứng chính xác với
bit dữ liệu được gửi bởi tín hiệu sóng âm. Ví
dụ, dao động trên mặt nước đại diện cho 0 bit
sẽ làm biên độ dao động của tín hiệu phản xạ
rung ở 100 hertz.
“Sự phản xạ ra-đa sẽ thay đổi một chút
bất cứ khi nào có bất kỳ hình thức dịch
chuyển nào trên mặt nước”, Adib nói. "Bằng
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 26/74
cách nhìn vào những thay đổi dao động nhỏ
bé này, chúng ta có thể nhận ra các dao động
tương ứng với những tín hiệu sóng siêu âm".
Lắng nghe những âm thanh nhỏ nhất
Một thách thức chính là việc giúp radar
xác định được bề mặt nước. Để làm như vậy,
các nhà nghiên cứu sử dụng một công nghệ
phát hiện những phản xạ trong một môi trường
và sắp xếp những phản xạ này dựa theo
khoảng cách và độ mạnh. Bởi vì khi tiếp xúc
với mặt nước, tín hiệu sẽ có những phản xạ
mạnh mẽ nhất, do vậy radar sẽ xác định được
khoảng cách đến bề mặt. Khi khoảng cách này
được thiết lập, rada sẽ phóng to các rung động
ở khoảng cách vừa được xác định đó, và bỏ
qua tất cả các nhiễu loạn lân cận khác.
Thách thức lớn tiếp theo là bắt được
sóng micromet, trong khi sóng này bị bao
quanh bởi các sóng tự nhiên lớn hơn nhiều.
Những gợn sóng đại dương nhỏ nhất vào
những ngày biển lặng, được gọi là sóng mao
dẫn, chỉ cao khoảng 2 cm, nhưng lớn hơn
100.000 lần so với những rung động. Ở một
số vùng biển khác có thể tạo ra sóng lớn hơn
1 triệu lần so với những rung động. Adib nói:
“Điều này ảnh hưởng đến các rung động âm
thanh nhỏ ở bề mặt nước”. "Như thể ai đó
đang la hét trong khi bạn đang cố gắng nghe
ai đó thì thầm".
Để giải quyết vấn đề này, các nhà
nghiên cứu đã phát triển các thuật toán xử lý
tín hiệu tinh vi. Những con sóng tự nhiên xảy
ra ở khoảng tần số 1 hoặc 2 hertz , tương ứng
với một con sóng hoặc hai con sóng di
chuyển qua vùng tín hiệu mỗi giây. Tuy
nhiên, các dao động sóng âm từ 100 đến 200
hertz, nhanh gấp hàng trăm lần sóng tự nhiên.
Vì sự khác biệt về tần số này, thuật toán sẽ
chạy quét trên các sóng chuyển động nhanh
trong khi bỏ qua các sóng chậm hơn.
Thử nghiệm thực tế
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm
TARF hơn 500 lần trong một bể chứa nước
và trong hai hồ bơi khác nhau trên khuôn viên
của MIT.
Trong bể, radar được đặt ở khoảng
cách từ 20 cm đến 40 cm trên bề mặt nước, và
máy phát sóng âm thanh được đặt từ 5 cm đến
70 cm bên dưới bề mặt nước. Trong các hồ
bơi, radar được đặt cách bề mặt khoảng 30
cm, trong khi máy phát được đặt khoảng 3,5
mét bên dưới. Trong những thí nghiệm này,
các nhà nghiên cứu cũng đã cho nhiều người
bơi cùng lúc để tạo ra những con sóng cao
khoảng 16 cm.
Trong cả hai cài đặt thử nghiệm ở bể
và hồ bơi, TARF có thể giải mã chính xác
nhiều dữ liệu khác nhau - chẳng hạn như câu,
“Xin chào! từ dưới nước”- với hàng trăm bit
mỗi giây, tương tự như tốc độ dữ liệu chuẩn
cho giao tiếp dưới nước. Adib nói: “Ngay cả
khi có những người bơi lội xung quanh gây
nhiễu động dòng nước, chúng tôi vẫn có thể
giải mã những tín hiệu này một cách nhanh
chóng và chính xác”.
Tuy nhiên, ở những con sóng cao hơn
16 cm, hệ thống không thể giải mã tín hiệu.
Các bước tiếp theo của nghiên cứu sẽ là tinh
chỉnh hệ thống để có thể làm việc trong vùng
nước bất ổn hơn. “Hệ thống có thể làm việc
tốt trong những ngày biển lặng và giải quyết
một số nhiễu động sóng nước. Nhưng để làm
cho hệ thống được đưa vào sử dụng thực tế,
chúng tôi phải đảm bảo nó có thể hoạt động
mọi lúc mọi nơi”, Adib cho biết.
Aaron Schulman, một trợ lý giáo sư về
khoa học máy tính và kỹ thuật tại Đại học
California ở San Diego, cho biết: “TARF là
hệ thống đầu tiên chứng minh rằng có thể
nhận được tín hiệu âm thanh từ dưới nước
bằng radar được đặt trên không". Ông hy
vọng rằng “công nghệ âm thanh - radar mới
này sẽ mang lại lợi ích cho các nhà nghiên
cứu trong các lĩnh vực phụ thuộc vào âm
thanh dưới nước (ví dụ, sinh học biển), và sẽ
truyền cảm hứng cho cộng đồng khoa học để
nghiên cứu các cách tạo ra các liên kết âm
thanh thực tế và mạnh mẽ mới".
Các nhà nghiên cứu cũng hy vọng rằng
hệ thống của họ cuối cùng có thể cho phép
một máy bay hoặc thiết bị không người lái bay
bay gần mặt nước để liên tục nhận và giải mã
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 27/74
tín hiệu sóng siêu âm. Nghiên cứu được hỗ trợ
một phần bởi Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ.
Theo vista.gov.vn, 03/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Phần mềm mới giúp phân tích khuyết tật rối loạn vận động viết ở trẻ em
Hiện nay, gần 10% học sinh tiểu học
gặp rất nhiều khó khăn về kỹ năng viết, việc
này sẽ để lại những hậu quả nặng nề, lâu dài
đến chất lượng phát triển giáo dục ở trẻ. Mới
đây, các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
(EPFL), Thụy Sĩ đã phát triển một chương
trình phần mềm có khả năng phân tích khuyết
tật cũng như nguyên nhân ở trẻ em bị chứng
rối loạn vận động viết với độ chính xác cao.
Chứng khó viết/rối loạn vận động viết
hay còn gọi là Dysgraphia (hoặc agraphia) chỉ
sự yếu kém hay suy giảm khả năng viết bằng
tay ở người lớn hay trẻ em. Hội chứng này
ảnh hưởng đến khoảng 10% số học sinh.
Dạng khuyết tật học tập này thường liên quan
đến chứng khó đọc và có thể xuất hiện ở trẻ
em với các mức độ và nguyên nhân khác
nhau. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại
Phòng thí nghiệm Học tập và Hướng dẫn của
EPFL (CHILI) đã phát triển một phần mềm
cho phép các bác sĩ đưa ra những đánh giá
được cá nhân hóa một cách chi tiết, cụ thể của
dạng khuyết tật này, đồng thời, giúp xác định
chính xác các chữ cái và con số khó nhận biết
nhất. Nghiên cứu của họ được công bố trên
tạp chí Nature Digital Medicine.
Viết là một kỹ năng cần thiết cho học
sinh và là một phần không thể thiếu trong giáo
dục. Tuy nhiên, kỹ năng này đòi hỏi sự kết
hợp khéo léo của nhiều yếu tố bao gồm sự tập
trung cẩn thận, kỹ năng vận động phát triển tốt
và nhận thức ngôn ngữ tốt - điều mà không
phải trẻ em nào cũng thực hiện được. Mặc dù
có thể các vấn đề hay biểu hiện của hội chứng
rối loạn chữ viết lúc ban đầu chưa rõ ràng,
nhưng nếu không được kiểm soát và điều trị
sớm, trẻ em mắc chứng này có thể nhanh
chóng rơi vào tình trạng nghiêm trọng hơn như
thiếu tự tin, lòng tự trọng thấp, gặp khó khăn
khi học các kỹ năng khác, mức độ căng thẳng,
mệt mỏi cao và thậm chí là gặp các vấn đề về
biểu hiện hành vi. Do đó, việc phát hiện sớm
các biểu hiện trên là hết sức quan trọng, là chìa
khóa để giải quyết các vấn đề.
Hiện nay, ở các nước nói tiếng Pháp,
dysgraphia được chẩn đoán bằng phương
pháp áp dụng bài kiểm tra viết tiêu chuẩn
được gọi là BHK. Bác sĩ trị liệu hoặc bác sĩ
trị liệu tâm lý dựa vào bài kiểm tra này để
đánh giá chữ viết tay của trẻ theo 13 tiêu chí.
Tuy nhiên, theo Tiến sĩ Thibault Asselborn,
tại CHILI và là tác giả chính của nghiên cứu,
thời gian thực hiện bài kiểm tra BHK rất hạn
chế, có thể là sáu tháng hoặc hơn, hay có thể
là khoảng thời gian tính từ lúc giáo viên lần
đầu tiên quan tâm đến kỹ năng viết của trẻ
cho đến khi đứa trẻ đó cần tới sự trợ giúp của
chuyên gia.
Phần mềm mới có tên gọi là Tegami,
được thiết kế để sử dụng cho máy tính bảng
và được xem là một bước tiến lớn về độ chính
xác phân tích và độ chuẩn xác của đầu vào.
Công nghệ được phát triển từ kho cơ sở dữ
liệu bao gồm các mẫu chữ viết của 300 trẻ
em, khoảng 25% trong số đó mắc chứng khó
viết. Phần mềm có khả năng phát hiện khuyết
tật học tập trong khoảng 98% thời gian.
Ưu điểm lớn của Tegami là nó có thể
giúp xác định nguyên nhân mắc chứng
dysgraphia ở trẻ nhờ khả năng phân tích không
dưới 53 đặc điểm khác nhau của các mẫu chữ
viết tay của trẻ 200 lần mỗi giây. Những đặc
điểm này bao gồm góc bút, lực tì bút lên máy
tính bảng, tốc độ ghi của trẻ cũng như bất kỳ
thay đổi nào về tốc độ viết kể cả việc tay của
trẻ có run hay không, với tần số nào hay chữ
cái hoặc ký tự nào khó nhận biết nhất.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 28/74
Đánh giá năng động
"Phần mềm của chúng tôi mang đến
một khía cạnh năng động để đánh giá mẫu
viết tay của trẻ. Trong khi bài kiểm tra BHK
cho phép đánh giá một mẫu văn bản chỉ sau
khi văn bản đó được viết ra, thì với Tegami,
chuyên gia trị liệu có thể phân tích toàn bộ
quá trình viết và hình dung được một bức
tranh toàn diện, cụ thể về tất cả những
chuyển động tay của trẻ”, Thomas Gargot,
bác sĩ tâm thần trẻ em, chuyên gia về khoa
học nhận thức, tiến sĩ chuyên ngành khoa học
máy tính tại bệnh viện giảng dạy Pitié
Salpêtrière ở Paris và là một trong những tác
giả của nghiên cứu cho biết.
Theo Gargot, phần mềm cũng mở ra
hy vọng cho khả năng phân biệt và xác định
các dạng khác nhau của chứng dysgraphia.
Dữ liệu mới thu thập được cho phép các bác
sĩ nhi khoa xác định liệu có hay không mối
liên quan giữa khuyết tật kỹ năng viết và
chứng tự kỷ, hiếu động thái quá hoặc rối loạn
thiếu tập trung, cũng như giúp nhận thức rõ
hơn về cách thức điều chỉnh phương pháp dạy
học phù hợp.
Ngoài ra, Tegami hỗ trợ trẻ em khuyết
tật kỹ năng viết được điều trị nhắm mục tiêu
hiệu quả hơn. Nhóm nghiên cứu EPFL hiện
đang làm việc với các chuyên gia trị liệu động
cơ tâm lý và chuyên gia trị liệu ngôn ngữ để
trao đổi các biện pháp nhằm khắc phục một
số những hạn chế. Ví dụ như chuyên gia có
thể đưa ra các bài tập rèn luyện kỹ năng vận
động trong trường hợp trẻ dồn quá nhiều lực
ép lên ngòi bút. Bên cạnh đó, các nhà nghiên
cứu cũng tìm hiểu cách thức kết hợp Tegami
với một chương trình khác cũng được phát
triển tại CHILI được gọi là CoWriter giúp trẻ
cải thiện các kỹ năng và sự tự tin bằng cách
dạy kỹ năng viết cho robot.
Theo vista.gov.vn, 05/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Mô hình học máy ghi lại các thay đổi rất nhỏ trên nét mặt
Các nhà nghiên cứu của MIT Media
Lab đã phát triển một mô hình học máy giúp
máy tính tiến gần hơn đến việc diễn giải cảm
xúc của chúng ta một cách tự nhiên như con
người. Mô hình nắm bắt tốt hơn các thay đổi
rất nhỏ trên nét mặt từ đó đánh giá tâm trạng
tốt hơn. Bằng cách sử dụng dữ liệu đào tạo bổ
sung, mô hình cũng có thể được sử dụng phù
hợp cho nhiều nhóm đối tượng khác nhau và
vẫn giữ được hiệu quả hoạt động.
Các mô hình máy học cá nhân nắm bắt
các thay đổi nhỏ trên nét mặt để đánh giá tốt
hơn cách chúng ta cảm nhận.
Trong lĩnh vực phát triển "tính toán
cảm xúc (affective computing)", các robot và
máy tính đang được phát triển để phân tích
các nét mặt, diễn giải cảm xúc của chúng ta
và phản ứng phù hợp. Các ứng dụng trong
lĩnh vực này có thể kể đến việc theo dõi sức
khỏe và hạnh phúc của một cá nhân, đo sự
quan tâm của học sinh trong các lớp học, giúp
chẩn đoán các dấu hiệu của một số bệnh, và
phát triển robot đồng hành.
Tuy nhiên có một số thách thức, trong
đó có cách mỗi người thể hiện cảm xúc là rất
khác nhau, tùy thuộc vào nhiều yếu tố ví dụ
như: giữa các nền văn hóa, giới tính và nhóm
tuổi. Nhưng có một số các yếu tố khác có
những khác biệt rất chi tiết, ví dụ như: Thời
gian trong ngày, bạn ngủ bao nhiêu, hoặc
thậm chí mức độ quen thuộc của bạn với một
đối tác trò chuyện dẫn đến những thay đổi nét
mặt theo cách bạn thể hiện, hạnh phúc hay
buồn bã trong một khoảnh khắc nhất định.
Bộ não con người theo bản năng nắm
bắt được những sai lệch này, nhưng máy móc
thì không dễ dàng làm như vậy. Kỹ thuật học
sâu được phát triển trong những năm gần đây
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 29/74
để giúp nắm bắt được những thay đổi rất nhỏ,
nhưng chúng vẫn không chính xác hoặc không
thích nghi được với nhiều người khác nhau.
Các nhà nghiên cứu Media Lab đã phát
triển một mô hình học máy tốt hơn các hệ
thống truyền thống trong việc nắm bắt các
thay đổi nhỏ trên khuôn mặt, để đánh giá tâm
trạng tốt hơn trong khi tập luyện trên hàng
ngàn hình ảnh khuôn mặt. Hơn nữa, bằng
cách sử dụng một ít dữ liệu đào tạo bổ sung,
mô hình có thể thích hợp với một nhóm người
hoàn toàn mới, mang lại hiệu quả tốt. Mục
đích của việc phát triển mô hình học máy mới
này là để cải thiện các công nghệ tính toán
cảm xúc hiện có.
"Đây là một cách kín đáo để theo dõi
tâm trạng của chúng ta", Oggi Rudovic, một
nhà nghiên cứu Media Lab và đồng tác giả
của nghiên cứu về mô hình này, bài báo được
trình bày tuần trước tại Hội nghị về học máy
và khai thác dữ liệu. “Nếu bạn muốn robot có
trí thông minh xã hội, bạn phải làm cho
chúng phản ứng thông minh và tự nhiên với
tâm trạng và cảm xúc của chúng ta, giống
như con người hơn”.
Các đồng tác giả trên bài báo là: tác
giả thứ nhất Michael Feffer, một sinh viên đại
học ngành kỹ thuật điện và khoa học máy
tính; và Rosalind Picard, một giáo sư về nghệ
thuật truyền thông và khoa học và là giám
đốc sáng lập của nhóm nghiên cứu Tính toán
Cảm xúc.
Mô hình mạng thần kinh được cá nhân
hóa
Các mô hình tính toán truyền thống sử
dụng khái niệm “một kiểu phù hợp với tất cả -
one-size-fits-all”. Họ tập trung vào một bộ
hình ảnh mô tả nhiều nét mặt khác nhau, tối
ưu hóa các tính năng - chẳng hạn như cách
nhếch môi khi mỉm cười - và định hình những
tính năng tối ưu hóa chung đó trên toàn bộ
các hình ảnh mới.
Các nhà nghiên cứu của công trình
này, thay vào đó, kết hợp một kỹ thuật, được
gọi là "hỗn hợp của các chuyên gia - mixture
of experts" (MoE), với các kỹ thuật cá nhân
hóa mô hình, giúp họ thu thập dữ liệu biểu
hiện khuôn mặt chi tiết hơn từ các đối tượng.
Đây là lần đầu tiên hai kỹ thuật này được kết
hợp cho tính toán cảm xúc.
Trong MoEs, một số mô hình mạng
thần kinh, được gọi là “các chuyên gia”, từng
“chuyên gia” này được đào tạo chuyên biệt về
một nhiệm vụ xử lý riêng biệt và tạo ra một
đầu ra rõ ràng. Các nhà nghiên cứu cũng kết
hợp một "mạng lưới", trong đó tính toán xác
suất mà chuyên gia sẽ phát hiện tốt nhất tâm
trạng của các đối tượng không nhìn thấy. "Về
cơ bản mạng này có thể phân biệt giữa các cá
nhân và nói: Đây là chuyên gia phù hợp cho
hình ảnh nhất định".
Đối với mô hình, các nhà nghiên cứu
đã cá nhân hóa các MoEs bằng cách kết hợp
từng chuyên gia với một trong 18 bản ghi
video riêng lẻ trong cơ sở dữ liệu RECOLA,
một cơ sở dữ liệu công khai của mọi người
trò chuyện trên nền tảng trò chuyện video
được thiết kế cho các ứng dụng tính toán. Họ
đã đào tạo mô hình này bằng cách sử dụng 9
chủ đề và đánh giá chúng trên 9 đối tượng
khác, với tất cả các video được chia thành các
khung riêng lẻ.
Mỗi chuyên gia, và mạng lưới gating,
theo dõi biểu hiện trên khuôn mặt của mỗi cá
nhân, với sự giúp đỡ của một mạng lưới còn
lại (“ResNet”), một mạng lưới thần kinh được
sử dụng để phân loại đối tượng. Khi làm như
vậy, mô hình ghi được mỗi khung dựa trên
mức độ dễ chịu hoặc khó chịu, và kích thích
(phấn khích) - các số liệu thường được sử
dụng để mã hóa các trạng thái cảm xúc khác
nhau. Riêng biệt, sáu chuyên gia con người
dán nhãn mỗi khung dễ chịu- khó chịu, và
kích thích, dựa trên thang điểm -1 (mức thấp)
đến 1 (mức cao), điều mà mô hình cũng từng
được đào tạo.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã thực
hiện thêm mô hình hóa cá nhân, nơi họ nuôi
dưỡng dữ liệu mô hình được đào tạo từ một
số khung hình của các chủ đề còn lại, và sau
đó kiểm tra mô hình trên tất cả các khung
hình chưa được xem từ những video đó. Kết
quả cho thấy, chỉ với 5 đến 10% dữ liệu từ
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 30/74
dân số mới, mô hình này vượt trội so với mô
hình truyền thống - có nghĩa là nó ghi chỉ số
dễ chịu- khó chịu, và kích thích trên hình ảnh
chưa được xem gần hơn với cách diễn giải
của các chuyên gia con người.
Điều này cho thấy tiềm năng của các
mô hình này để thích nghi từ nhóm người dân
này đến nhóm người dân khác, hoặc cá nhân
tới từng cá nhân, với rất ít dữ liệu, Rudovic
nói. “Đó là chìa khóa”, anh nói. “Khi bạn có
số dân mới, bạn phải có cách để tính toán
chuyển dịch phân phối dữ liệu [các thay đổi
nét mặt]. Hãy tưởng tượng một mô hình được
thiết lập để phân tích các biểu hiện khuôn
mặt trong một nền văn hóa cần được điều
chỉnh cho một nền văn hóa khác nhau. Nếu
không có tính toán cho sự thay đổi dữ liệu
này, các mô hình đó sẽ kém hiệu quả. Nhưng
nếu bạn chỉ lấy mẫu từ một nền văn hóa mới
để thích ứng với mô hình của chúng tôi,
những mô hình này có thể làm tốt hơn nhiều,
đặc biệt là ở cấp độ cá nhân. Đây là nơi mà
tầm quan trọng của việc cá nhân hóa mô hình
có thể được nhìn thấy rõ nhất”.
Dữ liệu hiện có sẵn cho nghiên cứu
tính toán cảm xúc như vậy không đa dạng về
màu da, do đó dữ liệu đào tạo của các nhà
nghiên cứu bị giới hạn. Nhưng khi dữ liệu đó
trở nên có sẵn, mô hình có thể được đào tạo
để sử dụng trên các nhóm dân số đa dạng
hơn. Bước tiếp theo, Feffer nói, là đào tạo mô
hình trên “một tập dữ liệu lớn hơn nhiều với
nhiều nền văn hóa đa dạng hơn”.
Tương tác máy - người tốt hơn
Một mục tiêu khác là đào tạo mô hình
để giúp máy tính và robot tự động học hỏi từ
một lượng nhỏ dữ liệu thay đổi để tự nhiên có
thể phát hiện cảm giác của chúng ta và phục
vụ tốt hơn nhu cầu của con người như thế nào.
Ví dụ: nó có thể chạy trên nền tảng của
máy tính hoặc thiết bị di động để theo dõi các
cuộc hội thoại dựa trên video của người dùng
và tìm hiểu các thay đổi nhỏ trên nét mặt
trong các bối cảnh khác nhau. Feffer nói:
“Bạn có thể có những thứ như ứng dụng hoặc
trang web trên điện thoại thông minh có thể
cho biết mọi người cảm thấy như thế nào và
đề xuất các cách để đối phó với căng thẳng
hoặc đau đớn, và những thứ khác đang tác
động tiêu cực đến cuộc sống của họ”.
Điều này cũng có thể hữu ích trong
việc theo dõi, nói, trầm cảm hoặc mất trí nhớ,
vì biểu hiện khuôn mặt của mọi người có xu
hướng thay đổi một cách tinh tế do những
điều kiện đó. Rudovic cho biết: “Có thể theo
dõi các biểu hiện trên khuôn mặt một cách
thụ động”, Rudovic nói, “chúng tôi có thể cá
nhân hóa các mô hình này theo thời gian và
theo dõi mức độ lệch hàng ngày của chúng -
lệch khỏi mức độ biểu đạt khuôn mặt trung
bình - và sử dụng nó cho các chỉ số về hạnh
phúc và sức khỏe”.
Một ứng dụng đầy hứa hẹn, Rudovic
cho biết, là tương tác người - máy, chẳng hạn
như áp dụng cho robot cá nhân hoặc robot
được sử dụng cho mục đích giáo dục, những
lĩnh vực mà robot cần phải thích nghi để đánh
giá tình trạng cảm xúc của nhiều người khác
nhau. Ví dụ, một phiên bản đã được sử dụng để
giúp robot hiểu rõ hơn về tâm trạng trẻ tự kỷ.
Roddy Cowie, giáo sư danh dự ngành
tâm lý học tại Đại học Queen's Belfast và một
học giả tính toán cảm xúc, nói rằng công trình
của MIT “minh họa chính xác vị trí của
chúng ta” trong lĩnh vực này”, ông nói. “Có
vẻ như trực quan rằng dấu hiệu cảm xúc mà
một người thể hiện ra không giống với những
dấu hiệu cảm xúc của những người khác đưa
ra, và do đó, nó có ý nghĩa nhiều khi việc
nhận dạng cảm xúc hoạt động tốt hơn khi
được cá nhân hóa. Phương pháp cá nhân hóa
phản ánh một điểm hấp dẫn khác, đó là hiệu
quả hơn để đào tạo nhiều "chuyên gia" và
tổng hợp các phán đoán của chúng, hơn là
đào tạo một siêu chuyên gia duy nhất. Cả hai
cùng nhau làm một chương trình hoạt động
hiệu quả”.
Theo vista.gov.vn, 18/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 31/74
Bộ lọc màu làm tăng tốc độ đọc của trẻ mắc chứng khó đọc
Chứng khó đọc đặc trưng cho vấn đề
gặp rắc rối về đọc hiểu và đánh vần dù trí tuệ
bình thường. Các vấn đề có thể bao gồm khó
khăn trong việc đánh vần các từ, đọc nhanh,
viết chữ, "phát âm" các từ trong đầu, phát âm
từ khi đọc to và nghe hiểu người khác đọc.
Thông thường những khó khăn này được
nhận thấy đầu tiên khi đi học ở trường. Khi
một người mất khả năng đọc trước đây của
bản thân. Chứng khó đọc được cho là do cả
yếu tố di truyền lẫn môi trường. Một số
trường hợp là đặc điểm chung của gia đình.
Một nghiên cứu chung Pháp-Brazil đã
nhấn mạnh hiệu quả của một bộ lọc màu xanh
lá cây để cải thiện khả năng đọc của trẻ mắc
chứng khó đọc.
Năm 1983, một nghiên cứu đầu tiên đã
được tiến hành để chứng minh hiệu quả của
bộ lọc màu xanh lá cây để giúp trẻ em mắc
chứng khó đọc, tự kỷ hoặc hiếu động thái quá
trong việc đọc. Tuy nhiên, nghiên cứu này
trình có rất nhiều sai sót về phương pháp
luận. Do đó, một nhóm các nhà nghiên cứu
Pháp-Brazil đã làm mới các thí nghiệm với
một phương pháp nghiêm ngặt.
36 trẻ em từ 9 đến 10 tuổi phải đọc các
trích đoạn từ sách thiếu niên với bộ lọc màu
xanh lục, vàng hoặc không lọc. Một thiết bị,
Eye Tracker, đo tốc độ đọc của họ. Nhờ bộ lọc
màu xanh lục, để đọc một từ, thời gian một
đứa trẻ mắc chứng khó đọc được giảm xuống
từ 600 xuống còn 500 phần nghìn giây. Bộ lọc
màu vàng không có hiệu lực. Một đứa trẻ
không mắc chứng khó đọc cần trung bình 400
phần nghìn giây không có bộ lọc để đọc 1 từ.
Hai giả thuyết tồn tại để giải thích hiệu
ứng của bộ lọc màu xanh lá cây: đầu tiên sẽ
liên quan đến những thay đổi về kích thích thị
giác có sẵn để điều khiển hệ thần kinh trung
ương; thứ hai là các bộ lọc làm giảm sự kích
thích của vỏ não. Để xác minh những giả
thuyết này, một nghiên cứu kỹ lưỡng về hoạt
động não của trẻ mắc chứng khó đọc sẽ phải
được thực hiện.
Các tổ chức của Brazil tham gia vào
nghiên cứu này là Đại học Cruzeiro do Sul và
Đại học bang Paulista (UNESP), các tổ chức
của Pháp là Bệnh viện Robert Debré và Đại
học Paris Diderot-Paris 7.
Theo vista.gov.vn, 18/10/2018
Trở về đầu trang
**************
VẬT LIỆU – HÓA CHẤT Khối cầu có thể làm cho bê tông chắc hơn
Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học
Rice đã tạo ra các khối cầu silicat canxi có
kích thước micron để làm tăng độ cứng và
tính chất xanh cho bê tông, vật liệu tổng hợp
được sử dụng nhiều nhất trên thế giới.
Đối với các nhà khoa học vật liệu tại
trường Đại học Rice, các khối cầu là những
khối ghép có thể được tạo ra với chi phí thấp
và có triển vọng giảm thiểu sử dụng các kỹ
thuật tiêu tốn nhiều năng lượng hiện được
dùng để sản xuất xi măng, chất kết dính phổ
biến nhất trong bê tông.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các khối
cầu trong dung dịch bao quanh các hạt nano
của chất hoạt động bề mặt giống chất tẩy rửa
thông dụng. Các khối cầu có thể được kích
thích để tự lắp ghép thành các chất rắn chắc
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 32/74
chắn, cứng, đàn hồi và bền hơn so với xi
măng Portland phổ biến.
Rouzbeh Shahsavari, phó giáo sư khoa
học vật liệu và kỹ thuật nano và là đồng tác
giả nghiên cứu cho rằng: "Xi măng không có
cấu trúc đẹp nhất. Các hạt xi măng vô định
hình và không được sắp xếp có tổ chức.
Nhưng với vật liệu này, chúng ta xác định
được giới hạn và có thể tạo nên các polyme
hoặc vật liệu khác giữa các khối cầu để điều
khiển cấu trúc từ dưới lên và dự đoán chính
xác hơn cách nó có thể gãy". Các khối cầu
phù hợp với nhiều ứng dụng dụng như kỹ
thuật mô xương, cách nhiệt, gốm và vật liệu
composite cũng như xi măng.
Nghiên cứu này dựa vào công trình
nghiên cứu năm 2017 của chính nhóm nghiên
cứu để phát triển các vật liệu tự hàn gắn có
các khối cầu silicat canxi xốp, vi mô. Vật liệu
mới không xốp, như lớp vỏ silicat canxi rắn
bao quanh phần tử của chất hoạt động bề mặt.
Nhưng giống như dự án trước đó, dự án
này lấy cảm hứng từ cách tự nhiên phối hợp
các giao diện giữa những vật liệu khác nhau,
đặc biệt là trong xà cừ, vật liệu của vỏ sò. Sức
mạnh của xà cừ là do các tiểu cầu hữu cơ mềm
và tiểu cầu vô cơ cứng xen kẽ nhau. Do các
khối cầu mô phỏng những cấu trúc đó, nên
chúng được coi là phỏng sinh học.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra khả
năng kiểm soát kích thước của các khối cầu có
đường kính từ 100 đến 500 nanomet bằng cách
điều chỉnh chất bề mặt, dung dịch, nồng độ và
nhiệt độ trong quá trình sản xuất. Như vậy các
khối cầu phù hợp cho nhiều ứng dụng.
Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên
cứu đã sử dụng hai chất hoạt động bề mặt phổ
biến để tạo nên các khối cầu và nén các sản
phẩm của chúng thành dạng viên để thử
nghiệm. Kết quả là các viên DTAB được nén
chặt tốt và cứng hơn với các mô đun có độ
đàn hồi cao hơn các viên CTAB hoặc xi măng
thông dụng. Chúng cũng có khả năng cách
điện tốt.
PGS. Shahsavari cho biết kích thước
và hình dạng của các hạt nói chung có ảnh
hưởng lớn đến tính chất cơ học và độ bền của
vật liệu khối như bê tông. Việc tăng độ bền
của xi măng cho phép các nhà sản xuất sử
dụng ít bê tông hơn, không chỉ giảm trọng
lượng mà cả năng lượng cần để sản xuất và
giảm phát thải cacbon từ sản xuất xi măng. Vì
các khối cầu được nèn chặt hiệu quả hơn các
hạt không đồng đều trong xi măng thông
dụng, nên vật liệu thu được sẽ có khả năng
chống lại các ion gây hại từ nước và các chất
gây ô nhiễm khác. Do đó sẽ ít phải bảo trì và
thay thế thường xuyên hơn.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp
chí Langmuir của Hội Hóa học Hoa Kỳ.
Theo vista.gov.vn, 03/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Chất xúc tác mới có tính ổn định cao giúp biến nước thành nhiên liệu
Việc tìm kiếm một phương pháp hiệu
quả và rẻ tiền để sản xuất hydro một cách bền
vững bằng cách phá vỡ mối liên kết bền chặt
giữa các phân tử oxy và hydro trong nước vốn
chưa bao giờ là một việc dễ thực hiện. Trong
một báo cáo nghiên cứu mới đây được đăng tải
trên tạp chí Angewandte Chemie, một nhóm
các nhà nghiên cứu đến từ trường Đại học
Illinois (Hoa Kỳ) đã báo cáo về việc phát triển
thành công một chất xúc tác mới, rẻ tiền giúp
đẩy nhanh tốc độ điện phân nước để thu hyđrô,
có khả năng làm sạch nhiều vật cản, hoạt động
ổn định trong môi trường axít bằng cách kết
hợp các hợp chất kim loại với axít pecloric.
Trong hóa học và sản xuất chế tạo,
người ta thường sử dụng thiết bị điện phân -
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 33/74
phương thức sử dụng dòng điện để phá vỡ
liên kết trong các phân tử nước để tạo ra oxy
và hydro. Tính hiệu quả của các thiết bị này
thể hiện ở việc sử dụng các loại axít có khả
năng ăn mòn và vật liệu điện cực làm bằng
hợp chất kim loại iridi oxit hoặc oxit
ruthenium. So với oxit ruthenium, iridi oxit -
vật liệu xúc tác đang được sử dụng phổ biến
hiện nay - có tính ổn định hơn, nhưng lại là
một trong những nguyên tố khan hiếm trên
Trái đất. Do đó, các nhà nghiên cứu đang phải
tìm kiếm một vật liệu khác để thay thế.
Hong Yang, giáo sư kỹ thuật hóa học
và phân tử sinh học ở Đại học Illinois, đồng
tác giả nghiên cứu cho biết: “Hầu hết những
nghiên cứu trước đây được thực hiện với các
chất điện phân được cấu thành từ hai nguyên
tố, trong đó, 1 nguyên tố là kim loại và nguyên
tố còn lại là oxy. Trong một nghiên cứu gần
đây, chúng tôi đã phát hiện rằng nếu chất điện
phân là một hợp chất chứa hai nguyên tố kim
loại: yttrium và ruthenium và oxy thì tốc độ
phản ứng phân tách nước tăng lên".
Yao Qin, thành viên cũ của nhóm
Yang, đã thử nghiệm lần đầu tiên quy trình
sản xuất vật liệu mới này bằng cách sử dụng
các axít và mức nhiệt độ gia nhiệt khác nhau
để tăng tốc độ phản ứng của quá trình phân
tách nước.
Các nhà khoa học nhận thấy rằng việc
sử dụng axít pecloric làm chất xúc tác và kỹ
thuật gia nhiệt để làm tăng tốc độ phản ứng
góp phần làm thay đổi tính chất vật lý của
hỗn hợp yttrium ruthenate.
Jaemin Kim, nhà nghiên cứu sau tiến
sĩ và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết:
“Vật liệu trở nên xốp rỗng hơn cũng như có
cấu trúc tinh thể mới và khác biệt so với tất
cả các chất xúc tác rắn mà chúng tôi đã tạo
ra trước đó. Vật liệu mới mà chúng tôi phát
triển được cấu tạo từ oxit pyrochlore của
yttrium ruthenate có khả năng phân tách các
phân tử nước ở tốc độ cao hơn so với chất
xúc tác tiêu chuẩn công nghiệp hiện đang
được sử dụng”.
"Nhờ khả năng cải thiện tính hoạt
động, cấu trúc xốp rỗng của chất xúc tác điện
phân đóng vai trò hết sức quan trọng", Yang
nói. "Các lỗ rỗng này có thể được tạo ra bằng
phương pháp tổng hợp với khuôn mẫu có kích
thước nanomet và các chất liệu được sử dụng
trong sản xuất đồ gốm sứ, tuy nhiên, cấu trúc
này không thể duy trì trong điều kiện nhiệt độ
cao cần thiết để tạo ra chất xúc tác rắn, chất
lượng cao".
Yang và nhóm của ông đã quan sát cấu
trúc của vật liệu mới bằng kính hiển vi điện tử
và phát hiện ra rằng các lỗ rỗng của nó có
kích thước gấp bốn lần so với vật liệu yttrium
ruthenate ban đầu mà họ đã phát triển trong
nghiên cứu trước đó, và gấp ba lần so với oxit
iridi và ruthenium được sử dụng phổ biến
hiện nay.
"Chúng tôi rất ngạc nhiên khi axít
chúng tôi lựa chọn làm chất xúc tác cho phản
ứng này hóa ra lại có khả năng cải thiện cấu
trúc của vật liệu được sử dụng để sản xuất
điện cực. Sự nhận thức này hoàn toàn là ngẫu
nhiên và có ý nghĩa tương đối quan trọng đối
với chúng tôi", Yang chia sẻ.
Nhóm nghiên cứu cho biết kế hoạch
tiếp theo của nhóm là thực hiện những nghiên
cứu sâu hơn để chế tạo một thiết bị quy mô
phòng thí nghiệm và nhằm cải thiện mức độ
ổn định của điện cực có cấu trúc xốp trong
môi trường axit.
"Tính ổn định của các điện cực trong
môi trường axit luôn luôn là một thách thức
cần giải quyết, nhưng chúng tôi nhận thấy vật
liệu của chúng tôi hoàn toàn mới mẻ và khác
biệt so với các vật liệu khác trong lĩnh vực
này, cũng như, nghiên cứu của chúng tôi sẽ
có sức ảnh hưởng đáng kể đến khả năng phát
triển phương pháp thu hydro từ nước với ước
muốn có nguồn năng lượng sạch vô tận, bền
vững trong tương lai".
Theo vista.gov.vn, 03/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 34/74
Lớp phủ polymer sử dụng bong bóng nhỏ để làm mát tòa nhà
Lớp phủ màu trắng sáng được đưa vào
thử nghiệm Ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là
những quốc gia đang phát triển, nơi điều hòa
không khí không có ích hoặc đắt, mọi người
thường sơn mái nhà màu trắng để phản chiếu
ánh sáng mặt trời và do đó giữ cho những tòa
nhà đó mát hơn. Đó là cách tiếp cận được gọi
là làm mát bức xạ ban ngày thụ động, và một
loại polymer giống như sơn mới có thể làm
cho nó hiệu quả hơn.
Đối với sơn màu trắng thường có chứa
các sắc tố hấp thu ánh sáng cực tím và không
phản ánh bước sóng mặt trời dài hơn. Nhóm
nghiên cứu tại Đại học Columbia - Hoa Kỳ đã
phát triển polymer không chứa các chất màu
như vậy. Thay vào đó, vật liệu xốp sử dụng
túi khí nhỏ. Chúng được tạo ra thông qua quá
trình bắt đầu bằng dung dịch sạch, bao gồm:
polymer, dung môi và nước, được áp dụng
cho bề mặt - bề mặt đó có thể là mái nhà,
tường ngoài của tòa nhà, bể nước hoặc bất kỳ
thứ gì khác cần được giữ mát. Khi dung môi
bốc hơi, nước tạo thành những giọt nhỏ trong
polymer. Khi nước lần lượt bốc hơi, những gì
còn sót lại đằng sau là vô số những lỗ rỗng
nhỏ trong không khí, làm cho polyme xuất
hiện màu trắng sáng. Tất cả các bước sóng
ánh sáng mặt trời đều phân tán rất hiệu quả và
phản xạ bởi những khoảng trống này, do sự
khác biệt về chiết xuất giữa chúng và polymer
xung quanh. Trong các thử nghiệm thực địa,
lớp phủ của polymer đã được chứng minh là
phản chiếu hơn 96% ánh sáng mặt trời, giảm
thiểu sức nóng của mặt trời. Ngoài ra, vật liệu
thể hiện lượng nhiệt độ cao, tỏa ra khoảng
97% nhiệt lượng trên bầu trời. Kết quả là, sự
mất nhiệt ròng có thể xảy ra, với lớp phủ thực
sự ở nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ ngoài
trời. Lạnh 6ºC khi được thử nghiệm trong khí
hậu sa mạc Arizona, và mát lạnh 3ºC trong
khí hậu nhiệt đới của Bangladesh.
Nếu người dùng không muốn "sơn" tất
cả mọi thứ màu trắng, thuốc nhuộm màu có
thể được thêm vào polymer, phần lớn vẫn giữ
được chất lượng phản xạ của nó. Ngoài ra,
mặc dù các nhà khoa học sử dụng poly
(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)
(polymer P (VdF-HFP) HP, nhiều loại
polyme khác có thể được sử dụng để tạo lớp
phủ, cho phép các nhà sản xuất tối đa hóa các
yếu tố như sinh thái thân thiện và tính tương
hợp sinh học.
Nhà khoa họcYuan Yang cho biết:
"Bây giờ là thời điểm quan trọng để phát triển
các giải pháp đầy hứa hẹn cho nhân loại bền
vững. Năm nay, chúng tôi đã chứng kiến sóng
nhiệt và nhiệt độ kỷ lục ở Bắc Mỹ, Châu Âu,
Châu Á và Úc. Điều quan trọng là chúng tôi
tìm ra giải pháp cho thách thức khí hậu này”.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí
Science.
Theo vista.gov.vn, 04/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 35/74
Đột phá có thể tạo ra hợp kim siêu cấp
Nhiều công nghệ hiện tại và tương lai
đòi hỏi các hợp kim có thể chịu được nhiệt độ
cao mà không bị ăn mòn. Hiện nay, các nhà
nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Chalmers,
Thụy Điển, đã khơi mào cho một bước đột
phá lớn trong việc tìm hiểu cách hợp kim hoạt
động ở nhiệt độ cao, chỉ ra cách cải thiện
đáng kể trong nhiều công nghệ.
Nhiều công nghệ hiện tại và tương lai
đòi hỏi các hợp kim có thể chịu được nhiệt độ
cao mà không bị ăn mòn. Hiện nay, các nhà
nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Chalmers,
Thụy Điển, đã khơi mào cho một bước đột
phá lớn trong việc tìm hiểu cách hợp kim hoạt
động ở nhiệt độ cao, chỉ ra cách cải thiện
đáng kể trong nhiều công nghệ.
Phát triển các hợp kim có thể chịu được
nhiệt độ cao mà không bị ăn mòn là một thách
thức quan trọng đối với nhiều lĩnh vực, chẳng
hạn như công nghệ năng lượng tái tạo và bền
vững như năng lượng mặt trời tập trung và các
tế bào nhiên liệu oxit rắn, cũng như hàng
không, chế biến nguyên liệu và hóa dầu.
Ở nhiệt độ cao, các hợp kim có thể
phản ứng dữ dội với môi trường xung quanh,
nhanh chóng khiến các vật liệu này bị ăn
mòn. Để ngăn quá trình ăn mòn, tất cả các
hợp kim nhiệt độ cao được phủ lớp oxit bảo
vệ, thường là oxit nhôm hoặc oxit crom. Lớp
oxit này đóng một vai trò quyết định trong
việc ngăn chặn các kim loại khỏi bị ăn mòn.
Do đó, nghiên cứu về ăn mòn ở nhiệt độ cao
rất tập trung vào các lớp vảy oxit này - chúng
được hình thành như thế nào, chúng hoạt
động như thế nào ở nhiệt độ cao và tại sao
chúng bị phá vỡ.
Nghiên cứu này trả lời hai vấn đề cơ
bản trong lĩnh vực vật liệu này. Vấn đề đầu
tiên liên quan đến một loại phụ gia được gọi
là 'nguyên tố phản ứng' - thường là yttrium và
zirconi - được tìm thấy trong tất cả các hợp
kim có nhiệt độ cao. Vấn đề thứ hai là về vai
trò của hơi nước.
Nooshin Mortazavi là tác giả đầu tiên
của nghiên cứu cho biết: “Việc thêm các
nguyên tố phản ứng vào hợp kim giúp cải
thiện tính chất của chúng - nhưng không ai có
thể cung cấp bằng chứng thực nghiệm mạnh
mẽ vì sao lại có thể cải thiện tính chất. Tương
tự như vậy, vai trò của nước, luôn luôn hiện
diện trong môi trường nhiệt độ cao, dưới
dạng hơi nước, không được hiểu rõ. Bài báo
cáo của chúng tôi sẽ giúp giải quyết những bí
ẩn này”.
Trong bài báo cáo này, các nhà nghiên
cứu Chalmers cho thấy hai yếu tố này được
liên kết như thế nào. Họ chứng minh làm thế
nào các yếu tố phản ứng trong hợp kim thúc
đẩy sự phát triển của lớp vẩy oxit nhôm. Sự
hiện diện của các hạt phần tử phản ứng này
làm cho lớp oxit phát triển vào bên trong, chứ
không phải ở bên ngoài, do đó tạo thuận lợi
cho sự di chuyển của nước ở ngoài môi
trường, về phía chất nền hợp kim. Các yếu tố
phản ứng và nước kết hợp để tạo ra một lớp
tinh thể nano, oxit phát triển nhanh.
“Bài báo này thách thức một số “chân
lý” được chấp nhận trong khoa học về ăn
mòn ở nhiệt độ cao và mở ra những con
đường mới của nghiên cứu và phát triển hợp
kim mới”, Lars Gunnar Johansson, Giáo sư
Hóa học vô cơ tại Chalmers và đồng tác giả
của bài báo.
“Mọi người trong ngành đã chờ đợi
phát hiện này. Đây là một sự thay đổi mô hình
trong lĩnh vực oxy hóa ở nhiệt độ cao”,
Nooshin Mortazavi nói. "Chúng tôi hiện đang
thiết lập các nguyên tắc mới để hiểu các cơ
Ảnh: Đây là một người giữ mẫu bên trong kính hiển vi chùm ion hội tụ (a focus ion beam-FIB)
được sử dụng để tạo các lá mỏng cho các nghiên cứu kính hiển vi điện tử (Transmission electron
microscopy-TEM).
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 36/74
chế suy thoái trong lớp vật liệu này ở nhiệt độ
rất cao".
Xa hơn các khám phá này, các nhà
nghiên cứu Chalmers đề xuất một phương
pháp thực tế để tạo ra nhiều hợp kim kháng.
Họ chứng minh rằng kích thước của các hạt
phần tử phản ứng thực sự rất quan trong. Trên
một kích thước nhất định, các hạt phần tử
phản ứng gây ra các vết nứt ở các vảy ôxít,
tạo ra những tuyến đường dễ dàng cho các
khí ăn mòn phản ứng với chất nền hợp kim,
gây ăn mòn nhanh chóng. Điều này có nghĩa
là một lớp vảy oxit tốt hơn, bảo vệ hơn có thể
hình thành bằng cách kiểm soát sự phân bố
kích thước của các hạt phần tử phản ứng
trong hợp kim.
Nghiên cứu đột phá này từ Đại học
Công nghệ Chalmers đã chỉ ra cách để các
hợp kim bền hơn, an toàn hơn, bền hơn trong
tương lai.
Thông tin thêm: Tiềm năng của đột
phá nghiên cứu này
Hợp kim nhiệt độ cao được sử dụng
trong nhiều lĩnh vực khác nhau, và rất cần thiết
cho nhiều công nghệ hỗ trợ nền văn minh của
con người. Chúng rất quan trọng cho cả công
nghệ năng lượng tái tạo mới và truyền thống,
như điện “xanh” từ sinh khối, khí hóa sinh
khối, năng lượng sinh học với thu giữ và lưu
giữ cacbon (io-energy with carbon capture and
storage - BECCS), năng lượng mặt trời tập
trung và các tế bào nhiên liệu ôxít rắn. Chúng
cũng rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực công
nghệ quan trọng khác như động cơ phản lực,
hóa dầu và xử lý vật liệu.
Tất cả các ngành công nghiệp và công
nghệ này hoàn toàn phụ thuộc vào các vật
liệu có thể chịu được nhiệt độ cao - 600 độ C
và hơn thế nữa - mà không bị thất bại do ăn
mòn. Nhu cầu về vật liệu có khả năng chịu
nhiệt được cải thiện, cả về phát triển các công
nghệ nhiệt độ cao mới, và để nâng cao hiệu
quả quy trình của các công nghệ hiện có.
Ví dụ, nếu các cánh tuabin trong động
cơ phản lực của máy bay có thể chịu được
nhiệt độ cao hơn, động cơ có thể hoạt động
hiệu quả hơn, dẫn đến tiết kiệm nhiên liệu
cho ngành hàng không. Hoặc, nếu bạn có thể
sản xuất các đường ống hơi có tính năng chịu
nhiệt độ cao tốt hơn, các nhà máy điện sinh
khối có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn cho
mỗi kg nhiên liệu.
Ăn mòn là một trong những trở ngại
chính cho sự phát triển vật liệu trong các lĩnh
vực này. Nghiên cứu của các nhà khoa học
Chalmers cung cấp các công cụ mới cho các
nhà nghiên cứu và ngành công nghiệp để phát
triển các hợp kim chịu được nhiệt độ cao hơn
mà không bị ăn mòn nhanh chóng.
Theo vista.gov.vn, 15/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Vật liệu xốp bọt “lai” kết hợp sức mạnh của gỗ và kim loại
Vào năm 2014, các nhà khoa học từ
Viện nghiên cứu gỗ Fraunhofer (Đức) đã phát
triển loại xốp làm từ gỗ thân thiện với môi
trường và có thể được sử dụng làm vật liệu
cách nhiệt. Bây giờ, họ quyết định kết hợp vật
liệu này với kim loại để tạo ra một loại vật liệu
lai, hỗn hợp có nhiều ứng dụng tiềm năng hơn.
Vật liệu bọt xốp ban đầu được sản xuất
bằng cách nghiền mịn cho đến khi các hạt gỗ
nhỏ xíu trở thành một khối dẻo. Tiếp đến, họ
trộn thêm khí vào khối dẻo để tạo thành xốp
bọt, sau đó sẽ cứng lại. Quá trình đông cứng
là nhờ sự hỗ trợ của các chất tự nhiên chứa
gỗ. Gỗ được sử dụng có thể là gỗ thải từ
ngành lâm nghiệp.
Sản phẩm hoàn thiện có dạng tấm ván
cứng hoặc tấm lót linh hoạt thân thiện với
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 37/74
môi trường được cho là phù hợp để sử dụng
làm vật liệu cách nhiệt hơn so với sản phẩm
bọt xốp làm từ dầu mỏ thông thường và
không ổn định hình dạng theo thời gian như
các vật liệu thay thế.
Để tạo ra loại bọt xốp mới làm từ hỗn
hợp gỗ và kim loại, nhóm nghiên cứu do Tiến
sĩ Frauke Bunzel dẫn đầu đã tạo ra "bọt xốp"
bằng kim loại có chứa các khoang trống
thông qua quá trình đổ khuôn (đúc). Sau khi
thêm vào bọt sợi gỗ vào, bọt xốp liên tục
được xử lý bằng các loại máy móc, những
rung động trong quá trình này làm cho bọt sợi
gỗ lúc này đang ở dạng nhớt chảy xuống và
lấp đầy tất cả các khoang trống. Sau đó, nó
được để khô.
Vật liệu mới được đặt tên là HoMe
(một từ viết tắt của Đức, chỉ loại vật liệu gỗ
kim loại), là hỗn hợp tuy trọng lượng nhẹ
nhưng vẫn cung cấp đầy đủ các tính chất cách
nhiệt và cách âm của thường thấy ở vật liệu
bọt xốp gỗ, nhưng độ bền uốn cao hơn nhiều
so với bọt xốp gỗ hoặc bọt biển kim loại khi
đứng một mình. Đặc tính này cho phép nó
cung cấp hỗ trợ cấu trúc vật liệu. Ngoài ra,
vật liệu còn có tính dẫn điện.
Người ta hy vọng rằng bọt HoMe được
thiết kế để có thể được kẹp giữa, bên trong
các loại vật liệu hiện đang được sử dụng hoặc
được sử dụng dưới dạng các tấm độc lập, với
các ứng dụng được đề xuất bao gồm sử dụng
làm thảm âm thanh trong khoang động cơ xe
ô tô, hoặc làm tấm thảm trải sàn xe. Các nhà
khoa học hiện đang tiến hành các thao tác
nhằm cải thiện, trau chuôt hơn quá trình sản
xuất bọt gỗ và kết hợp với bọt biển kim loại,
hướng tới sản xuất vật liệu ở quy mô thương
mại trong thời gian sớm nhất.
Theo vista.gov.vn, 09/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Chế tạo vật liệu tự sửa bằng cacbon trong không khí
Các kỹ sư hóa học tại Viện Công nghệ
Massachusetts (MIT) và Đại học California
đã thiết kế được loại vật liệu với khả năng
phản ứng với CO2 từ không khí để phát triển,
tăng cường và thậm chí tự sửa chữa. Vật liệu
polyme trong tương lai có thể được dùng làm
vật liệu xây dựng hoặc lớp phủ bảo vệ, liên
tục biến đổi khí nhà kính thành vật liệu
cacbon để tăng khả năng tự gia cố.
Phiên bản vật liệu mới là chất giống
gel tổng hợp, thực hiện một quy trình hóa học
tương tự như cách thực vật kết hợp CO2 từ
không khí vào trong các mô đang phát triển
của chúng. Ví dụ, vật liệu có thể được chế tạo
thành các tấm chất nền nhẹ để vận chuyển
đến công trường xây dựng, nơi chúng được
làm cứng lại chỉ nhờ tiếp xúc với không khí
và ánh nắng mặt trời, qua đó, tiết kiệm năng
lượng và chi phí vận chuyển.
"Đây là một khái niệm hoàn toàn mới
trong khoa học vật liệu", GS. Michael Strano,
trưởng nhóm nghiên cứu nói. "Những gì chúng
ta gọi là vật liệu cố định cacbon không tồn tại
cho đến ngày nay" bên ngoài lĩnh vực sinh
học, mô tả các vật liệu có thể biến đổi CO2
trong môi trường không khí xung quanh thành
dạng rắn, ổn định mà chỉ sử dụng sức mạnh
của ánh năng mặt trời giống như thực vật.
Việc phát triển vật liệu tổng hợp không
chỉ tránh sử dụng nhiên liệu hóa thạch cho
quá trình sản xuất, mà thực sự tiêu thụ CO2
từ không khí, mang lại lợi ích rõ ràng cho môi
trường và khí hậu. GS. Strano cho rằng: "Hãy
tưởng tượng một vật liệu tổng hợp có thể phát
triển như cây, lấy cacbon từ CO2 và kết hợp
nó vào khung của vật liệu".
Trong các thí nghiệm ban đầu, vật liệu
đã sử dụng một thành phần sinh học được gọi
là lục lạp, thành phần khai thác ánh sáng
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 38/74
trong các tế bào thực vật mà các nhà nghiên
cứu thu được từ lá rau bina. Lục lạp không
còn tồn tại nhưng xúc tác phản ứng của CO2
thành glucose. Lục lạp được tách rời, rất bất
ổn định, nghĩa là chúng có xu hướng ngừng
hoạt động một vài giờ sau khi được tách khỏi
cây. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã
chứng minh những phương pháp làm tăng
mạnh tuổi thọ xúc tác của lục lạp chiết xuất.
Lục lạp đang được thay thế bởi các chất xúc
tác không có nguồn gốc sinh học.
Vật liệu được sử dụng, là chất nền
dạng gel bao gồm polyme được tạo ra từ
aminoopropyl methacrylamide (APMA),
glucose, một loại enzyme có tên là glucose
oxidase và lục lạp, trở nên mạnh hơn khi nó
kết hợp cacbon. Vật liệu vẫn chưa đủ mạnh
để được sử dụng làm vật liệu xây dựng, dù nó
có thể hoạt động như vật liệu phủ hoặc làm
đầy vết nứt.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu
những phương pháp sản xuất vật liệu này và
hiện đang tập trung tối ưu hóa các tính chất
của vật liệu. Các ứng dụng thương mại của
vật liệu như làm lớp phủ tự sửa chữa và làm
đầy vết nứt có thể được hiện thực hóa trong
tương lai gần. Ưu điểm chính của vật liệu mới
là chúng sẽ tự sửa chữa khi tiếp xúc với ánh
nắng mặt trời hoặc một số loại ánh sáng trong
nhà. Nếu bề mặt bị trầy xước hoặc nứt, khu
vực bị ảnh hưởng sẽ tự phát triển để lấp đầy
khoảng trống và sửa chữa sự cố mà không
cần tác động nào bên ngoài.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố
trên tạp chí Advanced Materials.
Theo vista.gov.vn, 18/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Vật liệu mới, quy trình sản xuất sử dụng nhiệt của mặt trời cho điện tái tạo rẻ hơn
Năng lượng mặt trời chiếm ít hơn 2%
điện của Hoa Kỳ nhưng có thể bù đắp nhiều
hơn thế nếu chi phí sản xuất điện và lưu trữ
năng lượng để sử dụng vào những ngày nhiều
mây và ban đêm. Nhóm nghiên cứu ở Đại học
Purdue đã phát triển quy trình sản xuất và vật
liệu mới để tạo ra cách để sử dụng năng
lượng mặt trời như năng lượng nhiệt, hiệu quả
hơn trong việc tạo ra điện. Sự đổi mới là bước
quan trọng trong việc tạo ra năng lượng mặt
trời từ nhiệt điện đến cạnh tranh trực tiếp với
nhiên liệu hóa thạch, tạo ra hơn 60% điện
năng ở Hoa Kỳ.
Kenneth Sandhage-Giáo sư Reilly của
trường Đại học Purdue, cho biết: “Việc tích
trữ năng lượng mặt trời vì nhiệt có thể rẻ hơn
so với lưu trữ năng lượng qua pin, vì vậy
bước tiếp theo là giảm chi phí phát điện từ
sức nóng của mặt trời với lợi ích của khí thải
nhà kính”. Năng lượng mặt trời không chỉ tạo
ra điện thông qua các tấm ở trang trại hoặc
trên nóc nhà. Một lựa chọn khác là nhà máy
điện tập trung chạy bằng năng lượng nhiệt.
Những nhà máy điện mặt trời tập trung
chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện
bằng cách sử dụng gương hoặc thấu kính để
tập trung nhiều ánh sáng vào một khu vực
nhỏ, tạo ra nhiệt được chuyển đến muối nóng.
Nhiệt từ muối nóng sau đó được chuyển
thành chất lỏng "hoạt động", khí carbon
dioxide siêu tới hạn, mở rộng và hoạt động
quay tuabin để tạo ra điện. Để làm cho năng
lượng mặt trời chạy bằng điện rẻ hơn, động
cơ tuabin sẽ cần phải tạo ra nhiều điện hơn
cho cùng một lượng nhiệt, có nghĩa là động
cơ cần phải chạy nóng hơn. Vấn đề là bộ trao
đổi nhiệt, truyền nhiệt từ muối nóng đến chất
lỏng hoạt động, hiện được làm bằng hợp kim
gốc thép không gỉ hoặc nickel, quá mềm ở
nhiệt độ cao hơn mong muốn và ở áp suất cao
của carbon dioxide siêu tới hạn.
Lấy cảm hứng từ vật liệu mà nhóm
nghiên cứu đã kết hợp trước đây để tạo ra vật
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 39/74
liệu "composite" có thể xử lý nhiệt và áp suất
cao. Hai vật liệu cho thấy sự hứa hẹn tạo ra
một hỗn hợp: Các zirconium gốm carbide và
vonfram kim loại. Các nhà khoa học đã tạo ra
những tấm kim loại gốm. Các tấm này lưu trữ
những kênh tùy biến để điều chỉnh sự trao đổi
nhiệt. Các thử nghiệm cơ học của nhóm
nghiên cứu Edgar Lara-Curzio tại Phòng thí
nghiệm quốc gia Oak Ridge và thử nghiệm ăn
mòn của nhóm Mark Anderson tại Wisconsin-
Madison đã giúp cho thấy vật liệu composite
mới này có thể được thiết kế để chịu được
nhiệt độ cao hơn, áp lực cao. Điện hiệu quả
hơn so với bộ trao đổi nhiệt ngày nay.
Một phân tích kinh tế của nhóm
Georgia Tech và các nhà nghiên cứu ở Purdue
cũng cho thấy việc sản xuất quy mô của các
bộ trao đổi nhiệt này có thể được thực hiện
với chi phí tương đương hoặc thấp hơn so với
các sản phẩm thép không gỉ hoặc hợp kim
niken. Sandhage nói: “Với sự phát triển liên
tục, công nghệ này sẽ cho phép sự xâm nhập
quy mô lớn năng lượng mặt trời tái tạo vào
lưới điện. Điều này có nghĩa là giảm đáng kể
khí thải carbon dioxide do con người tạo ra
từ sản xuất điện”.
Theo vista.gov.vn, 24/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Chế tạo màng polyme điện tử “xanh” mới bằng dây nano protein
Một nhóm các nhà nghiên cứu tại
trường Đại học Massachusetts Amherst đã
sản xuất được loại vật liệu điện tử mới hứa
hẹn mở ra tương lai xanh, bền vững hơn cho
lĩnh vực cảm biến môi trường và sinh học.
Nghiên cứu mới nêu rõ việc kết hợp dây nano
protein với polyme để tạo ra vật liệu
composite điện tử dẻo có khả năng duy trì
tính chất dẫn điện và cảm biến độc đáo của
dây nano protein. Kết quả nghiên cứu đã
được công bố trên tạp chí Small.
Dây nano protein có nhiều ưu điểm
hơn dây nano silic và các ống nano cacbon về
khả năng tương thích sinh học, mức độ ổn
định và tiềm năng thay đổi để cảm biến nhiều
loại phân tử sinh học và hóa chất có lợi cho y
học hoặc môi trường. Tuy nhiên, các ứng
dụng cảm biến này đòi hỏi phải kết hợp dây
nano protein vào chất nền dẻo phù hợp cho
sản xuất các thiết bị cảm biến mang theo
người hoặc các loại thiết bị điện tử khác.
Derek Lovley, nhà vi sinh vật học và là
trưởng nhóm nghiên cứu giải thích: "Chúng
tôi đã nghiên cứu chức năng sinh học của dây
nano protein trong hơn một thập kỷ qua,
nhưng chỉ đến giờ, chúng tôi mới tìm ra cách
sử dụng chúng để chế tạo các thiết bị điện tử
thực tế". Nghiên cứu sinh tiến sĩ Yun-Lu Sun
tại trường Đại học Texas đã phát hiện ra các
điều kiện thích hợp để kết hợp dây nano
protein với polyme không dẫn điện nhằm tạo
ra vật liệu composite dẫn điện. Dây nano
được chế tạo từ protein, đã được chứng minh
có độ bền cao và dễ xử lý thành vật liệu mới.
Ông Lovley cho biết thêm: “Một ưu
điểm nữa là dây nano protein thực sự là vật
liệu bền vững và “xanh”. Chúng tôi có thể
sản xuất hàng loạt dây nano protein bằng vi
khuẩn ăn nguyên liệu tái tạo. Hoạt động sản
xuất vật liệu dây nano truyền thống cần đầu
vào năng lượng cao và một số hóa chất có
mùi thực sự khó chịu. Tuy nhiên, dây nano
protein mỏng hơn dây silic và còn ổn định
trong nước, rất quan trọng cho các ứng dụng
y sinh học như phát hiện các chất chuyển hóa
trong mồ hôi". Ngoài ra, dây nano protein
điện tử này có sự tương đồng đáng ngạc nhiên
với sợi polyme và nhóm nghiên cứu đang cố
gắng tìm cách kết hợp chúng theo cách hiệu
quả nhất.
Trong nghiên cứu, dây nano protein đã
tạo thành một mạng lưới điện khi được đưa
vào rượu polyvinyl polyme. Vật liệu có thể
được xử lý để chịu được các điều kiện khắc
nghiệt như nhiệt hoặc độ pH như tính axít cao
có thể làm hỏng vật liệu composite từ protein,
và vẫn tiếp tục hoạt động tốt.
Tính chất dẫn điện của các dây nano
protein được gắn vào trong polyme đã làm
thay đổi đáng kể khả năng phản ứng với độ
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 40/74
pH. Ông Lovley giải thích: “Đây là thông số
y sinh quan trọng chẩn đoán một số bệnh
nặng trong y học. Chúng tôi cũng có thể biến
đổi di truyền cấu trúc của các dây nano
protein theo cách mà chúng ta mong đợi, sẽ
cho phép phát hiện nhiều loại phân tử khác
có ý nghĩa trong y sinh".
Dây nano protein dẫn điện là sản phẩm
tự nhiên của vi sinh vật Geobacter được phát
hiện trong bùn của sông Potomac bởi nhà
nghiên cứu Lovley cách đây hơn 30 năm.
Geobacter sử dụng dây nano protein để tạo ra
các kết nối điện với các vi sinh vật hoặc khoáng
chất khác. Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ
mở rộng quy mô sản xuất chất nền polyme dây
nano. Ngoài ra, các nhà khoa học cũng đã xin
cấp sáng chế cho ý tưởng về polyme dẫn điện
được làm từ dây nano protein.
Theo vista.gov.vn, 26/10/2018
Trở về đầu trang
**************
CÔNG NGHỆ SINH HỌC Đột phá công nghệ cao trong chất chống nọc độc do rắn cắn
Chất kháng nọc độc thử nghiệm đã
được phát triển để chống lại các độc tố từ loài
rắn độc nhất trên thế giới, đó rắn độc đen
châu Phi. Các thí nghiệm được thực hiện với
sự cộng tác giữa trường Đại học Kỹ thuật Đan
Mạch, Viện nghiên cứu Clodomiro Picado và
Công ty Công nghệ sinh học IONTAS (Anh).
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp
chí Nature Communications.
PGS. Andreas Hougaard Laustsen,
đồng tác giả nghiên cứu, cho rằng những phát
hiện này có thể dẫn đến sự thay đổi mô hình
trong điều trị rắn cắn. Ông cho rằng: “Bước
nhảy vọt trong các thí nghiệm là chúng tôi đã
sử dụng một phương pháp công nghệ sinh học
để tìm hiểu và sau đó, truyền các kháng thể
của con người trong phòng thí nghiệm để cho
phép sử dụng trong điều trị vết cắn của rắn
độc đen châu Phi trong thí nghiệm. Phương
pháp mà chúng tôi sử dụng, có thể phát hiện
ra các kháng thể ở người trong phòng thí
nghiệm bằng cách kích thích hệ miễn dịch
của con người, do đó, chúng tôi có thể tránh
tiêm nọc độc rắn cho bệnh nhân để tăng các
kháng thể”.
Các kháng thể cho chất kháng nọc độc
rắn đen châu Phi thử nghiệm được phát hiện
bằng một bộ kháng thể chứa các gen kháng
thể của người được tách từ các tế bào bạch
cầu trong máu hiến tặng. Những gen này
được đưa vào trong các hạt virus biến đổi gen
có thể biểu hiện kháng thể của người như
mong đợi trên bề mặt của chúng. Sau đó, các
hạt virus được sử dụng để sàng lọc và tìm
kiếm các kháng thể của người có khả năng
liên kết với các độc tố của rắn độc đen châu
Phi. Sau khi xác định chính xác các kháng
thể, các gen kháng thể được đưa vào trong
các tế bào của động vật có vú hoạt động như
các “nhà máy tế bào” với khối lượng lớn
kháng thể đơn dòng.
Các kháng thể đó sẽ được dùng trong
môi trường công nghiệp để sản xuất trong các
bể lên men rộng trên quy mô lớn, tương tự
như hoạt động sản xuất insulin ngày nay.
Insulin được phát triển theo cách tương tự vào
đầu thập niên 90, khi hoạt động sản xuất bắt
đầu từ insulin dựa vào lợn đến insulin hoàn
toàn ở con người được tạo ra bằng cách công
nghệ ADN tái tổ hợp.
Theo PGS. Andreas Hougaard
Laustsen, vẫn phải mất nhiều năm trước khi
hoạt động sản xuất chất kháng nọc độc dựa
vào kháng thể của người sẵn sàng vượt ra
khỏi quy mô phòng thí nghiệm.
"Chúng tôi đã chứng tỏ khả năng tạo
ra chất kháng nọc độc thử nghiệm chống lại
độc tố từ loài rắn đen châu Phi. Trước khi
thử nghiệm lâm sàng về chất kháng nọc độc
trên người trở nên có ý nghĩa, thì cần phát
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 41/74
triển thêm kháng thể cho chất kháng nọc độc
để mở rộng khả năng chống lại một số loại
nọc độc rắn", PGS. Andreas Hougaard
Laustsen nói.
Do đó, các nhà khoa học đang nghiên
cứu để phát triển chất kháng nọc độc chống
một số loại rắn. Nếu nghiên cứu thành công,
các bác sĩ có thể sử dụng chất kháng nọc độc
trong nhiều trường hợp rắn cắn, trong đó có
các loài rắn chưa được biết. Chất kháng nọc
độc có thể cứu sống nhiều người, không chỉ
người dân châu Phi, mà trên khắp thế giới.
Hơn 100.000 người chết mỗi năm do
rắn cắn và nhiều người khác bị tàn tật. Do hầu
hết các sự vụ rắn cắn xảy ra tại các khu vực
nghèo khó trên thế giới, nên đây không phải
là lĩnh vực chính được các công ty dược
phẩm quan tâm. Để thu hút sự chú ý và nhiều
kinh phí hơn cho lĩnh vực này, Tổ chức Y tế
thế giới (WHO) năm 2017 đã bổ sung thương
tích rắn cắn vào danh sách các bệnh nhiệt đới
bị bỏ quên.
Theo vista.gov.vn, 12/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Enzim nhân tạo có khả năng chuyển đổi năng lượng mặt trời thành khí hydro
Trong một bài báo mới được công bố
trên tạp chí Energy and Environmental
Science, một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc
trường Đại học Uppsala, Thụy Điển đã giới
thiệu một phương pháp hoàn toàn mới cho
phép tổng hợp enzim nhân tạo có khả năng
thực hiện chức năng chuyển hóa tế bào sống.
Những enzim này có khả năng sử dụng năng
lượng của tế bào để tạo ra khí hydro từ năng
lượng mặt trời. Giảng viên cao cấp Gustav
Berggren và Giáo sư Peter Lindblad là hai
người đứng đầu nghiên cứu này.
Theo các nhà nghiên cứu, khí hydro từ
lâu đã được ghi nhận là một nguồn năng lượng
cơ bản đầy hứa hẹn với vai trò “chuyên chở”
năng lượng (energy carrier) và có thể trở thành
một nguồn năng lượng tái tạo xanh và vô hạn.
Tuy nhiên, quá trình sản xuất khí này vẫn phụ
thuộc vào nguồn nguyên liệu hóa thạch. Khí
hydro tái tạo có thể được chiết xuất bằng kỹ
thuật tách nước thành khí oxy và khí hydro ở
thực vật, nhưng những hệ thống này vẫn còn
bộc lộ rất nhiều điểm hạn chế.
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học
đã mô tả cách thức các enzim nhân tạo
chuyển đổi năng lượng mặt trời thành khí
hydro. Phương pháp hoàn toàn mới được phát
triển tại trường Đại học trong vài năm qua,
dựa trên sử dụng các vi khuẩn quang hợp với
các enzim được chèn đoạn gen, kết hợp với
các hợp chất tổng hợp được tạo ra trong
phòng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu đã kết
hợp công nghệ sinh học tổng hợp với hóa học
tổng hợp để thiết kế và tạo ra enzim nhân tạo
tùy chỉnh bên trong cơ thể các sinh vật sống.
"Hiện tại, phương pháp mới của chúng
tôi có thể được áp dụng để sản xuất các
enzim sử dụng năng lượng riêng của tế bào
để tạo ra khí hydro", TS. Adam Wegelius,
Khoa Hóa học - Phòng thí nghiệm Ångström,
Đại học Uppsala cho biết.
“Chúng tôi đã phát triển và tinh chế
một công cụ có chức năng thu thập ánh sáng
mặt trời thông qua quá trình quang hợp. Và
bằng cách đưa enzim nhân tạo vào vi khuẩn
quang hợp, chúng ta có thể trực tiếp hưởng
lợi từ quá trình hiệu quả này, cụ thể là tạo ra
khí hydro từ năng lượng mặt trời. Công trình
mới cũng cho phép chúng tôi vượt qua các
giải pháp quang hợp tự nhiên, trong việc phát
triển các enzim nhân tạo", Berggren cho biết.
Theo vista.gov.vn, 16/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 42/74
Đột phá trong sản xuất nhiên liệu ethanol sinh học làm giảm nhu cầu về nước ngọt
Trong cuộc chiến chống nóng lên toàn
cầu, ethanol sinh học được xem là nhiên liệu
thay xăng dầu thân thiện với khí hậu và nhiên
liệu này được chính phủ nhiều nước khuyến
khích sử dụng. Nhưng hoạt động sản xuất nhiên
liệu cần sử dụng khối lượng lớn nước ngọt,
nguồn tài nguyên quý giá ở nhiều nơi trên thế
giới. Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại trường
Đại học Huddersfield đã chứng minh có thể
thay thế bằng hệ thống sử dụng nước biển.
Nghiên cứu mô tả chủng nấm men ở
biển có thể được sử dụng cùng với nước biển
và chất nền như molat cho quá trình lên men
sản xuất ethanol sinh học. Các phương pháp
hiện nay tiêu thụ hơn 1.000 lít nước ngọt mới
tạo ra được 1 lít nhiên liệu.
"Nghiên cứu này là bước đầu tiên
hướng tới giảm mạnh tình trạng sử dụng
nhiều nước trong ngành công nghiệp sản xuất
ethanol sinh học", TS. Chenyu Du, đồng tác
giả nghiên cứu nói.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh
"nước biển có thể thay thế nước ngọt trong
sản xuất ethanol sinh học mà không gây ảnh
hưởng đến hiệu suất" và "nấm men biển là
ứng cử viên tiềm năng được sử dụng trong
ngành công nghiệp ethanol sinh học, đặc biệt
là khi sử dụng nước biển hoặc môi trường lên
men có hàm lượng muối cao".
Báo cáo nghiên cứu mô tả quá trình
tìm kiếm nấm men biển phù hợp nhất với quy
trình sản xuất ethanol sinh học. Kết quả cho
thấy một chủng nấm men biển mới có tên
Saccharomyces cerevisiae AZ65 mang lại
hiệu quả cao nhất.
TS. Du cho rằng: "Mục đích chính của
quá trình lên men nước biển là đưa vào sử
dụng nguồn nước và sinh khối thay thế cho
công nghệ sinh học công nghiệp để giảm áp
lực sử dụng nước ngọt và đất canh tác, cho
phép dành các nguồn tài nguyên này để sản
xuất thực phẩm và thức ăn gia súc và giảm
chi phí sản xuất".
Theo TS. Du, bước tiếp theo là triển
khai sử dụng một chất ở biển như rong biển
để thay thế cho các nguyên liệu như ngô hoặc
cây mía trong quá trình tinh luyện sinh học.
Như vậy có thể sản xuất ethanol sinh học
hoàn toàn từ môi trường biển. Nghiên cứu đã
được công bố trên tạp chí Current Opinion in
Green and Sustainable Chemistry.
Theo vista.gov.vn, 15/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Khám phá một enzyme quan trọng ở Amazon để sản xuất ethanol thế hệ thứ hai
Protein được mã hóa bởi gen tìm thấy trong các
vi sinh vật sống ở hồ Amazon có thể thúc đẩy hoạt động của enzyme cần thiết cho quá trình
đừng hoá bã mía, một phần quan trọng trong quá trình sản xuất ethanol thế hệ hai (ảnh: Amazon
beta-glucosidase / Mario Tyago Murakami)
Nhờ phát hiện ra một loại enzyme mới,
việc sản xuất ethanol thế hệ thứ hai hoặc
ethanol xenlulô ở Brazil, thu được từ rơm
mía, có thể tăng 50%.
Để chiết xuất ethanol từ các dư lượng
mía, cần sử dụng một loại cocktail có khả
năng cho phép quá trình đường hóa, nhờ đó
các loại đường phức (polysaccharides) bị
phân hủy thành các loại đường đơn. Việc phát
hiện ra một loại enzyme mới ở Amazon (ở hồ
Poraquê) có thể tăng tốc đáng kể và cải thiện
quá trình này. Bị cô lập, enzyme được tìm
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 43/74
thấy là tương thích với hai giai đoạn thiết yếu
của sản xuất ethanol thế hệ thứ hai: lên men
và đường hóa. Việc hoàn thành đồng thời hai
bước này mang lại triển vọng tiết kiệm chi
phí lớn cho ngành công nghiệp ethanol, vì
phản ứng có thể xảy ra trong một lò phản ứng
đơn và tiết kiệm các thuốc thử.
Nghiên cứu dược tiến hành bởi các nhà
nghiên cứu từ Trung tâm Quốc gia Nghiên
cứu Năng lượng và vật liệu (CNPEM),
Petrobras, Đại học São Paulo (USP) và Đại
học Liên bang São Carlos (UFSCar), và được
hỗ trợ bởi các FAPESP
Theo vista.gov.vn, 24/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Cách tận dụng vi khuẩn để tạo ra năng lượng
Một công nghệ mới được phát triển tại
Viện Technion cho phép thu năng lượng từ vi
khuẩn quang hợp: vi khuẩn lam. Trong suốt
quá trình tiến hóa của chúng, những vi khuẩn
này đã phát triển các cơ chế quang hợp cho
phép chúng tạo ra năng lượng từ ánh sáng
mặt trời. Ngoài ra, chúng cũng có thể tạo ra
năng lượng trong bóng tối qua các cơ chế hô
hấp phụ thuộc vào sự xuống cấp của đường.
Vi khuẩn quang hợp rất quan trọng đối
với môi trường của chúng ta bởi vì chúng là
một nguồn oxy trong khí quyển và là nguồn
chủ yếu của chất hữu cơ, là liên kết đầu tiên
trong chuỗi thức ăn. Bằng cách sử dụng "ăng-
ten năng lượng mặt trời tự nhiên", chúng hấp
thụ một loạt các bước sóng và cường độ ánh
sáng mặt trời, sử dụng hiệu quả nguồn năng
lượng vô tận này. Năng lượng được chuyển
đến các trung tâm phản ứng hóa học, nơi
nước bị phân hủy trong khi giải phóng một
dòng proton sau đó được sử dụng để tạo ra
năng lượng hóa học.
Các quá trình tạo ra năng lượng được
phát triển bởi vi khuẩn cyanobacteria trong
suốt quá trình tiến hóa của chúng, điều đặc
biệt thú vị là vì chúng thực hiện chức năng
của chúng mà không gây ô nhiễm. Vì lý do
này, đã có sự quan tâm ngày càng tăng trong
những năm gần đây để tạo ra năng lượng và
hydro từ những vi khuẩn này.
Một nghiên cứu được thực hiện bởi ba
giáo sư của Technion, GS. Hóa học Noam
Adir, GS.sinh học Gadi Schuster GS. khoa
học và kỹ thuật vật liệu Avner Rothschild.
Điều này đã mang lại hy vọng cho một hệ
thống sản xuất năng lượng khai thác cả quá
trình quang hợp và hô hấp, cho phép thu hồi
năng lượng trong ngày (thông qua quang hợp)
và trong đêm (thông qua hô hấp). Năng lượng
thu hoạch được sử dụng để sản xuất điện, sau
đó được sử dụng để sản xuất khí hydro - một
nhiên liệu của tương lai (các loại xe hydro chỉ
phát thải ra nước, mà không có chất gây ô
nhiễm khác).
Hệ thống này dựa trên việc tạo ra một
quang phổ rất ổn định và cho phép sản xuất
liên tục hydro. Theo ba nhà nghiên cứu từ
Technion, hệ thống này cuối cùng có thể trở
thành một nguồn năng lượng sạch và thân
thiện với môi trường, sẽ không phát ra các
chất gây ô nhiễm trong quá trình sản xuất
hoặc sử dụng.
Theo vista.gov.vn, 26/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 44/74
Quy trình mới có thể giảm chi phí sản xuất nhựa
Các nhà khoa học đã chế tạo được loại
vật liệu lọc mới với khả năng giảm chi phí
môi trường của hoạt động sản xuất nhựa bằng
cách tách etylen tinh khiết ra khỏi etan.
Thông qua chiết xuất thành phần chính
trong dạng phổ biến nhất của nhựa từ hỗn hợp
hóa chất khác, nhóm nghiên cứu tin rằng quá
trình này tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các
phương pháp khác. Nghiên cứu chế tạo khung
kim loại-hữu cơ của Viện Nghiên cứu tiêu
chuẩn và công nghệ quốc gia đã được công
bố trên tạp chí Science.
Ngành công nghiệp nhựa và dầu khí
sản sinh khoảng 170 triệu tấn etylen trên toàn
thế giới mỗi năm từ hoạt động tách vật liệu ra
khỏi hỗn hợp với etan trong quá trình lọc dầu.
Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã
tìm kiếm một phương pháp thay thế cho quy
trình hiện nay tiêu thụ nhiều năng lượng để
làm mát dầu thô.
Các ngành công nghiệp muốn loại bỏ
etylen, phân tử cần để polyetylen tạo ra túi
đựng hàng và các loại túi thường ngày khác.
"Rất khó làm điều đó", TS. Wei Zhou, nhà
khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Neutron
NIST nói. "Hầu hết khung kim loại-hữu cơ
(MOF) đã được nghiên cứu để tách etylen mà
không phải là etan. Một vài loại MOF trong
số đó thậm chí đã được chứng minh đạt hiệu
quả tách tuyệt vời bằng cách hấp thụ có chọn
lọc etylen".
Theo các nhà khoa học, dưới kính hiển
vi, khung kim loại - hữu cơ trông giống một
tòa nhà chọc trời đang xây dở, bao gồm dầm
và không có tường. Bề mặt dầm chứa các
phân tử hydrocacbon nhất định, có khả năng
bám chắc. Hỗn hợp hai hydrocacbon được đổ
qua MOF, có thể tách một loại phân tử ra
khỏi hỗn hợp và cho phép các hydrocarbon
khác xuất hiện ở dạng tinh khiết.
Các nhà khoa học đã xây dựng hệ
thống của họ tại trường Đại học Texas ở San
Antonio và Đại học Công nghệ Thái Nguyên
ở Trung Quốc.
Vào năm 2012, các nhà nghiên cứu
khác tại NCNR đã phát hiện ra rằng một
khung kim loại hữu cơ đặc biệt được gọi là
MOF-74 đã tách nhiều loại hydrocacbon, bao
gồm etylen.
"Một vấn đề lớn trong ngành hóa học
là tìm cách phá vỡ liên kết chắc chắn giữa
cacbon và hydro", GS. Banglin Chen, trưởng
nhóm nghiên cứu cho biết. "Điều đó cho phép
bạn tạo ra nhiều vật liệu mới có giá trị.
Nghiên cứu trước đây đã chứng minh các hợp
chất chứa sắt peroxit có thể phá vỡ liên kết
đó".
Để phá vỡ liên kết trong phân tử
hydrocacbon, đầu tiên, hợp chất sẽ phải thu
hút phân tử. Bằng cách thay đổi thành của
khung MOF-74 để chứa đựng một cấu trúc
tương tự như hợp chất, phân tử được tách từ
hỗn hợp là etan.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng nhiễu xạ
neutron để phát hiện một phần của bề mặt
MOF thu hút etan và cho rằng cần cải tiến
hơn nữa quy trình này.
Theo vista.gov.vn, 31/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 45/74
Y DƯỢC Kỹ thuật tán xạ nơtron tạo ra các bản đồ 3-D trực tiếp đầu tiên của phân tử
nước trong quá trình dung hợp màng tế bào
Sự ra đời của bản đồ 3-D thể hiện sự
phân bố của các phân tử nước trong quá trình
dung hợp màng tế bào đang góp phần thúc
đẩy những nhận thức và hiểu biết khoa học về
sự phát triển của tế bào, từ đó, dẫn đến khả
năng phát triển các phương pháp điều trị mới
đối với các bệnh đòi hỏi kỹ thuật dung hợp tế
bào. Tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak
Ridge thuộc Bộ Năng lượng, các nhà nghiên
cứu đã áp dụng kỹ thuật nhiễu xạ nơtron để
thực hiện những quan sát trực tiếp đầu tiên về
các phân tử nước trong cấu trúc lớp lipid kép
được sử dụng để mô phỏng phản ứng dung
hợp màng tế bào.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí
Physical Chemistry Letters, cung cấp những
hiểu biết mới về các nhóm bệnh trong đó quá
trình dung hợp tế bào thông thường bị gián
đoạn, chẳng hạn như bệnh Albers-Schönberg
(là một bệnh rối loạn về hệ xương do sự biến
đổi lắng đọng canxi trong xương và là thể nhẹ
nhất của bệnh xương hóa đá -osteopetrosis),
tạo điều kiện cho việc phát triển các liệu pháp
tế bào dựa trên phương pháp dung hợp đối
với các bệnh thoái hóa, dẫn đến phương pháp
điều trị ngăn chặn sự hợp nhất tế bào giữa tế
bào ung thư và tế bào khỏe mạnh.
Khi hai tế bào kết hợp trong quá trình
thụ tinh, hay khi túi bọc màng hợp nhất trong
quá trình xâm nhập của vi rút, truyền tín hiệu
thần kinh, sự phát triển nhau thai và nhiều
chức năng sinh lý khác, các lớp màng kép có
tính bán thấm giữa các màng dung hợp cần
hợp nhất để trao đổi các thành phần bên
trong. Khi hai màng tiếp cận lẫn nhau, các lực
hydrat hóa tăng theo cấp số nhân, do đó, đòi
hỏi ở các màng nguồn lượng năng lượng đáng
kể để có thể hợp nhất với nhau. Việc lập bản
đồ phân bố của các phân tử nước chính là
chìa khóa để có thể nhận thức được quá trình
dung hợp.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng thiết bị
tán xạ nơtron góc nhỏ (EQ-SANS) tại Phòng
thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL) ở
Tennesse và thiết bị tán xạ nơtron góc nhỏ
sinh học (Bio-SANS) tại lò phản ứng chất
đồng vị mật độ cao (HFIR). Cả hai thiết bị
này đều có khả năng thực hiện chức năng
thăm dò ở những vị trí có cấu trúc nhỏ, kích
thước chỉ vài nanomet.
Nhà nghiên cứu Durgesh K. Rai đến từ
Nguồn Synchrotron Năng lượng cao thuộc
Đại học Cornell cho biết: “Chúng tôi sử dụng
các hạt nơtron để thăm dò các phân tử nước
vì tia X cũng như các kỹ thuật hình ảnh khác
không thể giúp quan sát hay nắm bắt chính
xác quá trình tổng hợp tế bào với tốc độc cực
nhanh. Ngoài ra, việc sử dụng 2 thiết bị EQ-
SANS và Bio-SANS với các hạt nơtron lạnh,
năng lượng thấp sẽ không gây tổn hại do ảnh
hưởng của tia bức xạ hoặc đưa các gốc tự do
có khả năng gây trở ngại đến hóa học lipid,
giống như khi sử dụng kỹ thuật tia X".
Bản đồ mật độ phân tử nước của nhóm
nghiên cứu cho thấy các phân tử nước tách ra
khỏi các bề mặt lipit trong giai đoạn phân lớp
ban đầu. Trong giai đoạn dung hợp trung
gian, được gọi là hemifusion, số lượng phân
tử nước giảm đáng kể và gắn chặt với nhau
trong những túi bọc màng xung quanh cuống
là "cầu nối" lipid có cấu tạo rất cong, có chức
năng gắn kết hai màng trước khi phản ứng
tổng hợp xảy ra hoàn toàn.
Shuo Qian, tác giả của nghiên cứu và
là nhà khoa học tán xạ nơtron tại ORNL, cho
biết: “Đối với các thí nghiệm tán xạ nơtron,
chúng tôi thay thế một số nguyên tử hydro
trong phân tử nước bằng nguyên tử
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 46/74
deuterium, điều này cho phép các nơtron
quan sát các phân tử nước trong quá trình
tổng hợp màng tế bào. Những thông tin, dữ
liệu của chúng tôi có thể là cơ sở để thực hiện
các nghiên cứu trong tương lai về các loại
thuốc tạo màng, protein màng tế bào và các
đoạn peptide trong phức hợp màng tế bào".
Theo vista.gov.vn, 03/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Công nghệ phân tích ADN mới hứa hẹn rút ngắn thời gian phá án Các nhà khoa học Australia vừa thông
báo đã nghiên cứu thành công một phương
pháp giúp đếm được số lượng ADN mà một
người có thể giải phóng, mở ra hy vọng về
một "vũ khí mới" giúp các chuyên gia khám
nghiệm hiện trường vạch mặt tội phạm nhanh
chóng.
Cụ thể, nhóm nghiên cứu của Đại học
Flinders, Nam Australia đã tạo ra một loại
thuốc nhuộm mới có thể sử dụng khi khám
nghiệm hiện trường các vụ án và giúp đội
pháp y xác định những đối tượng có mặt tại
hiện trường và thời điểm họ có mặt tại đó.
Trưởng nhóm nghiên cứu Adrian
Linacre cho rằng công nghệ này đã giúp hoàn
thiện đáng kể các công cụ phân tích ADN
hiện hành.
Theo chuyên gia Linacre, với các công
cụ hiện hành, rất khó để có thể phát hiện ai là
người đã để lại các dấu vết ADN tại hiện
trường. Nhưng với loại thuốc nhuộm mới, câu
trả lời thu được chỉ trong vòng trên dưới 1
phút.
Tác giả nghiên cứu khẳng định chỉ
trong khoảng 10 giây, thuốc nhuộm mới giúp
phát hiện tất cả các mẫu ADN tại hiện trường
và các chuyên gia khám nghiệm còn có thể
đếm số lượng ADN và từ đó biết được đặc
tính giải phóng ADN của người có mặt tại
hiện trường này.
Cũng nhờ cải tiến này mà việc có thu
được dấu vấn tay của hung thủ tại hiện trường
cũng trở nên ý nghĩa hơn bởi trên các dấu vân
tay cũng có ADN và từ việc đếm số mẫu
ADN đó sẽ phát hiện ra ai là người đã để lại.
Theo nghiên cứu, đàn ông giải phóng
ADN nhiều hơn phụ nữ và các ADN tập trung
nhiều hơn cả ở ngón tay cái. Và lượng giải
phóng ADN ở mỗi người thường không thay
đổi theo thời điểm nên việc xét nghiệm ADN
của đối tượng tình nghi tại bất kỳ thời điểm
nào hay với bàn tay bên phải hay bên trái
cũng đều cho kết quả đối chiếu phù hợp.
Theo vietnamplus.vn, 05/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Hàn Quốc: Ca ghép xương ngực nhân tạo bằng công nghệ in 3D đầu tiên
Nguồn: Bệnh viện Đại học Chungang Hàn Quốc
Trong bối cảnh công nghệ in ba chiều
(3D) đang được ứng dụng một cách rộng rãi
trên toàn thế giới, các nhà nghiên cứu Hàn
Quốc đã lần đầu tiên tiến hành ghép thành
công xương ngực và xương sườn chất liệu
titan bằng công nghệ in 3D cho bệnh nhân.
Bệnh viện Đại học Chungang Hàn
Quốc cho biết đã tạo ra được xương ngực và
xương sườn nhân tạo bằng công nghệ in 3D
và tiến hành cấy ghép cho bệnh nhân, tái tạo
lồng ngực thành công.
Bệnh nhân là một người đàn ông 55
tuổi, bị khối u mô mềm ác tính ở xương ngực
và xương sườn. Nếu để nguyên khối u này,
bệnh nhân sẽ khó sống được quá sáu tháng.
Nhóm bác sỹ bệnh viện Đại học
Chungang đã tiến hành chụp cắt lớp bằng
máy tính, xác định phạm vi tái tạo lại xương
ngực, rồi sau đó phối hợp với Viện nghiên
cứu công nghiệp Hàn Quốc (KITECH) tiến
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 47/74
hành chế tác xương ngực nhân tạo phù hợp
với bệnh nhân bằng công nghệ in 3D.
Bệnh viện Đại học Chungang cho biết
bệnh nhân đã được phẫu thuật thành công vào
ngày 19/9 và đang trong quá trình hồi phục.
Ca phẫu thuật ghép xương ngực bằng
công nghệ in 3D lần này là ca phẫu thuật đầu
tiên được thực hiện trong nước, và là ca thứ
sáu trên thế giới sau Tây Ban Nha, Italy, Mỹ,
Anh, Trung Quốc.
Lồng ngực nhân tạo lần này có chiều
dài 28,6cm, chiều rộng 17,2cm, là lồng ngực
nhân tạo lớn nhất trên thế giới được phẫu
thuật ghép thành công.
Theo vietnamplus.vn, 04/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Phân tích hình ảnh chụp CT giúp cảnh báo sớm nguy cơ đau tim Phương pháp mới phân tích hình ảnh
chụp cắt lớp vi tính (CT) có thể giúp dự đoán
những trường hợp có nguy cơ bị đau tim
nhiều năm trước khi bệnh xuất hiện.
Các nhóm chuyên gia thuộc Đại học
Oxford (Anh) và các viện nghiên cứu của
Đức, Mỹ vừa công bố phương pháp mới phân
tích hình ảnh chụp CT có thể giúp dự đoán
những trường hợp có nguy cơ bị đau tim
nhiều năm trước khi bệnh xuất hiện.
Theo công bố trên tạp chí y khoa danh
tiếng hàng đầu thế giới The Lancet, công
nghệ trên sử dụng các thuật toán để kiểm tra
lượng mỡ xung quanh các động mạch vành,
thông qua phân tích hình ảnh của lớp mỡ này
xuất hiện trên chụp CT tim người xét nghiệm.
Khi động mạch bị viêm, lượng mỡ đó
bị thay đổi và đóng vai trò như hệ thống cảnh
báo sớm cho phép dự đoán chính xác 30%
các cơn đau tim sẽ xảy ra.
Giáo sư y học tim mạch của Đại học
Oxford, Charalambos Antoniades, đánh giá:
“Nếu xác định được tình trạng viêm động
mạch của tim thì có thể dự đoán những động
mạch nào sẽ gây ra cơn đau tim. Công nghệ
mới có thể giúp đạt được những yêu cầu trên
thông qua phân tích hình ảnh chụp CT.”
Hầu hết các cơn đau tim là do sự tích
tụ mảng bám (chất béo lắng đọng) bên trong
động mạch, làm gián đoạn lưu thông máu.
Hiện nay, chụp CT sẽ giúp các bác sĩ xác
định được liệu động mạch có bị mảng bám
làm thu hẹp hay không.
Nhóm phát triển hy vọng trong thời
gian tới, Mỹ và châu Âu sẽ cấp chứng nhận
đối với công nghệ mới dự đoán bệnh đau tim
này.
Theo Giáo sư Antoniades, công nghệ
mới giúp xác định hiện tượng viêm động
mạch, dẫn đến tình trạng hẹp động mạch có
thể xảy ra bất kỳ lúc nào trong 5 năm sau đó.
Do đó, các bác sỹ có thể áp dụng các biện
pháp phòng ngừa nhằm ngăn chặn sự hình
thành của các mảng bám động mạch.
Giáo sư cho biết thêm mặc dù nhóm
nghiên cứu chưa ước tính được số lượng
chính xác các cơn đau tim mà công nghệ mới
có thể giúp ngăn chặn nhưng các tính toán
dựa trên nghiên cứu có thể đoán đúng từ 20%
đến 30% các trường hợp bệnh nhân xuất hiện
cơn đau tim đầu tiên.
Bệnh tim và đột quỵ là 2 nguyên nhân
tử vong lớn nhất trên toàn thế giới. Hiện một
công ty chuyên về ứng dụng công nghệ mới
của Đại học Oxford đang phát triển dịch vụ
cho phép phân tích và đưa ra kết quả chụp CT
trên toàn cầu trong vòng 24 giờ.
Theo baochinhphu.vn, 05/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 48/74
Trung Quốc đưa robot giúp phục hồi chi dưới vào thử nghiệm lâm sàng
Robot hỗ trợ vật lý trị liệu chi dưới của Trung Quốc - Ảnh: Internet
Theo tờ China Science Daily, Trung
Quốc đã phát triển một loại robot vật lý trị
liệu giúp phục hồi chi dưới và sẽ sớm được
đưa vào ứng dụng lâm sàng.
Robot vật lý trị liệu này được phát
triển bởi Avicrobot, một công ty công nghệ
cao tập trung vào phát triển robot dịch vụ và
là công ty con của Tập đoàn Công nghiệp
Hàng không Trung Quốc.
Theo ông He Chen, Tổng giám đốc
của Avicrobot, robot này tích hợp công nghệ
hàng không với phương pháp điều trị phục
hồi chức năng truyền thống. Nó có thể theo
dõi bệnh nhân trong thời gian thực, giúp tối
ưu hóa điều trị phục hồi chức năng.
Loại robot này được chế tạo bằng
composite linh hoạt và công nghệ in 3D, cho
phép bệnh nhân tùy chỉnh nó và sử dụng nó
để ngồi, đứng và đi bộ.
Avicrobot cũng hợp tác với Bệnh viện
Xijing ở Tây An, tỉnh Thiểm Tây, để phát
triển robot. Họ cùng nhau đưa ra một trung
tâm nghiên cứu robot phục hồi chức năng,
nhằm cung cấp thêm hỗ trợ dữ liệu cho những
robot như vậy trong tương lai.
Theo motthegioi.vn, 09/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Tế bào gốc tự tổ chức thành phôi giả
Gastruloid Bảy ngày tuổi. Các hạt nhân
tế bào được đánh dấu màu xanh lam. Tế bào
tiền thân thần kinh (xanh) được phân bố dọc
theo trục trước sau. Tế bào tiền thân của chồi
đuôi (màu hồng) bị giới hạn ở cực sau của
gastruloid và biểu thị hướng kéo dài của nó.
Cơ thể động vật có vú được cấu tạo
ngay sau khi cấy phôi thai vào tử cung. Các
đường kính trước sau, thuộc lưng bụng và
giữa bên của cơ thể trở thành tổ chức dưới sự
kiểm soát của mạng lưới gen phối hợp phiên
mã của ADN ở những vùng khác nhau của
phôi thai. Nhóm nghiên cứu từ Đại học
Geneva (UNIGE), Đại học Cambridge-Anh,
và Viện Công nghệ Liên bang Lausanne
(EPFL) đã báo cáo khả năng tế bào gốc của
chuột để sản xuất phôi giả có khả năng tương
tự. Được tạo ra từ khoảng 300 phôi tế bào
gốc, những cấu trúc này, được gọi là
gastruloids, cho thấy những đặc điểm phát
triển có thể so sánh được với phần sau của
phôi thai từ 6 đến 10 ngày.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí
Nature cho thấy ba mạng lưới phôi chính được
hình thành theo hệ thống biểu hiện gen tương
tự như của phôi. Do đó Gastruloids có tiềm
năng đáng kể cho việc nghiên cứu giai đoạn
đầu của sự phát triển phôi bình thường hoặc
bệnh lý ở động vật có vú. Nghiên cứu này là
quá trình phối hợp sự hình thành phôi sớm của
động vật có vú bị cản trở bởi những khó khăn
trong việc thu thập chúng. Nhóm nghiên cứu
của Alfonso Martinez Arias - Giáo sư tại Khoa
Di truyền học của Đại học Cambridge, gần đây
đã phát hiện ra rằng, trong những điều kiện
nhất định, tế bào gốc phôi thai có thể tập hợp
thành ba chiều giúp kéo dài sự trao đổi. Những
thực thể này được gọi là "gastruloids" hiển thị
các đặc tính khác nhau của giai đoạn đầu của
sự phát triển phôi thai.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 49/74
Denis Duboule, Giáo sư tại Khoa Di
truyền và Tiến hóa của Khoa Khoa học
UNIGE và Viện Thụy Sĩ giải thích: “Để xác
định liệu gastruloids có tổ chức thành cấu trúc
phôi giả hay không, chúng tôi đã mô tả mức
độ hoạt hóa di truyền của chúng ở các giai
đoạn phát triển khác nhau. cho nghiên cứu
ung thư thực nghiệm của EPFL. Các nhà
nghiên cứu đã xác định và định lượng RNA
được sao chép từ các gastruloids và so sánh
gen được biểu hiện bằng phôi chuột ở các giai
đoạn phát triển tương đương”.
Leonardo Beccari, Naomi Moris - đồng
tác giả nghiên cứu cho biết: "Các cấu trúc
Gastruloids hình thành tương tự như phần sau
của phôi, có chương trình phát triển hơi khác
so với phần đầu. Những phôi giả thể hiện gen
đặc trưng của các loại tế bào tiền thân khác
nhau cần thiết cho cấu tạo của mô trong tương
lai. Sự phức tạp của biểu hiện gen tăng theo
thời gian, với sự xuất hiện dấu hiệu từ các
dòng tế bào phôi khác nhau, giống như cấu
trúc quan sát trong phôi điều khiển”.
Trong quá trình hình thành các đường
kính trước sau, lưng bụng và giữa bên của các
gastruloids, các gen Hox được tạo ra, thường
được kích hoạt theo thứ tự tuần tự chính xác
trong phôi, được kích hoạt tốt trong
gastruloids được trồng trong ống
nghiệm.Mehmet Girgin, nhà di truyền học tại
EPFL cho biết: “Việc thực hiện mạng lưới
gen Hox theo thời gian, bắt chước đuôi của
phôi, khẳng định mức độ tự tổ chức cao của
gastruloids”.
Những phôi nhân tạo này trong một số
trường hợp sẽ mang đến phương pháp thay
thế để thử nghiệm động vật, phù hợp với 3Rs.
Nguyên tắc 3R (giảm, thay thế, tinh chỉnh) đã
tự thiết lập quốc tế làm nền tảng của phương
pháp tiếp cận đạo đức áp dụng cho thử
nghiệm động vật. Nó nhằm mục đích giảm số
lượng động vật được sử dụng, tinh chỉnh
những điều kiện thí nghiệm để cải thiện sức
khỏe động vật, và cuối cùng cố gắng thay thế
các mô hình động vật bằng phương pháp thử
nghiệm khác bất cứ khi nào có thể.
Gastruloids sẽ bổ sung cho việc sử dụng phôi
động vật, do đó làm giảm số lượng của chúng
trong nghiên cứu về sự phát triển phôi của
động vật có vú.
Theo vista.gov.vn, 16/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Kỹ thuật mới phát hiện sớm bệnh Lyme
Các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã phát
triển kỹ thuật phát hiện vi khuẩn bệnh Lyme
sớm hơn so với các xét nghiệm hiện tại, cho
phép bệnh nhân được điều trị sớm hơn.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí
Clinical Inffectious Diseases.
Các kỹ thuật mới có thể phát hiện ra
tình trạng nhiễm trùng do vi khuẩn Lyme với
tốc độ nhanh hơn ba tuần so với các xét
nghiệm dựa vào kháng thể gián tiếp hiện nay
được thực hiện từ năm 1994. Một ưu điểm
khác của các xét nghiệm mới là kết quả
dương tính trong máu cho thấy bệnh nhiễm
trùng đang hoành hành và cần được điều trị
ngay lập tức, cho phép ngăn ngừa các vấn đề
sức khỏe lâu dài. Các kỹ thuật phát hiện ADN
hoặc protein từ vi khuẩn bệnh Lyme Borrelia
burgdorferi.
"Những xét nghiệm trực tiếp này là
cần thiết vì bạn có thể mắc bệnh Lyme nhiều
lần, các đặc trưng thường không được chẩn
đoán và các xét nghiệm thông thường hiện đã
được Cục Quản lý thực phẩm và dược phẩm
Hoa Kỳ (FDA) thông qua, không thể phân
biệt bệnh nhiễm trùng đang hoành hành với
bệnh nhiễm trùng trước đây đã được chữa
khỏi", Steven Schutzer, trưởng nhóm nghiên
cứu nói. "Vấn đề đang trở nên tồi tệ hơn vì
bệnh Lyme đã gia tăng với số lượng 300.000
người bị mắc bệnh mỗi năm ở Hoa Kỳ và căn
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 50/74
bệnh này đang lan rộng khắp cả nước và trên
toàn thế giới".
Bệnh Lyme có biểu hiện thường
xuyên, nhưng không phải lúc nào cũng rõ nét,
bao gồm một vòng đỏ hoặc phát ban da mắt
bò. Khi không bị phát ban, cần có một xét
nghiệm đáng tin cậy tại phòng thí nghiệm và
tốt nhất là thử nghiệm xem có bệnh hay
không. Xét nghiệm bệnh Lyme được FDA
chấp thuận chỉ dựa vào việc phát hiện các
kháng thể mà hệ miễn dịch của cơ thể tạo ra
để đáp ứng với căn bệnh này. Xét nghiệm
kháng thể đơn lẻ không phải là một chỉ số
bệnh mà là một chỉ số phơi nhiễm trong quá
khứ hoặc hiện tại.
Schutzer cho biết: “Các xét nghiệm
mới phát hiện trực tiếp ADN của tác nhân
gây bệnh Lyme theo cách chính xác hơn và
không cho các kết quả dương tính giả giống
như các xét nghiệm gián tiếp đã được FDA
chấp thuận hiện nay. Không đáng ngạc nhiên
nếu các xét nghiệm trực tiếp bệnh Lyme được
bổ sung vào danh sách dài các xét nghiệm
trực tiếp được FDA chấp thuận sử dụng cho
các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn, nấm và
virus khác, bao gồm Staphylococcus,
Streptococcus, Candida, cúm, HIV, herpes và
viêm gan".
Theo vista.gov.vn, 18/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Quy trình in 3D tế bào để tạo ra mô người như gân và dây chằng
Nhờ có công nghệ hiện nay, chúng ta
có thể in 3D các tác phẩm điêu khắc, các bộ
phận cơ khí, chi giả, thậm chí cả súng và thực
phẩm. Nhưng, một nhóm kỹ sư y sinh tại
trường Đại học Utah đã đưa ra phương pháp
in 3D các tế bào để tạo ra mô người như dây
chằng và gân, quá trình này sẽ cải thiện đáng
kể khả năng phục hồi của bệnh nhân. Một
người có gân hoặc dây chằng tổn thương hoặc
bị thoát vị đĩa đệm có thể chỉ cần in mô mới
thay thế để cấy vào vùng tổn thương. Nghiên
cứu đã được công bố trên Tạp chí Tissue
Engineering.
"Phương pháp mới sẽ cho phép bệnh
nhân nhận mô thay thế mà không cần phẫu
thuật thêm và không phải lấy mô từ các vị trí
khác, là nguồn gốc của vấn đề", Robby
Bowles, phó giáo sư kỹ thuật y sinh và là
đồng tác giả nghiên cứu nói.
Mất hai năm để nghiên cứu phương
pháp in 3D liên quan đến việc lấy tế bào gốc
từ chất béo của chính cơ thể bệnh nhân và in
trên một lớp hydrogel để tạo thành gân hoặc
dây chằng, sau này sẽ được nuôi cấy trong
ống nghiệm trước khi được cấy ghép. Nhưng
đây là một quá trình rất phức tạp vì loại mô
liên kết đó được tạo thành từ nhiều tế bào
khác nhau trong những mẫu phức tạp. Ví dụ,
các tế bào tạo nên gân hoặc dây chằng sau đó
dần dần được chuyển thành các tế bào xương
để mô có thể bám vào xương.
"Đây là kỹ thuật được kiểm soát rất
chặt chẽ để tạo ra một mô hình tổ chức của
các tế bào mà bạn không thể có được bằng
các công nghệ cũ", PGS. Bowles nói. "Kỹ
thuật cho phép chúng tôi đặt các tế bào vào
các vị trí mong muốn”.
Để làm được điều đó, nhóm nghiên
cứu đã phối hợp với công ty Carterra có trụ sở
ở thành phố Salt Lake để chế tạo thiết bị vi
lỏng cho y học. Các nhà khoa học đã sử dụng
máy in 3D của công ty Carterra thường được
sử dụng để in kháng thể cho các ứng dụng
sàng lọc ung thư. Nhưng nhóm nghiên cứu đã
chế tạo đầu in đặc biệt cho máy in, có thể đặt
các tế bào của người theo cách có kiểm soát.
Để chứng minh khái niệm, nhóm nghiên cứu
đã in các tế bào biến đổi gen phát sáng huỳnh
quang để hình dung ra sản phẩm cuối cùng.
Hiện nay, mô thay thế dùng cho bệnh
nhân có thể được lấy từ một bộ phận khác của
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 51/74
chính cơ thể bệnh nhân hoặc đôi khi từ một
xác chết, nhưng chất lượng kém. Đĩa cột sống
là cấu trúc phức tạp với các giao diện xương
cần được tái tạo để cấy ghép thành công. Kỹ
thuật in 3D này có thể giải quyết những vấn
đề đó.
Bowles, chuyên gia nghiên cứu cơ
xương, cho rằng công nghệ hiện đang được
thiết kế để tạo ra dây chằng, gân và đĩa cột
sống, cũng có thể được sử dụng cho bất kỳ
loại ứng dụng kỹ thuật mô nào. Công nghệ
còn có khả năng được áp dụng để in 3D tất cả
các cơ quan, ý tưởng đã được các nhà khoa
học nghiên cứu trong nhiều năm. Bên cạnh
đó, công nghệ đầu in có thể được điều chỉnh
cho mọi loại máy in 3D.
Theo vista.gov.vn, 19/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Công cụ ADN mới dự đoán chiều cao, có triển vọng đánh giá nguy cơ mắc các bệnh nặng
Công cụ ADN mới do nhóm nghiên
cứu tại trường Đại học Michigan đưa ra, có
thể dự đoán chính xác chiều cao của mọi
người và quan trọng hơn là đánh giá nguy cơ
mắc các bệnh nặng như bệnh tim và ung thư.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí
Genetics.
Lần đầu tiên, công cụ hoặc thuật toán
đưa ra các yếu tố dự đoán những đặc điểm
của con người như chiều cao, mật độ xương
và thậm chí trình độ học vấn mà một người có
thể đạt được, hoàn toàn dựa vào bộ gen
người. Nhưng các ứng dụng sẽ không dừng
lại ở đó.
"Dù chúng tôi đã xác nhận công cụ
mới cho ra ba kết quả, nhưng chúng tôi có thể
áp dụng phương pháp này để dự đoán những
đặc điểm phức tạp khác liên quan đến nguy
cơ sức khỏe như bệnh tim, tiểu đường và ung
thư vú", Stephen Hsu, trưởng nhóm nghiên
cứu nói. "Đây mới chỉ là sự khởi đầu”. Các
ứng dụng khác sẽ cho phép bác sĩ can thiệp
sớm trong việc chăm sóc bệnh nhân và ngăn
ngừa hoặc cản trở sự tiến triển của bệnh.
Nghiên cứu đã phân tích cấu trúc di
truyền hoàn chỉnh của gần 500.000 người
trưởng thành ở Anh bằng cách sử dụng máy
học, nơi máy tính “học” từ dữ liệu. Trong các
thử nghiệm xác nhận, máy tính đã dự đoán
chính xác chiều cao của mọi người với độ sai
lệch trong khoảng một inch. Dù những dự báo
về mật độ xương và trình độ học vấn không
chính xác, nhưng lại đủ để xác định những cá
nhân có nguy cơ có mật độ xương rất thấp do
loãng xương hoặc có nguy cơ gặp khó khăn
trong học tập.
Phương pháp xét nghiệm di truyền
truyền thống thường tìm kiếm sự thay đổi cụ
thể trong gen hoặc nhiễm sắc thể của một
người, cho thấy nguy cơ cao mắc các bệnh
như ung thư vú. Mô hình của trường Đại học
Michigan xem xét nhiều điểm khác biệt về di
truyền và đưa ra dự báo dựa vào hàng chục
nghìn biến thể.
Sử dụng dữ liệu từ Ngân hàng sinh học
của Anh, một nguồn thông tin y tế quốc tế,
nhóm nghiên cứu đã đưa thuật toán vào hoạt
động để đánh giá ADN của mỗi người tham
gia và dạy cho máy tính xác định những điểm
khác biệt này.
"Thuật toán xem xét cấu trúc di truyền
và chiều cao của mỗi người", Hsu nói. "Máy
tính “học” từ mỗi người và cuối cùng đưa ra
dự đoán có thể xác định chiều cao của người
đó dựa vào bộ gen".
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 52/74
Các nhà khoa học sẽ tiếp tục cải thiện
thuật toán, trong khi khai thác các bộ dữ liệu
lớn, đa dạng hơn. Việc làm này sẽ tiếp tục xác
nhận các kỹ thuật và giúp đưa ra cấu trúc di
truyền về những đặc điểm quan trọng và nguy
cơ bệnh tật.
Với khả năng tính toán lớn hơn và giảm
chi phí lập trình tự ADN, trước đây được cho
là mất đến 10 năm, thì giờ đây thời gian này sẽ
giảm hơn nhiều nhờ có nghiên cứu mới.
"Chúng tôi tin rằng đây là tương lai của y
học", ông Hsu nói. "Đối với bệnh nhân, xét
nghiệm gen có thể được thực hiện một cách
đơn giản với chi phí khoảng 50 USD. Khi
chúng tôi tính toán các yếu tố dự đoán bệnh di
truyền, các bác sỹ có thể thực hiện can thiệp
sớm để tiết kiệm hàng tỷ đô la chi phí điều trị
và quan trọng hơn là cứu sống người".
Theo vista.gov.vn, 15/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc tạo ra "lưu huyết não đồ" mới
Nhóm nghiên cứu chung do nhà
nghiên cứu Kim Chang-keun thuộc Trung
tâm tiêu chuẩn tham chiếu quốc gia và giáo
sư Kim dong-eok thuộc Bệnh viện Ilsan, Đại
học Dongkuk đứng đầu, đã tìm ra một lỗi lớn
trong "Lưu huyết não đồ" (tức bản đồ lưu
lượng máu não) được giới y tế sử dụng rộng
rãi hơn 100 năm qua.
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân
tích dữ liệu lớn như video về não bộ của hơn
1.100 bệnh nhân bị nhồi máu não, phát hiện
ra rằng vùng động mạch não giữa rộng hơn
nhiều so với biểu thị trên "Lưu huyết não đồ."
Phương pháp điều trị với trường hợp
động mạch não bị tắc nghẽn ở một nơi, khác
nhiều với khi bị tắc nghẽn ở trên hai nơi.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân
chia nhỏ video não bộ thành 800 phần, rồi sau
đó tìm ra những vùng trùng lặp, tạo ra "Lưu
huyết não đồ độ phân giải cao" mới.
Chỉ cần so sánh video não bộ của bệnh
nhân với bản đồ này, là sẽ có thể tìm ra được
vị trí mạch máu bị tắc nghẽn.
Nhóm nghiên cứu có kế hoạch dựa vào
dữ liệu video não quy chuẩn để lập ra hệ
thống chẩn đoán tự động trên nền tảng trí tuệ
nhân tạo, bổ trợ cho công tác chẩn đoán, điều
trị của các bác sỹ.
Bệnh mạch máu não gây tắc hoặc vỡ
mạch máu ở não, là nguyên nhân gây tử vong
cao thứ ba đối với người Hàn Quốc sau ung
thư và các bệnh về tim và đang chó chiều
hướng gia tăng đáng kể gần đây.
Theo vietnamplus.vn, 16/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Colombia phát triển kỹ thuật mới chống đào thải sau ghép tạng
Theo phóng viên TTXVN tại Nam Mỹ,
ngày 16/10, các nhà nghiên cứu y học của
Colombia cho biết đã phát triển một kỹ thuật
mới sử dụng liệu pháp tế bào gốc chống lại sự
đào thải của cơ quan được cấy ghép, góp phần
đem lại thành công cho các ca ghép tạng.
Chương trình nghiên cứu do 22 chuyên
gia gồm các bác sỹ phẫu thuật, thú y, nhà
nghiên cứu sinh học phân tử, huyết học và
bênh lý thuộc Đại học Valle, bang Tây Nam
Valle del Cauca, thực hiện.
Các chuyên gia y tế Colombia đã thử
nghiệm kỹ thuật tiên tiến này trên những con
lợn được ghép phổi.
Kết quả cho thấy không có những triệu
chứng đào thải ghép tạng thông thường như
giảm chức năng phổi, khó chịu, đau, viêm, sốt
và suy hô hấp.
Dự kiến, phương pháp mới này sẽ
được thử nghiệm lên cơ thể người vào năm
tới, đặc biệt ở những bệnh nhân suy thận.
Nếu đạt hiệu quả, các bác sỹ của
Colombia sẽ áp dụng kỹ thuật trên sang
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 53/74
những bộ phận khác của cơ thể người như
tim, gan và tuyến tụy.
Theo số liệu thống kê của Viện Y tế
quốc gia Colombia, năm ngoái, các bác sỹ
nước này đã thực hiện hơn 1.000 ca ghép tạng
cho bệnh nhân, chủ yếu là ghép thận, gan và
tim.
Tại Mỹ Latinh, tỷ lệ người hiến tạng
cao nhất là ở Uruguay, Brazil và Argentina
Theo vietnamplus.vn, 17/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Phát hiện mới có thể giúp ngăn ngừa sinh non
Các nhà nghiên cứu giả thiết việc ức chế một
protein hệ thống miễn dịch riêng biệt có thể ngăn ngừa sinh non (Nguồn: Steve_Allen/Depositphotos)
Nghiên cứu mới của nhóm chuyên gia
Trường Đại học Connecticut đã trình bày một
giả thuyết nhằm giải thích cơ chế nguyên
nhân kết quả gây sinh non. Nghiên cứu đã đề
xuất một loại protein đặc biệt, do thống miễn
dịch giải phóng ra, có thể là nguyên nhân
chính gây sinh non và việc ức chế sự giải
phóng protein này có thể ngăn ngừa chuyển
dạ sớm.
Một em bé sinh ra có tuổi thai dưới 37
tuần tuổi sẽ được coi là sinh non, và đây là
nguyên nhân phổ biến nhất gây tử vong ở trẻ
sơ sinh trên toàn thế giới. Hiện tượng này
nguy hiểm, tiềm ẩn nhiều nguy cơ cho bà mẹ
và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe đứa
trẻ về sau. Những em bé sinh non dễ bị suy
hô hấp, chậm phát triển thần kinh, mắc bệnh
phổi mãn tính, là nguyên nhân hàng đầu dẫn
đến tình trạng tử vong ở trẻ sơ sinh. Mặc dù
chúng ta đều biết có một số yếu tố nguy cơ
góp phần gây sinh non (bao gồm hút thuốc lá,
tiểu đường và căng thẳng) nhưng nguyên
nhân hoặc cơ chế kích thích sinh sớm như vậy
vẫn chưa được biết rõ.
Nghiên cứu trước đây đã cho thấy,
trong nước ối của những người phụ nữ bị sinh
non này có một lượng lớn chất cytokine.
Cytokine là các protein miễn dịch quan trọng
được sản sinh ra để đáp ứng với nhiễm trùng,
và chúng còn có chức năng điều chỉnh hành
vi của nhiều loại tế bào khác nhau. Các nhà
nghiên cứu nghi ngờ rằng phản ứng miễn
nhiễm này có thể đã gây ra hiện tượng sinh
non. Đây là phản ứng này vốn bị ức chế trong
quá trình mang thai.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, các
nhà nghiên cứu đã gây nhiễm khuẩn các tế bào
gốc trung mô lấy từ nước ối và đường sinh dục
nữ. Mục đích chính là để quan sát cytokine
nào sẽ được các tế bào giải phóng ra để phản
ứng lại với tình trạng nhiễm khuẩn này.
Kết quả ban đầu cho thấy đầy bất ngờ.
Nhóm nghiên cứu đã xác định được cytokine
đặc biệt có thể tích lớn được gọi là yếu tố
kích thích tăng bạch cầu hạt đại thực bào
(GM-CSF). Cytokine này được biết là tế bào
kích thích nhanh sự phát triển tạo thành các
đại thực bào, là các tế bào hệ thống miễn dịch
“dung nạp” các chất lạ. Hiện các nhà khoa
học chưa biết chính xác vai trò của các đại
thực bào trong giai đoạn mang bầu nhưng các
nhà khoa học nhận thấy thể tích của các đại
thực bào này có sự gia tăng mạnh trước khi
người phụ nữ sinh con.
Trong giai đoạn cuối cùng của nghiên
cứu, nhóm nghiên cứu tiến hành kiểm tra xem
xét liệu việc ức chế sản xuất GM-CSF có thực
sự ngăn được tình trạng sinh non hay không.
May mắn thay, hiện trên thị trường đã có
những loại thuốc được phát triển để ngăn
chặn GM-CSF, đặc biệt nó có tiềm năng
trong điều trị viêm khớp dạng thấp. Họ đã thử
nghiệm thuốc này trên mô hình chuột, kết quả
thu được khá ấn tượng, tỷ lệ sinh non giảm từ
khoảng 66% xuống còn 25% ở chuột được
điều trị bằng chất ức chế GM-CSF.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 54/74
Mặc dù vẫn còn quá sớm để chắc chắn
GM-CSF là nhân tố gây sinh non, nhưng các
nhà nghiên cứu rất vui mừng với những bước
tiến trong nghiên cứu này. Họ cũng đang tiến
hành nghiên cứu trên người để đưa ra kết luận
chính xác hơn. Công trình nghiên cứu đã
được công bố trên tạp chí Reproductive
Sciences mới đây.
Theo vista.gov.vn, 18/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Phát triển thành công nền tảng vắc-xin phổ quát giá rẻ hơn
Các nhà nghiên cứu Trường Đại học
Texas Medical Branch tại Galveston đã phát
triển thành công phương pháp sản xuất vắc-
xin ít tốn kém hơn, có thể cắt giảm chi phí
sản xuất và bảo quản vắc-xin tới 80% mà
không làm giảm mức độ an toàn và hiệu quả
của vắc-xin. Những phát hiện này đã được
công bố trên tạp chí EBioMedicine.
Vắc-xin là phương pháp phòng ngừa và
tiêu diệt các bệnh truyền nhiễm hiệu quả nhất.
Hiện nay, nhiều văcxin phải được sản xuất
trong nuôi cấy tế bào hoặc trứng, chi phí rất
cao và có thể mang các nguy cơ lây nhiễm.
Ngoài ra, hầu hết các vắc-xin phải được bảo
quản lạnh trong quá trình vận chuyển từ nhà
sản xuất đến phòng tiêm chủng, chăm sóc sức
khỏe. Ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới,
các yêu cầu lưu trữ lạnh như vậy có thể đóng
góp tới hơn 80% chi phí vắc-xin.
“Việc tạo ra được công nghệ có khả
năng cải tiến chu trình nuôi cấy tế bào hoặc
trứng và bảo quản lạnh vắc-xin sẽ làm thanh
đổi lớn cách thức sản xuất và phát triển vắc-
xin. Quan trọng hơn nữa là, công nghệ sản
xuất vắc-xin này sẽ là nền tảng phổ quát cho
sự phát triển các loại vắc-xin sống, giảm
động lực đối với nhiều tác nhân gây bệnh là
vi rút”, giáo sư Pei-Yong Shi, khoa sinh hóa
và sinh học phân tử của UTMB cho biết.
Để đạt được mục tiêu đề ra, nhóm
nghiên cứu UTMB đã nỗ lực phát triển được
một loại vắc-xin Zika sống dưới dạng ADN.
Khi ADN được chuyển vào trong cơ thể, nó
sẽ phóng vắc-xin vào trong các tế bào của
chúng ta, lúc này cơ thể sẽ phản ứng lại bằng
cách sản xuất ra các kháng thể và các các đề
kháng miễn dịch bảo vệ khác.
Với phương pháp sản xuất này, sẽ
không cần phải sản xuất vắc-xin trong nuôi
cấy tế bào hoặc trứng tại các nhà máy. Hơn
nữa các phân tử ADN có giá ổn định, vắc-xin
sẽ không bị hết hạn ở nhiệt độ ấm và có thể
dự trữ ở nhiệt độ phòng trong nhiều năm nên
sẽ giảm được khá nhiều chi phí sản xuất và
bảo quản.
Sau khi tiến hành thử nghiệm vắc-xin
trên mô hình động vật, nhóm nghiên cứu nhận
thấy nền tảng ADN hoạt động rất hiệu quả ở
chuột. Chỉ sau một mũi tiêm duy nhất với liều
thấp, vắc-xin zika ADN đã bảo vệ chuột khỏi
nhiễm vi-rút Zika, lây truyền từ mẹ sang thai
trong thai kỳ, nhiễm trùng đường sinh dục
nam và các tổn thương khác.
“Đây là nghiên cứu đầu tiên chứng
minh rằng, sau khi tiêm một liều thấp duy
nhất, loại vắc-xin ADN này có thể tạo ra khả
năng miễn dịch bảo vệ bão hòa. Nhóm nghiên
cứu hiện sẽ tiếp tục thử nghiệm nền tảng
vaccine Zika đầy hứa hẹn này và sau đó áp
dụng nền tảng này cho các loại virus khác”.
Shi nói.
Theo vnreview.vn, 15/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 55/74
Điều trị rắn cắn bằng phương pháp tiêm hạt nano
Theo ước tính của tổ chức Y tế thế giới
WHO, mỗi năm có ít nhất 2,5 triệu trường
hợp bị rắn độc cắn, trong đó, hơn 100.000 ca
tử vong và gần 400.000 người bị tổn thương
về thể chất như bị biến chứng nặng dẫn đến
mất chi. Mới đây, các nhà khoa học đã báo
cáo trong tạp chí Các bệnh nhiệt đới bị lãng
quên PLOS đã mô tả một phương pháp mới
để điều trị vết cắn rắn, trong đó, họ sử dụng
các hạt nano để liên kết với độc tố có trong
nọc độc và từ đó, ngăn chặn sự lây lan nọc
độc trong cơ thể.
Phương pháp điều trị tiêu chuẩn cho
trường hợp bệnh nhân bị rắn cắn là tiêm trực
tiếp vào tĩnh mạch các phân tử miễn dịch IgG
có khả năng nhận biết nọc độc. Tuy nhiên,
các liệu pháp chống ung thư như vậy phải
được quản lý nhanh chóng cũng như phải
được thực hiện bởi đội ngũ nhân viên y tế có
trình độ tay nghề cao, được đào tạo bài bản,
thì mới mang lại hiệu quả cao trong việc loại
bỏ một số nọc độc cụ thể. Do đó, ơhương
pháp điều trị rắn cắn được áp dụng ở những
khu vực, môi trường nông thôn và có chức
năng và hoạt động điều trị các mức độ tổn
thương khác nhau do rắn cắn.
Trong nghiên cứu mới, Kenneth Shea,
thuộc trường Đại học California (Hoa Kỳ),
Irvine, và các đồng nghiệp đã chế tạo ra các
hạt nano có khả năng liên kết với một độc tố
mạnh trong nọc độc và sau đó cô lập một loạt
các phân tử phospholipases A2 (PLA2) và
phân tử chất độc ba ngón tay (3FTX) tìm thấy
trong nọc độc của họ rắn hổ Elapidae. Họ rắn
hổ Elapidae là một gia đình lớn gồm các thành
viên là các loài rắn độc bao gồm cobras, kraits,
rắn hổ, rắn biển, rắn san hô và mamba. Các
nhà nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm tiêm
trực tiếp các liều lượng khác nhau của hạt
nano thông qua lớp da để xem xét khả năng
loại bỏ độc tố trong nọc độc của rắn hổ mang
phun nọc cổ đen (tên tiếng Anh: The black-
necked spitting cobra, tên khoa học là Naja
nigricollis) của các hạt nano. Loài rắn hổ mang
này thường sinh sống tại các vùng sa mạc ở
Nam Phi (cụ thể là ở các sa mạc phía bắc và
trung tâm Namibia). Vết cắn của chúng có thể
gây hoại tử da nghiêm trọng, dẫn đến tổn
thương mô vĩnh viễn ở các nạn nhân.
Trong các thí nghiệm trên các tế bào
đã được phân lập, nhóm nhận thấy rằng các
hạt nano có khả năng loại bỏ một loạt các
phân tử PLA và 3FTX trong nọc độc của rắn
Elapidae. Bên cạnh đó, thử nghiệm hợp tác
với José María Gutiérrez từ Viện Clodomiro
Picado (Universidad de Costa Rica) cũng đã
chứng minh rằng phương pháp tiêm các hạt
nano vào tại vị trí tiêm nọc độc giúp làm giảm
thiểu đáng kể các tác dụng của tác dụng hoại
tử điển hình - bao gồm phồng rộp và loét -
nọc độc. Thử nghiệm tiêm các hạt nano vào
cơ thể chuột không có nọc độc không ảnh
hưởng đến lớp da cũng như không gây độc
tính mang tính hệ thống.
Các nhà nghiên cứu khẳng định:
"Phương pháp tiêm trực tiếp dưới da các hạt
nano tại chính vị trí và sau khi bệnh nhân bị
rắn cắn là phương pháp có tính ổn định cao,
chi phí thấp, giúp ngăn chặn hoặc làm giảm
thiểu mức độ tổn thương cục bộ, đồng thời,
giảm thiểu sự phân bố một cách có hệ thống
của độc tố sau khi xâm nhập".
Theo vista.gov.vn, 16/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 56/74
Đột phá trong nghiên cứu phương pháp chẩn đoán lao sớm
Ảnh minh họa. (Nguồn: Your Health Remedy)
Các nhà khoa học quốc tế ngày 25/10
công bố một phương pháp mới chẩn đoán
sớm nguy cơ mắc bệnh lao, theo đó có thể
cứu sống hàng trăm nghìn trẻ em mỗi năm.
Tuyên bố được nhóm các nhà khoa học thuộc
Quỹ nghiên cứu về bệnh lao KNCV đưa ra
trong một hội nghị quốc tế về bệnh lao tổ
chức ở La Haye (Hà Lan).
Ước tính mỗi năm trên thế giới có
khoảng 240.000 trẻ em tử vong vì bệnh lao.
Đây là căn bệnh có thể chữa được nếu được
chẩn đoán và điều trị kịp thời. Số liệu thống
kê cho thấy có tới 90% số các ca tử vong do
bệnh lao ở trẻ em là những trường hợp không
được điều trị.
Các phương pháp chẩn đoán lao hiện
tại dựa trên xét nghiệm mẫu đờm từ khí quản
thấp của bệnh nhân. Tuy nhiên, trẻ dưới 5
tuổi chưa có phản xạ khạc đờm, do đó các
bệnh nhi này phải trải qua thủ thuật xâm lấn
lấy mẫu xét nghiệm gây đau đớn và phải ở lại
bệnh viện theo dõi ít nhất một ngày.
Theo phương pháp mới được công bố,
xét nghiệm mẫu phân của trẻ em dưới 5 tuổi
có thể phát hiện vi khuẩn lao. Biện pháp đơn
giản này có thể thực hiện được ở các cộng
đồng hẻo lánh, thay vì phải thực hiện tại các
bệnh viện lớn như phương pháp xâm lấn hiện
nay.
Giám đốc điều hành Quỹ nghiên cứu
bệnh lao KNCV Kitty van Weezenbeek nhấn
mạnh tiềm năng sử dụng phương pháp nêu
trên rất lớn vì có thể chẩn đoán bệnh lao ở
cấp độ y tế thấp nhất và có thể thực hiện với
hàng trăm nghìn người.
Trong khi đó, chuyên gia Petra de Haas
thuộc KNCV nhận định "đây thực sự là một
bước đột phá, bởi phương pháp này có thể
thực hiện được ở cả các phòng thí nghiệm quy
mô nhỏ" và sẽ giúp cứu sống nhiều bệnh nhi
trong số 650 trẻ tử vong vì bệnh lao mỗi ngày.
Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO),
bệnh lao là căn bệnh truyền nhiễm gây tử
vong nhiều nhất trên thế giới, với hơn 1,7
triệu ca tử vong trên toàn cầu trong năm
2017. Mặc dù vậy, trên thực tế, các khoản chi
phí cho việc nghiên cứu bệnh lao trên thế giới
hiện mới chỉ bằng 1/10 so với nghiên cứu
HIV/AIDS.
Theo vietnamplus.vn, 26/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Thiết bị dán cảnh báo tình trạng sức khỏe làm từ giấy
Sau một cuộc phẫu thuật tim, việc tự
theo dõi ở nhà của bệnh nhân mà không có sự
can thiệp của bác sỹ thường có nhiều rủi ro và
nguy hiểm. Do đó, hãy tưởng tượng bạn có thể
tự theo dõi tình trạng trái tim của mình chỉ
bằng cách dán một miếng dán đơn giản lên cơ
thể. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Purdue đã
và đang từng bước thực tế hóa giải pháp này.
Nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí
ACS Advanced Materials and Interfaces.
"Lần đầu tiên, chúng tôi tạo ra các
cảm biến điện tử làm từ giấy, ai cũng có thể
dán lên da, giảm các chi phí điều trị cá
nhân", Ramses Martinez, chủ nhiệm đề tài
nghiên cứu và là PGS. kỹ thuật công nghiệp
và y sinh tại Đại học Purdue, cho biết.
Các "nhãn dán thông minh" được làm
từ cellulose có đặc tính tương thích sinh học
và thoáng khí. Chất liệu này được dùng để
theo dõi các hoạt động thể chất và cảnh báo
người đeo về những rủi ro sức khỏe có thể
xảy ra theo thời gian thực. Bên cạnh đó,
chuyên gia y tế có thể sử dụng miếng dán như
các cảm biến cấy ghép để theo dõi tình trạng
giấc ngủ của bệnh nhân vì chúng hoàn toàn
tương thích và không gây ra bất kỳ phản ứng
bất lợi nào cho các cơ quan trong cơ thể. Các
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 57/74
vận động viên cũng có thể sử dụng công nghệ
này để theo dõi cơ thể của họ trong khi tập
thể dục và bơi lội.
Những miếng dán này được thiết kế
theo hình dạng uốn khúc giúp cho thiết bị
mỏng và căng ra giống da người để người
dùng không hề có cảm giác là đang đeo chúng.
Để khắc phục hạn chế của vật liệu giấy
là nhanh bị phân rã khi bị ướt do nước hoặc
mồ hôi, miếng dán được phủ một lớp phân tử
chống nước, dầu, bụi và vi khuẩn. Chi phí cho
một nhãn dán thông minh khoảng 5 USD, có
thể thực hiện bằng cách in, sản xuất tương tự
như công nghệ in sách ở tốc độ cao.
“Chi phí sản xuất thấp và phù hợp với
các kỹ thuật sản xuất đại trà cho phép loại
cảm biến dán dùng một lần này có thể ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực chăm sóc sức
khỏe”, Martinez nói.
Công nghệ này đã được cấp bằng sáng
chế, thông qua Văn phòng Thương mại hóa
Công nghệ của Đại học Purdue. Các nhà sáng
chế đang tiếp tục tìm kiếm đối tác để thử
nghiệm và thương mại hóa công nghệ.
Theo cesti.gov.vn, 26/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Loại thuốc kháng sinh mới được mệnh danh 'con ngựa thành Troia
Tương tự con ngựa thành Troia, kháng
sinh mới cefiderocol đánh lừa vi khuẩn khiến
chúng tự đưa thuốc vào tế bào.
Trong bối cảnh các loại kháng sinh
quen thuộc dần bị vô hiệu hóa, tập đoàn
Shionogi (Nhật Bản) đã phát triển loại thuốc
mới có tên cefiderocol. Theo BBC, nguyên lý
hoạt động của cefiderocol giống như việc sử
dụng con ngựa thành Troia trong thần thoại
Hy Lạp. Cụ thể, sắt được sử dụng để đánh lừa
vi khuẩn gây bệnh, giúp thuốc kháng sinh
xâm nhập sâu vào chúng.
Thử nghiệm trên 448 người bị nhiễm
trùng thận hoặc đường tiết niệu cho thấy
cefiderocol hiệu quả tương đương các phương
pháp hiện tại. Bác sĩ Simon Portsmouth,
trưởng nhóm nghiên cứu cho biết với các ca
nhiễm trùng cấp, một phản ứng của hệ miễn
dịch là tạo ra môi trường nghèo sắt. Để phản
ứng lại, vi khuẩn tăng lượng sắt lên cao. Ở
kháng sinh mới, cefiderocol liên kết với sắt,
khiến vi khuẩn nhầm lẫn và tự đưa thuốc vào
tế bào của chúng. Cuối cùng, vi khuẩn bị tiêu
diệt.
Kết quả trên được công bố trên tạp chí
Bệnh truyền nhiễm Lancet và được đánh giá
là rất đáng khích lệ. Vi khuẩn kháng kháng
sinh khiến nhiều bệnh nhiễm trùng không thể
điều trị được, đe dọa tính mạng bệnh nhân.
Báo cáo Đánh giá vấn đề kháng kháng sinh
dự đoán tới năm 2050, thế giới sẽ có tới 10
triệu ca tử vong hàng năm do kháng thuốc.
Tuy nhiên, nguồn cung của cefiderocol
đang khan hiếm. Giáo sư Serge Mostowy
thuộc Trường Vệ sinh và Y học Nhiệt đới
London (Anh) cho rằng loại thuốc này vẫn
chưa thể được đưa vào sản xuất đại trà dù rất
tiềm năng. Giáo sư nhận định cần thêm nhiều
thử nghiệm để đảm bảo tính an toàn và hiệu
quả của cefiderocol.
Các nhà nghiên cứu đang thử
nghiệm cefiderocol ở bệnh nhân viêm phổi và
mắc các vi khuẩn kháng nhóm kháng sinh
mạnh carbapenem nhưng nhận thấy tác động
của cefiderocol không có gì khác. Do đó, tìm
ra kháng sinh với cơ chế diệt vi khuẩn hoàn
toàn mới là vấn đề vô cùng cấp bách.
Theo vnexpress.net, 29/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 58/74
Mỹ bào chế được thuốc cứu mô tim bị đói oxy
Thuốc OMX-CV cho phép phân phối oxy trực tiếp đến thẳng các mô của tim mà
không gây ra tác dụng phụ - Ảnh: Pixabay
Các nhà khoa học Mỹ đã bào chế
thành công loại thuốc đưa oxy trực tiếp vào
mô tim giúp cứu sống nhiều bệnh nhân bị tai
nạn hoặc mắc các bệnh về tim mạch, ung thư
khi tim có thể lâm vào tình trạng thiếu oxy rất
nguy hiểm.
Theo tạp chí PLOS Biology, các nhà
khoa học ở Đại học California, Mỹ, đã phối
hợp với công ty Omniox, Inc. bào chế thành
công loại thuốc có tên OMX-CV, có thể khôi
phục lại hoạt động của tim bị tổn thương bởi
tình trạng thiếu oxy. Do chấn thương cũng
như các bệnh về hệ tim mạch, ung thư mà tim
có thể lâm vào tình trạng thiếu oxy rất nguy
hiểm.
Không giống như các chế phẩm dựa
trên hemoglobin, thuốc OMX-CV cho phép
chuyển oxy trực tiếp đến thẳng các mô của
tim mà không gây ra tác dụng phụ. Thực chất,
loại thuốc mới có thành phần chính là protein
của loài vi khuẩn H-NOX với cấu trúc hóa
học biến đổi, đã được thử nghiệm thành công
trên động vật.
Thuốc gắn kết với oxy, mà không tác
động đến oxit nitric. Mối liên kết vẫn tồn tại
cho đến khi protein đi vào các mô bị ảnh
hưởng bởi tình trạng thiếu oxy. Sau đó, khi
mối liên kết bị phá vỡ, oxy được giải phóng.
Hệ thống phân phối oxy trực tiếp đến thẳng
các mô tim như vậy là hoàn toàn an toàn, cho
phép áp dụng ngay cả đối với các bệnh nhân
là trẻ nhỏ.
Theo motthegioi.vn, 24/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Kiểm soát huyết áp cao bằng loại thuốc mới cho người không tập thể dục
Một khám phá về chức năng trong gan
được công bố trên tạp chí Cell Reports gần
đây có thể dẫn đến một phương pháp kiểm
soát huyết áp mới đó là tạo ra viên thuốc bắt
chước tác dụng của thể dục.
Các nhà khoa học từ Đại học Toledo ở
Ohio cho biết, ý tưởng viên thuốc này sẽ tăng
mức độ của hợp chất giúp kiểm soát huyết áp
của cơ thể mà không cần phải tập thể dục
nhiều hơn hoặc ăn ít muối hơn.
Việc tiêu thụ nhiều natri - yếu tố nguy
cơ cao đối với huyết áp cao - làm giảm chất
xenton. Xenton (còn được gọi là cơ thể
ketone) là chất chuyển hóa của quá trình oxy
hóa chất béo và được sản xuất trong gan. Các
ketone tuần hoàn quan trọng nhất trong máu
là acetoacetate (AcAc) và 3-beta-
hydroxybutyrate (3HB). Chức năng chính của
chúng là cung cấp nhiên liệu não, vì não chỉ
có thể sử dụng các cơ thể glucose và ketone
để tạo năng lượng. Ngoài ra, xeton có thể
hoạt động như kích thích tố và bị oxy hóa
thành cơ trong khi tập thể dục.
Bina Joe, giáo sư tại Khoa Sinh lý và
Dược lý tại Trường Đại học Toledo, tác giả
nghiên cứu cao cấp, cho biết nghiên cứu của
họ là nghiên cứu đầu tiên giới thiệu khái niệm
nhắm vào chức năng gan để kiểm soát huyết
áp.
Khi cô và nhóm nghiên cứu của bà sau
khi tiến hành xem xét các nghiên cứu trước
đây, họ đã thấy ở một số người được quan sát,
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 59/74
mức beta-hydroxybutyrate tăng lên phù hợp
như khi tập thể dục hoặc hạn chế calo (cả hai
cách này đều được biết là có thể giảm huyết
áp).
Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng, cơ thể đã
sản sinh ra xeton nhanh chóng trong điều kiện
thiếu năng lượng như khi hạn chế calo và tập
thể dục kéo dài. Đây là hai yếu tố liên quan
đến lợi ích sức khoẻ giúp hạ huyết. Như vậy,
việc tiêu thụ thừa muối sẽ làm giảm nồng độ
chất beta-hydroxybutyrate tuần hoàn. Việc đưa
beta-hydroxybutyrate trở lại trong hệ thống,
huyết áp bình thường đã được phục hồi.
Huyết áp cao (tăng huyết áp) ảnh
hưởng đến khoảng 1/3 ba người trưởng thành
ở Hoa Kỳ và ngày càng ảnh hưởng đến những
người trẻ tuổi. Huyết áp cao là bệnh phổ biến
trong nhóm tim mạch, bệnh gây nhiều biến
chứng nguy hiểm như: tai biến mạch máu
não, suy tim, suy thận, nhồi máu cơ tim, mù
lòa và có thể dẫn đến tử vong. Căn bệnh này
cũng là hai nguyên nhân gây tử vong hàng
đầu ở Hoa Kỳ.
Trong nghiên cứu gần đây, các nhà
khoa học đã cho chuột uống 1,3-butanediol.
Đây là enzym chuyển thành beta-
hydroxybutyrate trong gan trước khi nó
chuyển hoá sang thận. Họ quan sát thấy rằng
khi nó đến thận, beta-hydroxybutyrate ngoài
việc làm giảm viêm thận, nó giảm huyết áp
một cách đáng kể.
Lựa chọn mới cho những người không
thể tập thể dục
Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu xem hợp
chất này có thể có tác dụng tương tự như thế
nào đối với các cơ quan và hệ thống khác,
chẳng hạn như tim, não và mạch máu. Họ
cũng lên kế hoạch so sánh nồng độ beta-
hydroxybutyrate ở những người mắc và
không mắc bệnh huyết áp cao.
Nhóm nghiên cứu kiến nghị cần
nghiên cứu thêm để tìm ra liều 1,3-butanediol
tốt nhất có thể kiểm soát huyết áp và đánh giá
tính an toàn và tác dụng phụ của nó cũng như
triển khai thử nghiệm trên lâm sàng.
Giá trị của những phát hiện này ngoài
giúp mọi người có thể kiểm soát huyết áp của
họ mà không cần phải đến phòng tập thể dục
mà nó cung cấp một lựa chọn mới cho những
người vì nhiều lý do khác không thể tăng
cường luyện tập thể dục.
Tác giả nghiên cứu nhấn mạnh, thuốc
này có thể kiểm soát bệnh tăng huyết áp nhạy
cảm với muối mà không cần tập thể dục.
Theo vista.gov.vn, 24/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Hà Lan phát triển vòng đeo tay cảnh báo cơn động kinh
Vòng đeo tay thông minh Nightwatch - Ảnh: Livassured
Vòng đeo tay do các nhà khoa học Hà
Lan phát triển theo dõi được 2 chỉ số chính
đặc trưng của chứng động kinh: tăng nhịp tim
và co cơ hỗn loạn, có thể giúp giảm được 2/3
số ca tử vong.
Theo tạp chí Neurology, các nhà khoa
học Hà Lan đã phát triển chiếc vòng tay
thông minh Nightwatch theo dõi nhịp tim và
vận động của người dùng. Trong trường hợp
thiết bị thông báo tăng nhịp tim và co thắt của
các cơ đặc trưng cho cơn động kinh, đèn chỉ
báo sẽ chuyển sang màu đỏ và phát thông báo
cấp cứu cho nhân viên y tế.
Những cơn động kinh lặp đi lặp lại
thường xảy ra khi có tác động của một số yếu
tố bên ngoài và bên trong nhất định. Được
biết, một cơn động kinh có thể là cảm giác
phát sinh từ những tác động của ánh sáng đèn
nhấp nháy. Ngoài ra, co giật động kinh có thể
đi kèm với kinh nguyệt cũng như xảy ra đồng
bộ với các chu kỳ ngủ và thức tỉnh. Trong
trường hợp xảy ra động kinh khi ngủ thì hầu
như khó kiểm soát và ngăn chặn hậu quả nếu
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 60/74
không sử dụng các thiết bị giám sát đặc biệt
(thường bằng phương pháp xâm lấn).
Các nhà khoa học ở Đại học Utrecht,
Hà Lan, dưới sự hướng dẫn của nhà nghiên
cứu Johan Arends đã phát triển chiếc vòng
đeo vào tay của bệnh nhân và theo dõi 2 chỉ
số chính đặc trưng của chứng động kinh: tăng
nhịp tim và co cơ hỗn loạn. Khi nhận được tín
hiệu từ cả hai chỉ số này, màu của chỉ báo
trên vòng đeo tay thay đổi và gửi âm thanh
thông báo tới nhân viên y tế.
Hiệu quả của vòng đeo tay đã được thử
nghiệm trên 28 bệnh nhân bị động kinh: mỗi
người đều đeo vòng tay trong ít nhất 65 đêm.
Tổng cộng, các nhà khoa học đã phân tích dữ
liệu qua 1.826 đêm, ghi nhận 809 cơn động
kinh. Vòng đeo tay nhận biết chính xác 85%
các trường hợp lên cơn động kinh và thông báo
chính xác 96% các cơn động kinh nguy hiểm.
Các nhà khoa học hy vọng rằng việc
sử dụng vòng tay tiện ích này không chỉ cải
thiện và đơn giản hóa việc theo dõi các cơn
động kinh, mà còn có thể giảm số ca tử vong
đột ngột do lên cơn động kinh trong khi ngủ.
Theo ước tính của họ, việc sử dụng
vòng tay Nightwatch sẽ giảm 2/3 số ca tử
vong như vậy.
Theo motthegioi.vn, 30/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Bề mặt chống dính “thông minh” có khả năng tự điều chỉnh
Các nhà nghiên cứu tại Đại học
McMaster (Canada) đã giải quyết được một
vấn đề y học phức tạp bằng kỹ thuật phủ bề
mặt chống dính – ngăn mọi thứ từ vi khuẩn,
virus đến tế bào sống ở trên bề mặt - nhưng
có khả năng điều chỉnh cho phép một chất
mục tiêu xác định bám vào.
Khám phá trên hứa hẹn nhiều ứng
dụng quan trọng trong y tế và một số ngành
khác, cho phép cấy ghép mạch máu, thay thế
van tim và khớp nhân tạo mà không tạo ra
nguy cơ nhiễm trùng hoặc máu đóng cục.
Công nghệ nano này cũng làm giảm
đáng kể số lượt kết quả dương tính/âm tính
không cần thiết gây ra bởi các chất không phải
mục tiêu xét nghiệm trong máu và nước tiểu.
Máu trượt ra khỏi bề mặt chống thấm ở bên trái,
nhưng bám vào bề mặt không được xử lý ở bên phải. Ảnh: Kevin Patrick Robbins, Đại học McMaster
(Canada)
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí
ACS Nano cách đây ít ngày này đã giúp hoàn
thiện công nghệ bề mặt chống thấm có từ năm
2011. Công nghệ trước đây rất hữu dụng
trong việc chống thấm nước điện thoại và
kính chắn gió cũng như chống hoàn toàn vi
khuẩn bám vào bề mặt khu vực sơ chế thực
phẩm, nhưng lại khá hạn chế khi áp dụng
trong ngành y tế – lĩnh vực đòi hỏi một số kết
dính bề mặt xác định.
“Việc có những bề mặt chống dính
hoàn toàn là một thành tựu to lớn, nhưng để
tối đa hóa lợi ích của các bề mặt đó, chúng tôi
cần tạo ra một bề mặt có chọn lọc hơn, cho
phép một số chất cụ thể bám lại trên nó” –
Tiến sĩ Tohid Didar, trưởng nhóm nghiên cứu
thuộc Khoa cơ khí kỹ thuật của Trường Kỹ
thuật y sinh, ĐH McMaster, giải thích.
Ví dụ, trong trường hợp cấy ghép van
tim nhân tạo, một lớp phủ chống thấm có thể
ngăn tế bào máu bám vào tạo thành cục máu
đông, giúp cho người bệnh an toàn hơn.
"Một lớp phủ chống các tế bào máu
bám dính có khả năng giúp loại bỏ sử dụng
các loại thuốc hậu phẫu để giảm nguy cơ vón
cục máu như warfarin,” Sara Imani, nghiên
cứu sinh ngành Kỹ thuật Y sinh tại trường và
là đồng tác giả nghiên cứu trên, giải thích.
Tuy nhiên, cô cho biết thêm, một lớp
phủ chống bám dính hoàn toàn sẽ ngăn cơ thể
tích hợp van nhân tạo vào các mô tim. Trong
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 61/74
khi nếu dùng một bề mặt cho phép chỉ tế bào
mô tim bám vào, cơ thể có thể tiếp nhận các
van mới một cách tự nhiên và tránh được
nguy cơ đào thải. Các bề mặt chống dính có
chọn lọc tương tự có thể dùng trong các kiểu
cấy ghép khác như ghép khớp nhân tạo hoặc
đặt giá đỡ mở mạch vành.
Xét nghiệm chẩn đoán các chất lỏng phức tạp
như máu và nước tiểu
Thêm vào đó, các bề mặt chống bám
dính chọn lọc có thể giúp các xét nghiệm
chẩn đoán chính xác hơn bằng cách chỉ cho
phép những đối tượng cụ thể của xét nghiệm -
ví dụ: virus, vi khuẩn hoặc tế bào ung thư -
dính vào bề mặt bộ cảm biến sinh học. Đây là
một ưu điểm quan trọng khi xét nghiệm các
chất lỏng phức tạp như máu và nước tiểu.
Nhóm nghiên cứu đã cộng tác với thạc
sĩ Jeffrey Weitz thuộc Viện nghiên cứu huyết
khối và xơ vữa động mạch tại Tổ chức Khoa
học Sức Khỏe Hamilton (Canada) để tìm hiểu
những vấn đề liên quan đến cấy ghép trong
thực tế. Họ đang trong giai đoạn tiếp theo
nhằm đưa kết quả vào ứng dụng lâm sàng.
Theo khoahocphattrien.vn, 31/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Hydrogel hóa trị liệu có thể chống ung thư da từ bên ngoài
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện các bước đầu tiên hướng tới một loại gel hóa trị liệu có thể
được cọ xát vào da để điều trị u ác tính
Ung thư da dường như là loại ung thư
dễ dàng nhất để giải quyết, vì nó ngay ở bên
ngoài của cơ thể, do đó, loại bỏ có phải đơn
giản và an toàn? Là một câu hỏi được đặt ra.
Không có gì đáng ngạc nhiên khi thực tế
không đơn giản như vậy và việc điều trị
thường vẫn cần hóa trị, được truyền tĩnh
mạch và có thể gây ra một loạt những tác
dụng phụ khó chịu. Bây giờ, các nhà khoa
học đang thực hiện bước đầu tiên đối với một
loại hóa chất có thể được "bôi" lên da.
Các nhà nghiên cứu đã tìm cách áp
dụng hóa trị liệu hoặc phương pháp điều trị
khác trực tiếp cho các tế bào khối u là lĩnh
vực nghiên cứu chính về ung thư. Những đột
phá gần đây bao gồm kỹ thuật: hạt nano được
tiêm vào và sau đó chỉ được kích hoạt tại vị
trí khối u bằng cách sử dụng các xung tia X,
tạo ra oxy đơn để tiêu diệt tế bào ung thư. Các
nghiên cứu tương tự đã sử dụng ánh sáng
hồng ngoại để làm nóng hạt nano vàng, chúng
xâm nhập vào khối u bằng cách đi quá nhiều
trên tế bào bạch cầu. Nhưng những kỹ thuật
này được sử dụng để tách tế bào ung thư ẩn
sâu bên trong cơ thể, nơi khó tiếp cận. U ác
tính trở nên dễ dàng hơn để nhắm mục tiêu,
cho sự xuất hiện của chúng trên da. Vì vậy,
các nhà khoa học đã phát triển hydrogel hóa
trị liệu có thể được bôi tại chỗ.
Gel được thiết kế để giúp thành phần
chống hoạt động ung thư xâm nhập sâu vào
da. Trong trường hợp này, đó là thuốc hóa trị
liệu paclitaxel, được bọc trên bề mặt và sau
đó là một vài lớp phospholipid. Kết quả là,
các hạt nano được gọi là "transferomes", và
các chất hoạt tính bề mặt cho phép chúng lướt
qua da dễ dàng hơn nơi chúng có thể làm việc
với tế bào ung thư. Trong thử nghiệm trên
chuột, nhóm nghiên cứu đã cho nhóm chuột
thứ nhất sử dụng gel bôi lên khối u ác tính
mỗi ngày một lần, cũng như cho tiêm
paclitaxel vài ngày, trong khi nhóm thứ hai
chỉ nhận được tiêm. Sau 12 ngày, khối u ở
chuột được bôi gel có kích thước bằng một
nửa kích thước của nhóm được tiêm thuốc,
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 62/74
kết quả cho thấy điều trị tại chỗ đã giúp làm
chậm sự phát triển của bệnh ung thư. Các nhà
khoa học cho biết, vẫn cần thêm những
nghiên cứu sâu hơn nữa để đi đến những thử
nghiệm trên con người.
Nghiên cứu này đã được công bố trên
tạp chí ACS Nano.
Theo vista.gov.vn, 04/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Vắc xin ung thư mới có thể giải quyết các khối u dương tính với HER2
Một loại vắc-xin ung thư mới cho thấy hứa hẹn
trong điều trị ung thư HER2 dương tính
Nghiên cứu mới cho thấy vắc-xin ung
thư mới có hiệu quả điều trị một loạt các bệnh
ung thư dương tính HER2 dương tính, bao
gồm ung thư vú di căn HER2 dương tính.
Ung thư vú dương tính với HER2 là
ung thư vú có liên quan tới một loại protein
được gọi là thụ thể của yếu tố tăng trưởng
thượng bì (HER2). Trong một tế bào vú khỏe
mạnh, HER2 là trách nhiệm sửa chữa các tế
bào và phát triển nhiều tế bào hơn. Khi xảy ra
đột biến gen HER2, nó gây ra sự gia tăng
không kiểm soát được trong protein HER2.
Điều này khiến các tế bào phát triển và phân
chia không kiểm soát, có thể dẫn đến ung thư.
Ung thư vú HER2 dương tính có xu hướng
hung hăng hơn và lây lan nhanh chóng hơn
bệnh ung thư khác. Có khoảng 20% của các
trường hợp ung thư vú, gen HER2 không hoạt
động chính xác.
Tuyến vú không phải là cơ quan duy
nhất bị ung thư dương tính với HER2 mà các
cơ quan khác như bàng quang, tụy, buồng
trứng và dạ dày cũng có thể bị ung thư dương
tinh với HER2.
Một nghiên cứu mới đây đã khẳng
định một phương pháp điều trị mới có thể giải
quyết được căn bệnh ung thư này. Nhóm các
nhà khoa học do Tiến sĩ Jay A. Berzofsky,
Trưởng chi nhánh vắc-xin , Trung tâm
Nghiên cứu Ung thư tại Viện Ung thư Quốc
gia (NCI), Bethesda, MD, đã phát hiện ra một
loại vắc-xin ngừa ung thư trước đó đã được
chứng minh lâm sàng có nhiều lợi ích đối với
các bệnh nhân ung thư dương tính với HER2.
Những phát hiện này đã được Tiến sĩ
Berzofsky và nhóm của ông trình bày tại Hội
nghị miễn dịch ung thư quốc tế CRI-CIMT-
EATI-AACR lần thứ tư được tổ chức tại
thành phố New York với chủ đề “Translating
Science into Survival”.
Vaccine hoạt hoá ở hơn một nửa số
bệnh nhân
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các tế
bào miễn dịch lấy từ máu của 17 bệnh nhân
ung thư, và họ đã tiến hành“sửa đổi” chúng
trong phòng thí nghiệm. Vắc xin cuối cùng
chứa các tế bào đuôi gai của chính bệnh nhân
đã được biến đổi gen với một adenovirus để
tái tạo các mảnh của protein HER2.
Adenovirus là các virus có lõi là Adn,
đường kính 80 -100 mm vỏ capsid có 252
capxome. Virus có cấu trúc hình khối đa diện
với các mặt là hình tam giác đều, không có
bao ngoài. Virus có chứa 13% là ADN và
87% là protein. Trọng lượng phân tử của
ADN là 175ì166 Da. Vỏ capcid có các thành
phần được gọi là hexon, penton và fiber.
Hexon là capsome nằm ở mặt bên, các penton
nằm ở đỉnh (virus có 12 đỉnh), fiber là các sợi
nhỏ nhỏ gắn vào các đỉnh và là một phần của
penton. Adenovirus thuộc họ Adenoviridae
chia ra làm hai nhóm chính là một nhóm gây
bệnh ở chim là Aviadenovirus và nhóm gây
bệnh ở động vật có vú (Mastadenovirus).
Virus gây bệnh ở người chủ yếu thuộc nhóm
Mastadenovirus. Người ta đã phân lập được
47 type Adenovirus ở người và một số loài
động vật khác. Adenovirus gây bệnh cho
người được chia làm 6 nhóm ký hiệu A- F
dựa vào đặc điểm sinh lý, sinh hoá và sinh
học phân tử. Năm 1953, Rowe và cộng sự
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 63/74
phân lập được các chủng Adenovirus đầu tiên
từ mô sùi vòm họng và hạch hạnh nhân của
người. Vì chúng gây thoái hóa tế bào nên
được gọi là virus A.D (Adenoid
degenerative). Sau đó những virus tương tự
được phân lập từ người lành và người bệnh
với các tên gọi khác nhau như: virusAPC
(Adeno Pharyngeal Conjunctival), virusARD
(Acute Respiratory Diseases)... Năm 1956,
tên Adenovirus được đặt cho nhóm này và tên
này được dùng cho đên ngày nay. Adenovirus
thuộc họ Adenoviridae. Có hai giống được
công nhận là Aviadenovirus (chim) và
Mastadenovirus (người và động vật có vú).
Các Adenovirus người gồm có 41 type huyết
thanh khác nhau, trong đó có nhiều type
huyết thanh có thể gây bệnh cho người.
Các nhà khoa học đã tiêm vaccine này
cho những người tham gia ở giai đoạn đầu
nghiên cứu và sau đó tiêm vào các tuần 4, 8,
16 và 24 tiếp đó. Có 06 (sáu) trong số những
người tham gia được tiêm liều thấp nhất của
vắc-xin (5 triệu tế bào đuôi gai trong một lần
tiêm) và 11 người tham gia được tiêm liều
chứa 10 hoặc 20 triệu tế bào đuôi gai.
Những người tham gia thuộc nhóm
tiêm liều thấp nhất không thu được lợi ích từ
phép điều trị mới này (không thấy hiệu quả).
Tuy nhiên, trong số11 người được tiêm vắc
xin liều cao hơn, có 06 người có đáp ứng với
phương pháp điều trị này.
Cụ thể hơn, một người bị ung thư
buồng trứng đã có phản ứng hoàn toàn với
phép điều trị bằng vắc xin này và hiệu quả
điều trị kéo dài trong suốt 89 tuần. Một bệnh
nhân khác bị ung thư dạ dày đáp ứng một
phần của điều trị, hiệu quả điều trị từ vắc-xin
kéo dài trong 16 tuần.
Đối với 04 người tham gia còn lại có
bệnh tình ổn định. Có 02 người trong số này
bị ung thư đại tràng, một người bị ung thư
tuyến tiền liệt và một người khác bị ung thư
buồng trứng.
Thuốc chủng ngừa không gây ra bất kỳ
phản ứng bất lợi nào cần điều trị.
“Trên cơ sở các dữ liệu về mức an toàn và lợi
ích lâm sàng hiện có, liều vắc-xin đã được
tăng lên 40 triệu tế bào đuôi gai mỗi lần tiêm,
và thử nghiệm mở ra cho những bệnh nhân
trước đây được điều trị bằng liệu pháp nhắm
mục tiêu HER2 , bao gồm cả bệnh nhân ung
thư vú”, bác sĩ Berzofsky nói.
Ông không ngừng giải thích lợi ích của
việc sử dụng hệ thống miễn dịch trong cuộc
chiến chống ung thư rằng: “Liệu pháp miễn
dịch điều phối tinh vi tính đặc hiệu của hệ
miễn dịch để tiêu diệt ung thư, và một số loại
có thể có ít tác dụng phụ hơn liệu pháp hóa
trị thông thường. Nhóm nghiên cứu đang sử
dụng phương pháp vắc-xin để tạo đáp ứng
miễn dịch với HER2. Đây là thụ thể thúc đẩy
sự phát triển của một số loại ung thư, bao
gồm ung thư vú, buồng trứng, phổi, đại trực
tràng và dạ dày thực quản”.
“Kết quả nghiên cứu này cho thấy
chúng tôi có một loại vắc-xin rất hứa hẹn cho
các bệnh ung thư có biểu hiện HER2 quá
mức. Chúng tôi hy vọng rằng một ngày nào
đó vắc-xin này sẽ cung cấp một lựa chọn điều
trị mới cho những bệnh nhân bị mắc các bệnh
ung thư này”, Jay A. Berzofsky nhấn mạnh.
Tuy nhiên, nghiên cứu cũng có một số
hạn chế do kích thước mẫu nhỏ và thiếu
nhóm giả dược.
Theo vista.gov.vn, 11/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Công nghệ mới phát hiện khối u Một giáo sư tại Đại học Chung Cheng
(CCU) Đài Loan vừa sáng tạo ra một con chip
có thể phát hiện các dấu hiệu khối u trong giai
đoạn đầu của bệnh ung thư. Nhà nghiên cứu
này đang hợp tác với các nhà cung cấp và
công ty y tế để thương mại hóa công nghệ
mang tính cách mạng này.
Dấu hiệu khối u là các chất, thường là
protein, có thể được đo bằng xét nghiệm máu.
Có thể phát hiện sự hiện diện của một số loại
ung thư khi tỷ lệ của chúng cao bất thường.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 64/74
Những phân tích này sau đó được bổ sung
bằng các xét nghiệm khác nhau để xác định
chẩn đoán ung thư như siêu âm, chụp MRI,
chụp X quang và sinh thiết không thể thiếu.
Đánh dấu khối u là một trong các các công cụ
chẩn đoán ung thư, họ cũng đo phản ứng của
người bệnh để điều trị. Chúng cũng được sử
dụng như các công cụ giám sát sau xử lý.
Phương pháp này có thể phát hiện các
dấu hiệu khối u trong lưu lượng máu trong
giai đoạn đầu của ung thư. Ngày nay, các
phương pháp chẩn đoán truyền thống chỉ có
thể phát hiện các dấu hiệu khi có nồng độ
protein cao, trong giai đoạn cuối của ung thư.
Chip mới cho phép phân tích mẫu máu hoặc
nước tiểu và cần một ứng dụng điện áp thấp
khoảng 36 vôn.
Công nghệ này, đã mất 5 năm để phát
triển, hiện đang đẩy nhanh quá trình phát hiện
các khối u từ một ngày thử nghiệm xuống còn
chỉ trong 30 phút.
Ngoài việc tìm kiếm đối tác thương
mại để thương mại hóa công nghệ này, Lee
đang làm việc với một nhóm nghiên cứu của
Nga để phát triển một công nghệ tương tự để
phát hiện bệnh Alzheimer.
Theo vista.gov.vn, 15/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Nga phát minh thiết bị lai sinh học giúp chẩn đoán sớm ung thư
(Nguồn: sputniknews)
Truyền thông Nga ngày 23/10 đưa tin
các nhà khoa học nước này vừa phát minh một
thiết bị chẩn đoán sớm ung thư và bệnh lao.
Theo ông Alexander Panfilov, trưởng
nhóm nghiên cứu thuộc Quỹ các dự án nghiên
cứu tiên tiến của Nga, cho biết đây là một
thiết bị lai sinh học (biohydrid), và để phát
huy tác dụng, hệ thống lai sinh học này cần sử
dụng chuột như một "thiết bị" dò.
Khả năng chẩn đoán sớm ung thư và
bệnh lao của thiết bị biohydrid này được tính
toán dựa trên một thiết bị toán học được tạo
ra từ các điện cực gắn trên chuột.
Thiết bị toán học này chịu trách nhiệm
diễn giải nhịp sinh học của chuột khi cơ quan
cảm nhận của chúng phản ứng đối với các
yếu tố ung bướu từ hơi thở con người.
Qua thử nghiệm, hệ thống chẩn đoán
này có khả năng phát hiện các ca bệnh ung
thư ở giai đoạn đầu hoặc giai đoạn thứ 2
thông qua dữ liệu phân tích hơi thở của một
bệnh nhân trong thời gian rất ngắn.
Trong khi đối với các ca ung thư phổi
ở giai đoạn 2 và 3, tỷ lệ chẩn đoán thành công
khi sử dụng hệ thống này lên tới hơn 90%.
Ở thời điểm hiện tại, phương pháp chẩn
đoán bằng thiết bị lai sinh học tiêu tốn 5 phút.
Tuy nhiên, các nhà khoa học Nga đã đặt mục
tiêu giảm thời gian chẩn đoán bệnh còn 1 phút.
Trên thực tế, một loạt hệ thống tương
tự cũng đang được phát triển trên thế giới,
nhưng các nhà khoa học Nga đã trở thành
những nhà tiên phong cho ra đời thiết bị đầu
tiên thực sự có hiệu quả này.
Theo vietnamplus.vn, 22/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 65/74
Thiết bị vi lưu giúp các nhà khoa học xác định những dấu hiệu di truyền sớm của bệnh ung thư
Chrissy O'Keefe, nghiên cứu sinh tiến
sỹ tại Khoa Kỹ thuật y sinh đã nghiên cứu tìm
kiếm những thay đổi tinh tế của ADN trong
các tế bào ung thư trong số nhiều tế bào khỏe
mạnh. Công việc này được thực hiện nhờ có
một thiết bị do nhóm nghiên cứu của bà
O'Keefe chế tạo để phân tích các mẫu máu ở
cấp độ phân tử nhằm phát hiện ung thư ở giai
đoạn rất sớm trước khi các triệu chứng xuất
hiện.
"Vì máu đi đến tất cả các mô trong cơ
thể, bao gồm cả các tế bào ung thư, nên mang
theo cả các mảnh ADN ung thư", bà O'Keefe
giải thích. "Dù phân tích phân tử đã mang lại
những tiến bộ to lớn, nhưng vẫn còn nhiều
hạn chế về khả năng phát hiện các biến đổi
gen hiếm có hoặc không thường xuyên và các
chỉ dấu hiếm gặp".
Trong báo cáo nghiên cứu được công
bố trên tạp chí Science Advances, các nhà khoa
học đã mô tả các kỹ thuật phần cứng và phần
mềm phân tích phân tử do nhóm nghiên cứu
phát triển để xác định những thay đổi ADN
một cách dễ dàng và hiệu quả. Nhóm nghiên
cứu bao gồm Jeff Wang, giảng viên nòng cốt
của Viện Công nghệ NanoBio và một giáo sư
tại Khoa Cơ khí cùng với Tom Pisanic, nhà
nghiên cứu cao cấp của tại Viện Nghiên cứu
công nghệ nano sinh học Johns Hopkins.
Bà O’Keefe giải thích ADN ung thư,
giống như ADN của tất cả các sinh vật, thay
đổi để đáp ứng với môi trường và tạo ra
những thay đổi giúp nó tồn tại lâu dài. Những
thay đổi như đột biến, đột biến khung hình và
methyl hóa, có thể rất lớn và rõ nét, nhưng
một số thay đổi lại nhỏ và gần như không
đáng kể. Những thay đổi nhỏ thậm chí là 1
nucleotide trên 1 gen duy nhất, có thể mang
lại lợi thế cho ADN ung thư. Do đó, việc phát
hiện những thay đổi sớm đó sẽ thông báo cho
bác sĩ về các vấn đề có thể xảy đến, cho phép
thực hiện can thiệp y tế ngay lập tức và tăng
khả năng sống còn cho bệnh nhân.
Bà O'Keefe cho rằng: “Bí mật sinh học
dẫn đến thành công là khả năng thích ứng và
đa dạng hóa. Nó duy trì sự cân bằng nghiêm
ngặt giữa một số thay đổi và quy định chặt
chẽ để đảm bảo sự sinh trưởng ổn định. Tuy
nhiên, ung thư gây bất ổn cho quá trình sinh
trưởng. Để phát hiện sớm sự cố này, cần có
kỹ thuật so sánh giữa các phân tử và sử dụng
biến số này như dấu hiệu về sự nới lỏng của
quy định nghiêm ngặt”.
Để phát hiện những thay đổi nhỏ này,
nhóm nghiên cứu đã thiết lập nền tảng số
được gọi là HYPER-Melt. Đây là nền tảng vi
lưu, có nghĩa là tập trung điều chỉnh và phân
tích khối lượng nhỏ chất lỏng. Thiết bị hoạt
động bắt đầu bằng cách tách các mẫu máu
thành từng phần nhỏ hơn để dễ dàng phân
tích, xác định và tách ADN bị bệnh khỏi
ADN khỏe mạnh. Sau đó, thiết bị sẽ số hoá và
phân tích hàng nghìn phân tử riêng lẻ.
Các công nghệ khác hiện nay cung cấp
thông tin tương tự, nhưng thiết bị mới có khả
năng phát hiện đa chiều những thay đổi di
truyền và biểu sinh theo cách hiệu quả và tiết
kiệm chi phí hơn để sử dụng thường xuyên.
Thiết bị rất hữu ích cho các bác sĩ phát hiện
sớm ung thư, đặc biệt là các loại ung thư cần
thực hiện thủ thuật xâm lấn như sinh thiết, nội
soi và nội soi đại tràng.
Nhóm nghiên cứu hy vọng phương
pháp thử nghiệm có thể dẫn đến phát hiện
sớm yếu tố tiền ung thư và các bệnh khác,
giúp nâng cao nhận thức về sự phát triển của
khối u.
Theo vista.gov.vn, 22/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 66/74
Điều trị ung thư dựa trên vàng
Các nhà nghiên cứu của Viện
Technion gần đây đã phát hiện ra một phương
pháp mới có hiệu quả nhắm vào các tế bào
khiếm khuyết trong cơ thể con người mà
không làm hư hại các tế bào khỏe mạnh.
Trong thế kỷ trước, khoa học y tế đã
đạt được tiến bộ to lớn, bao gồm cả việc phát
triển các loại thuốc hiệu quả để điều trị nhiều
loại bệnh và một số bệnh ung thư. Trong
trường hợp bệnh do tác nhân bên ngoài gây ra
(vi khuẩn, vi-rút, v.v...), hiểu cơ chế tế bào
của sinh vật gây bệnh này có thể giúp phát
triển một phương pháp điều trị nhắm vào hoạt
động tế bào của nó và cuối cùng loại bỏ nó.
Trường hợp ung thư thì khó hơn. Thật
vậy, để tìm ra phương pháp điều trị phù hợp,
cần phải tìm cách để chỉ nhắm vào các tế bào
khiếm khuyết chịu trách nhiệm về căn bệnh
này trong khi không làm ảnh hưởng đến các
tế bào khỏe mạnh của bệnh nhân. Vấn đề điều
trị chống ung thư dựa trên sự hiểu biết về phát
triển khối u và, mặt khác, nhắm vào mục tiêu
điều trị. Do đó, sự phân tán ngẫu nhiên của
các loại thuốc trong toàn cơ thể thường làm
giảm hiệu quả của chúng và thậm chí tệ hơn,
làm tổn thương các mô khỏe mạnh. Ví dụ,
trong trường hợp hóa trị liệu thông thường,
phương pháp điều trị ngăn chặn tế bào phân
chia, gây rụng tóc và các vấn đề đường ruột ở
bệnh nhân.
Điều này đã dẫn đến một nỗ lực trên
toàn thế giới để phát triển các hệ thống giải
quyết thông minh có thể nhắm mục tiêu hiệu
quả hơn và cụ thể của phần cơ thể bị ảnh
hưởng bởi ung thư, an toàn cho các mô khỏe
mạnh. Đóng góp cho nỗ lực này, một nhóm
nhà nghiên cứu từ Viện Khoa Công nghệ sinh
học và Kỹ thuật thực phẩm Technion, trong
một ấn bản gần đây của tạp chí khoa học ACS
Applied Materials & Interfaces, đã công bố
công trình sáng tạo sử dụng hạt nano như một
cách để phân phối một loại thuốc.
Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Boaz
Mizrahi đã phát triển một công nghệ cho phép
điều trị bằng thuốc được chỉ định. Phương
pháp này sử dụng một polymer duy nhất chứa
các hạt nano vàng, ngoài chính thuốc đó.
Thuốc được phát tán khi chiếu xạ ánh sáng
được áp dụng cho các hạt vàng, khiến lớp phủ
polymer tan chảy.
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế vật liệu
của họ để nó có thể cung cấp thuốc điều trị
dưới tác động của ánh sáng sóng dài (NIR,
gần hồng ngoại). Ánh sáng kích hoạt các hạt
nano vàng, do đó làm tan lớp phủ polymer và
do đó giải phóng thuốc. Lợi ích chính của ánh
sáng NIR là khả năng xâm nhập vào mô cơ
thể mà không làm tổn thương nó.
Theo vista.gov.vn, 24/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Các nhà nghiên cứu cải thiện hiệu quả điều trị ung thư
Gần đây, các chuyên gia tại trường Đại
học Nghiên cứu hạt nhân quốc gia (MEPhI)
đã phối hợp với các nhà nghiên cứu tại trường
Đại học Nantes và Đại học Reims
Champagne-Ardenne ở Pháp để phát triển
một hệ thống vi mô dựa vào chấm lượng tử,
cho phép sàng lọc hiệu quả các chất ức chế
của enzym để sửa chữa tổn thương ADN
trong các tế bào ung thư nhằm đáp ứng liệu
pháp xạ trị và thuốc chống ung thư. Hướng
phát triển mới này sẽ làm tăng đáng kể hiệu
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 67/74
quả điều trị ung thư. Kết quả nghiên cứu đã
được công bố trên tạp chí Scientific Reports.
Hiệu quả điều trị của nhiều loại thuốc
ung thư dựa vào khả năng gây tổn thương cho
ADN, bao gồm phá vỡ sợi đôi ADN (DSB),
được sửa chữa nhờ sự trợ giúp của các enzym
đặc biệt. Kết quả nghiên cứu mới nhất cho
thấy các protein sửa chữa ADN làm cho các
tế bào khối u kháng thuốc và bức xạ. Do đó,
việc tìm cách ngăn chặn enzym sửa chữa tổn
thương ADN do quá trình điều trị gây ra, đã
trở thành một trong những lĩnh vực tiến bộ
nhất để tăng hiệu quả điều trị ung thư.
Các nhà nghiên cứu tại MEPhI cho
rằng để tạo ra các chất ức chế enzym mới, cần
phát triển một công cụ hiệu quả cao để phát
hiện các chất ức chế hoạt động mạnh nhất và
đánh giá hiệu quả của chúng.
"Chúng tôi đã tạo ra một hệ thống vi
mô dựa vào các chấm lượng tử, được dùng
làm thẻ huỳnh quang để đánh giá những thay
đổi trong protein kinase phụ thuộc vào ADN
(DNA-PKcs hoặc kinase) nhằm phản ứng với
tổn thương ADN", Igor Nabiyev, giáo sư tại
Đại học Reims Champagne-Ardenne nói.
"Chúng tôi đã phát hiện ra rằng việc sử dụng
các chấm lượng tử làm thẻ huỳnh quang cho
phép theo dõi tác động của các chất ức chế
đến hoạt động của enzym để ứng phó với tổn
thương ADN".
Ngày nay, hầu hết các hệ thống vi mô
sử dụng thuốc nhuộm hữu cơ làm thẻ huỳnh
quang. Tuy nhiên, loại thuốc nhuộm này
thường có độ nhạy thấp và bất ổn do sự suy
giảm khả năng phát quang. Dữ liệu gần đây
đã chứng minh các tinh thể nano bán dẫn phát
quang mạnh hay các chấm lượng tử, là lựa
chọn thay thế triển vọng cho thuốc nhuộm
hữu cơ.
Tính chất quang học của các chấm
lượng tử là duy nhất. Ngoài khả năng chống
sự suy giảm khả năng phát quang, các chấm
lượng tử có hiệu suất lượng tử rất cao và khả
năng phát quang cao kỷ lục. Điều đó mở ra
hướng xác nhận tiền lâm sàng đối với các hệ
thống vi mô dựa vào chấm lượng tử để sàng
lọc các chất ức chế kinase, giúp sản xuất các
loại thuốc mới.
Kinase DNA-PKcs đóng vai trò thiết
yếu trong việc phát triển khả năng chống hóa
trị và phản xạ của khối u, do đó, rất quan
trọng trong cơ chế sửa chữa ADN. Các
nghiên cứu trên động vật cho thấy việc ức chế
DNA-PKcs bằng các phân tử nhỏ cho phép
các loại ung thư khác nhau như u xương ác
tính (osteosarcoma), cũng như u thần kinh
đệm, ung thư vú, phổi và đại tràng nhạy với
bức xạ hoặc hóa trị.
Các nhà khoa học hy vọng sự phát
triển và sàng lọc các chất ức chế kinase DNA-
PKcs có thể cải thiện hiệu quả của các liệu
pháp điều trị ung thư dựa vào việc gây tổn
thương ADN hiện nay. Nghiên cứu có triển
vọng được sử dụng làm công cụ sàng lọc chất
ức chế kinase nhằm cải thiện hiệu quả điều trị
ung thư.
Theo vista.gov.vn, 24/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Sử dụng ánh sáng để tiêu diệt ung thư vú di căn
Tiến sĩ Nalinikanth Kotagiri, làm việc
tại Trung tâm Ung thư Cincinnati, Ohio vừa
nhận được Giải thưởng đột phá về ung thư Vú
của Bộ Quốc phòng cho công trình nghiên
cứu ứng dụng ánh sáng nhắm vào các tế bào
ung thư giai đoạn cuối của ung thư vú.
Một mô hình liệu pháp ánh sáng triển
vọng mới có thể cải thiện đáng kể cho những
người bị ung thư vú tiến triển.
Theo Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ (ACS),
tỷ lệ kéo dài sự sống 5 năm đối với những
người bị ung thư vú giai đoạn 0 hoặc giai đoạn
I là gần 100%, và đối với những người bị ung
thư vú giai đoạn II, khoảng 93%.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 68/74
Tuy nhiên, sẽ ít có hy vọng hơn đối
với những người bị ung thư vú có khối u đã
lan sang các bộ phận khác của cơ thể (di căn).
Cụ thể, ACS ước tính tỷ lệ sự sống kéo dài 5
năm đối với những người bị ung thư vú di căn
chỉ là khoảng 22%.
Có ba cách chính để giải quyết ung thư
hiện này là phẫu thuật, xạ trị và hóa trị. Tuy
nhiên, các tác dụng phụ của các liệu pháp này
là lớn, và khi các khối u đã lan rộng, nguy cơ
độc tính thậm chí còn cao hơn. Vì những lý
do này, các nhà khoa học đã nỗ lực nghiên
cứu để có thể tạo ra được các liệu pháp mới,
không độc hại.
Mới đây, Tiến sĩ Nalinikanth Kotagiri,
phó giáo sư thuộc Trường Đại học Dược
James L. Winkle và nhóm nghiên cứu của
ông đã tiến hành nghiên cứu các phương pháp
điều trị sử dụng ánh sáng hoạt hoá các loại
thuốc cảm quang để có thể tiêu diệt các tế bào
ung thư, giữ nguyên các tế bào khoẻ mạnh.
Công trình nghiên cứu đã giành được
giải thưởng lớn. Số tiền đầu tư cho nghiên
cứu này là hơn 60.000 đô cho 3 năm.
Tại sao chúng ta cần điều trị ung thư
dựa trên ánh sáng
Theo các nhà nghiên cứu cho biết, cần
thiết phải có các giải pháp điều trị ung thư vú
thay thế, đặc biệt là khi ung thư đã lan đến
tủy xương. Ung thư vú di căn là một chẩn
đoán tồi tệ với tỷ lệ tái phát và tử vong cao,
và hiện tại không có phương pháp điều trị
hiệu quả nào đối với căn bệnh này. Mặc dù đã
có nhiều phương pháp điều trị mới hơn nhưng
có nhiều bệnh nhân vẫn không chống lại được
căn bệnh này.
Những hạn chế lớn bao gồm kháng
thuốc điều trị và có các tác dụng phụ nghiêm
trọng do điều trị. Do tế bào ung thư vú di căn
đến các vùng nghiêm trọng như tủy xương,
nơi chứa các tế bào gốc quan trọng, nên vô
cùng nguy hiểm, nguy cơ độc tính thậm chí
còn cao hơn với các liệu pháp thông thường.
Chính vì thế, các nhà nghiên cứu đi theo một
hướng tiếp cận mới đó là đi nghiên cứu sâu
vào chi tiết các cơ chế và lợi ích của liệu pháp
ánh sáng.
“Các liệu pháp được quan tâm lớn như
liệu pháp quang động (PDT), liên quan đến
ánh sáng và chất hóa học sử dụng kết hợp với
oxy phân tử, có thể gây chết tế bào, cấp cung
mức độ kiểm soát cao, có hiệu quả cao trong
quản lý ung thư từ giai đoạn sớm đến giai
đoạn tiến triển nặng. Liệu pháp này hoạt
động theo nguyên lý đơn giản. Thuốc cảm
biến ánh sáng (loại thuốc này không có độc
tố) sẽ được vào trong các mô nhất định, tại
các mô này, nó sẽ khiến cho tế bào bị chết đi
được kích hoạt bằng ánh sáng. Tuy nhiên,
hiện cũng có nhiều hạn chế đối với các liệu
pháp ánh sáng này”, tiến sỹ Kotagiri cho biết.
Cho dù PDT có triển vọng nhưng nó
không thể thâm nhập sâu vào mô do đó việc
áp dụng vào điều trị bị hạn chế. Ngoài ra, các
loại thuốc cảm biến ánh sáng hiện nay cần có
oxy để hoạt động hiệu quả, nhưng có nhiều
khối u như khối u vú lại có túi oxy thấp hoặc
u phát triển các khu vực có oxy thấp hoặc
không có nên gây cản việc ứng trở việc ứng
dụng hiệu quả PDT trong điều trị ung thư.
Tuy nhiên mới đây, tiến sĩ Kotagiri và
nhóm nghiên cứu của ông dường như đã tìm
ra cách đ vượt qua những vấn đề này.
Các nhà nghiên cứu giải thích rằng: Họ
đã sử dụng tia cực tím (UV) từ hạt nhân
phóng xạ (hạt nhân hoặc nguyên tử phóng xạ)
để tạo ảnh các khối u và mô, và cố gắng giải
quyết sự phụ thuộc oxy bằng cách việc sủ
dụng thuốc cảm biến ánh sáng gốc kim loại
để PDT có thể tiếp cận mô sâu hơn và không
phụ thuộc vào oxy.
“Bằng cách thay thế nguồn sáng bên
ngoài (laser và đèn) bằng ánh sáng có nguồn
gốc từ các hạt nhân phóng xạ, nhóm nghiên
cứu đã kiểm soát tốt hơn liệu pháp này bên
trong cơ thể”.
“Nếu chứng minh được các lợi ích của
liệu pháp mới này, chúng ta có thể sẵn sàng
điều trị cho bệnh nhân trong 5 đến 10 năm tới
và đây sẽ là một bước đột phá thú vị”, tiến sĩ
Nalinikanth Kotagiri nhấn mạnh.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 69/74
Theo vista.gov.vn, 25/10/2018 Trở về đầu trang
**************
NÔNG NGHIỆP Robot thu hoạch ớt chuông thế hệ mới
SWEEPER - Robot thu hoạch ớt
chuông hiện đại nhất thế giới đã được ra mắt
tại Trạm nghiên cứu sản xuất rau quả, thành
phố St. Katelijne Waver (Bỉ). Robot được
phát triển bởi nhóm các nhà khoa học thuộc
Ben-Gurion University of the Negev (BGU).
SWEEPER được thiết kế để hoạt động
với một cánh tay robot cắt cành duy nhất,
chuyên dùng cho loại cây ăn quả không phân
cụm và không có lá nhỏ. Kết quả thử nghiệm
sơ bộ cho thấy, bằng cách sử dụng một loại
cây trồng đã được điều chỉnh để mô phỏng
lại các điều kiện cần thiết, SWEEPER đã có
thể thu hoạch trái cây chín trong vòng 24 giây
với tỷ lệ thành công là 62%.
Nhóm nghiên cứu BGU đang nỗ lực
cải thiện khả năng phát hiện trái chín của
robot bằng cách sử dụng công nghệ thị giác
máy tính, xác định các đặc điểm của giao diện
phần cứng và phần mềm của robot và tập
trung vào các hoạt động điều khiển giám sát.
Polina Kurtser (Tiến sỹ khoa học thuộc
Khoa Kỹ thuật và Quản lý Công nghiệp
tại BGU, và là thành viên của nhóm nghiên
cứu) cho biết, robot thu hoạch sẽ cách mạng
hóa nền nông nghiệp và giảm thiểu đáng kể
rác thải thực phẩm.
"SWEEPER thu hoạch rất cẩn thận và
chính xác. Khi được phát triển hoàn thiện,
nó có thể thu hoạch liên tục 24/7, giảm thiểu
đáng kể trái hư hỏng, cắt giảm chi phí lao
động và bảo vệ nông dân khỏi các biến động
của thị trường." Kurtser nói.
Các nghiên cứu bổ sung vẫn rất cần
thiết để tăng tốc độ làm việc của robot và
nâng cao tỷ lệ thu hoạch thành công. Tuy vậy,
với các kết quả mới nhất đã thu được, nhóm
các nhà nghiên cứu SWEEPER hy vọng rằng,
loại robot thu hoạch ớt chuông này sẽ được
thương mại hóa trong vòng 4-5 năm tới, đồng
thời, công nghệ của họ có thể được ứng dụng
trong thu hoạch các loại cây trồng khác.
Bắc Mỹ là khu vực sản xuất các loại ớt
cay và ớt ngọt đứng thứ hai trên thế giới, với
thị phần lên đến 31%. Trong năm 2017, châu
Âu chiếm hơn một nửa nguồn cung ớt của thế
giới (53,2%) với kim ngạch xuất khẩu trị giá
2,7 tỷ USD.
Dự án đã nhận được tài trợ theo thỏa
thuận số 644313 từ chương trình Nghiên cứu và
Đổi mới Horizon 2020 của Liên minh châu Âu.
Theo cesti.gov.vn, 01/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 70/74
Tạo ra giống cà chua mới bằng cách chỉnh sửa bộ gen của cây dại
Các nhà khoa học đã phát triển được
một giống cà chua mới bằng cách chỉnh sửa
bộ gen của cây cà chua dại. Kỹ thuật mới có
thể cho phép các nhà khoa học kết hợp đa
dạng di truyền của cây dại có chất lượng di
truyền được xác định bởi các thế hệ cây được
nhân giống.
Con người đã canh tác cây trồng hàng
nghìn năm qua, nhân giống cây để tạo ra các
giống có chất lượng tốt, làm tăng năng suất
cây trồng. Nhưng việc nhân giống cây trồng
không phải lúc nào cũng tốt. Nhiều giống cây
trồng hiện đại thiếu sự đa dạng di truyền là do
kết quả của việc nhân giống. Quá trình này
cũng dẫn đến làm mất các đặc tính liên quan
đến hương vị và mùi thơm.
Để giải quyết các vấn đề liên quan đến
tình trạng nhân giống quá nhiều, các nhà khoa
học đã chuyển sang áp dụng công nghệ chỉnh
sửa gen CRISPR-Cas9. Các nhà nghiên cứu đã
sử dụng CRISPR-Cas9 để chỉnh sửa bộ gen
của cây cà chua dại, chèn mã di truyền để tạo
nên các đặc điểm thuận lợi như được xác định
bởi nghiên cứu nhân giống cây trồng hiện đại.
Kết quả là tạo ra một loại cây trồng mới, giống
cà chua có nhiều đặc trưng hiện đại, nhưng lại
có tính chất di truyền của cây dại.
"Phương pháp mới cho phép chúng tôi
khởi động từ đầu để thực hiện một quá trình
thuần hóa mới", Jörg Kudla, giáo sư sinh học
tại trường Đại học Münster, Đức nói. "Theo
cách đó, chúng tôi có thể sử dụng tất cả các
kiến thức về di truyền học và thuần hóa cây
mà các nhà nghiên cứu đã tích lũy được trong
những thập kỷ gần đây. Chúng tôi có thể duy
trì khả năng di truyền và các tính chất đặc
biệt có giá trị của cây dại và đồng thời, tạo ra
các tính năng như mong đợi của cây trồng
hiện đại trong thời gian rất ngắn".
Các nhà nghiên cứu ở Đức, Hoa Kỳ và
Braxin đã hợp tác để biến đổi cà chua
Solanum pimpinellifolium, một loại cà chua
dại được tìm thấy ở Ecuador và Peru. Trái
nhỏ bằng hạt đậu Hà lan của cây cà chua và
năng suất thấp làm cho nó không thể khả
năng để trở thành cây trồng.
Các nhà khoa học đã biến đổi 6 gen của
cây cà chua dại, mang lại cho cây cà chua mới
nhiều đặc điểm có lợi. Cây cà chua mới cho
nhiều quả to hơn, gần bằng kích thước của cà
chua bi. Biến đổi di truyền cũng tạo ra nhiều
trái cà chua hình bầu dục, ít có khả năng bị
phân tách khi trời mưa. Các nhà khoa học
cũng mang lại cho quả cà chua nồng độ cao
lycopene, một chất chống oxy hóa có giá trị.
"Đây là đổi mới mang quyết định
không thể đạt được bằng bất cứ quy trình
nhân giống thông thường nào với cà chua
được canh tác hiện nay", GS. Kudla nói.
"Lycopene có thể giúp ngăn ngừa ung thư và
các bệnh tim mạch. Vì vậy, từ quang điểm sức
khỏe, cà chua mà chúng tôi đã tạo ra, có giá
trị gia tăng so với cà chua trồng thông
thường và các loại rau khác, chỉ chứa
lycopene với số lượng rất hạn chế".
Cố gắng đưa các đặc trưng di truyền
của cây dại thông qua nhân giống là một quá
trình lâu dài và mất thời gian, nhưng với
CRISPR-Cas9, các nhà khoa học cho ra đời
một loại cây trồng mới trong thời gian ngắn.
Công nghệ mới sẽ cho phép các nhà sinh vật
học tạo ra các cây trồng mới từ cây dại trước
đây không được con người canh tác và sử
dụng.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp
chí Nature Biotechnology.
Theo vista.gov.vn, 12/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 71/74
Trí tuệ nhân tạo: một giải pháp để tiết kiệm nước từ tưới nước tự động
Các nhà nghiên cứu tại Đại học
Córdoba (Tây Ban Nha) đã phát triển một mô
hình dựa trên các kỹ thuật trí tuệ nhân tạo có
khả năng kiểm soát mức nước được sử dụng ở
mỗi lần tưới nước. Một hệ thống như vậy,
hoạt động từ các thuật toán và mạng trí tuệ
nhân tạo, cho phép lập kế hoạch tổ chức
nguồn cung cấp nước.
Nông nghiệp tiêu thụ 70% lượng nước
trên phạm vi toàn cầu, và nhu cầu về nước
ngày càng tăng, trong khi biến đổi khí hậu
đang đẩy nhanh sự thiếu hụt nước. Việc thực
hiện các phương pháp bền vững và kinh tế
hơn do đó là một vấn đề quan trọng.
Mô hình FIS, bao gồm một hệ thống
logic khuếch tán, các đặc điểm bên ngoài
(nhiệt độ, độ ẩm, vv), một ngôn ngữ logic
được sử dụng để thiết lập các quy tắc. Áp
dụng thuật toán như vậy giới hạn sự thay đổi
nhu cầu nước, tạo ra một bản đồ cho biết
chính xác mức nước cần thiết cho mỗi lần
tưới nước. Do đó, việc tưới tiêu có thể được
hoạch định tốt hơn và giảm bớt các vấn đề
giữa các trạm bơm. Việc tưới nước không còn
hoạt động trên trực giác, mà dựa vào thông
tin cụ thể.
Từ quan điểm sinh thái, nó là một công
cụ thực sự thú vị. Dự đoán nhu cầu về nước
có thể sử dụng và năng lượng điện một cách
cần thiết và tối ưu hóa các nguồn lực này.
Đây là tất cả các yếu tố làm giảm chi phí kinh
tế và môi trường.
Theo vista.gov.vn, 16/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Một giải pháp để cải thiện chất lượng đất: phủ thực vật
Một nghiên cứu, được công bố trên
Geoderma và Date in Brief, được tiến hành
bởi Đại học Bách khoa Madrid (UPM) và
Viện Nghiên cứu Quốc gia và Công nghệ
Thực phẩm và Nông nghiệp (INIA), đã tiết lộ
rằng cách canh tác phủ thực vật sẽ cải thiện
chất lượng đất.
Nghiên cứu này kéo dài hơn 10 năm đã
phát hiện ra rằng lớp phủ thực vật giữ cho đất
được bảo vệ trong mùa đông nhờ vào một hệ
thống thay mới các cây trồng mùa hè. Ngoài
việc hạn chế suy thoái đất, nó còn tạo ra một
lượng lớn chất hữu cơ và giúp bảo tồn đa
dạng sinh học.
Thí nghiệm bắt đầu vào năm 2006,
trên một khu vực đặc trưng của khí hậu Địa
Trung Hải. Thử nghiệm bao gồm việc thay
thế đất canh tác truyền thống bằng cách sử
dụng đất canh tác tối thiểu và chuyển từ canh
tác ngô sang canh tác ngô với cây trồng. Bằng
cách thực hiện một vòng quay trong 10 năm,
các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự gia tăng
mức độ hữu cơ, carbon và nitơ, đặc biệt là
trong các lô được xử lý bằng lúa mạch.
Thực vật và hệ thống luân canh có thể
được sử dụng để thu được chất lượng đất tốt
hơn, ổn định hơn, với khả năng thâm nhập
nước dễ dàng hơn, đảm bảo loại bỏ các chất
gây ô nhiễm. Bằng cách thay thế phương
pháp này cho mùa đông, đất trở nên màu mỡ
hơn, và đa dạng sinh học được bảo vệ, đó là
một vấn đề quan trọng trong bối cảnh khai
thác đất quá mức hiện nay.
Theo vista.gov.vn, 16/10//2018
Trở về đầu trang
**************
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 72/74
Argentina phê chuẩn trồng đậu tương công nghệ sinh học kháng hạn HB4
Ảnh minh họa. (Nguồn: AFP/TTXVN)
Theo phóng viên TTXVN tại Buenos
Aires, ngày 18/10, Chính phủ Argentina cho
biết đã phê chuẩn nghị quyết cho phép nông
dân nước này trồng đậu tương công nghệ sinh
học HB4 cho năng suất cao trong điều kiện
khí hậu khắc nghiệt và có sức đề kháng tốt
hơn với thuốc diệt cỏ.
Thông cáo từ Phủ Tổng thống
Argentina cho biết các nhà nghiên cứu đã
phát triển tính trạng đậu tương HB4 qua tiến
trình công nghệ sinh học, nhằm tăng khả năng
thương mại loại hạt có dầu này, đồng thời
giảm bớt những thiệt hại về năng suất khi
trồng đậu tương trong điều kiện thời tiết hạn
hán.
HB4 sẽ mang lại lợi thế thực sự cho
nông dân và doanh nghiệp sản xuất.
Chính phủ của Tổng thống Mauricio
Macri cũng đã thông qua Nghị quyết số
15/2018 thương mại hóa giống đậu tương
trên.
HB4 là sản phẩm do Hội đồng Nghiên
cứu khoa học và kỹ thuật thuộc Bộ Khoa học
Argentina thực hiện nghiên cứu và phát triển.
Cơ quan Quản lý thực phẩm và dược
Phẩm Mỹ (FDA) đã phê duyệt tính trạng đậu
tương HB4, trong khi Trung Quốc, quốc gia
nhập khẩu chính mặt hàng này của Buenos
Aires, đang trong tiến trình cấp phép.
Từ đầu năm đến nay, Chính phủ
Argentina đã phê duyệt 9 loại cây trồng theo
công nghệ sinh học mới, trong đó đậu tương
có 3 dự án, ngô (4), khoai tây (1) và cỏ linh
lăng (1).
Trong giai đoạn từ tháng 10/2017 đến
tháng 3 năm nay, ngành nông nghiệp quốc gia
Nam Mỹ này bị ảnh hưởng bởi tình trạng hạn
hán tồi tệ nhất trong vòng 50 năm qua.
Sàn Giao dịch Ngũ cốc Buenos Aires
cho biết tình trạng thiếu mưa khiến sản lượng
loại hạt trên giảm 8,7 triệu tấn.
Argentina là nước sản xuất cây trồng
công nghệ sinh học lớn thứ 3 trên thế giới và
đã trồng 18,7 triệu ha đậu tương công nghệ
sinh học trong năm 2016.
Theo vietnamplus.vn, 19/10/2018
Trở về đầu trang
**************
MÔI TRƯỜNG Phát hiện kim loại lỏng có thể biến đổi nước độc hại thành nước an toàn để uống
Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học
New South Wales và Đại học RMIT đã phát
hiện ra một phương pháp đột phá và rẻ tiền để
chế tạo bộ lọc có khả năng biến nước ô nhiễm
kim loại nặng thành nước uống an toàn chỉ
trong vài phút. Bộ lọc nano làm từ oxit nhôm
có thể được sản xuất với giá rẻ mà gần như
không sử dụng năng lượng từ số lượng kim
loại lỏng gali nhất định.
Theo giải thích của nhóm nghiên cứu,
khi một miếng nhôm được bổ sung vào lõi
của gali lỏng ở nhiệt độ phòng, các lớp oxit
nhôm nhanh chóng được tạo thành trên bề
mặt gali. Các tấm nano oxit nhôm này có độ
xốp cao và được chứng minh phù hợp để lọc
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 73/74
cả ion kim loại nặng và ô nhiễm dầu với tốc
độ nhanh chưa từng có.
GS. Kalantar-zadeh, đồng tác giả
nghiên cứu, cho rằng bộ lọc di động và giá rẻ
này được sản xuất thông qua quy trình dựa
vào kim loại lỏng gali, có thể được người dân
ở nơi không có nguồn nước uống sạch sử
dụng để loại bỏ các chất như chì và các kim
loại độc khác trong vài phút.
“Vì nó cực kỳ xốp, nên nước chảy qua
rất nhanh”, GS. Kalantar-zadeh nói. “Chì và
các kim loại nặng khác có ái lực rất cao với
oxit nhôm. Khi nước chảy qua hàng tỷ lớp,
mỗi một ion chì bị hút vào một trong những
tấm nhôm oxit này. Nhưng đồng thời, bộ lọc
rất an toàn vì cùng với việc sử dụng lặp lại,
dòng nước không thể tách các ion kim loại
nặng khỏi oxit nhôm".
Công nghệ này có thể được sử dụng ở
châu Phi và châu Á nơi hàm lượng ion kim
loại nặng trong nước đang cao hơn mức an
toàn cho con người tiêu thụ. Theo ước tính,
790 triệu người hay một trong số 10 người dân
trên Trái đất, không được sử dụng nước sạch.
Các sản phẩm máy lọc nước cầm tay
để khử kim loại nặng trong nước có sẵn,
nhưng có giá thành đối đắt, thường trên 100
USD. Ngược lại, bộ lọc oxit nhôm được sản
xuất từ gali lỏng có chi phí sản xuất chỉ 10
cent, khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với các
nhà sản xuất tiềm năng.
Dù nhôm là kim loại dồi dào và rẻ tiền,
nhưng gali lại tương đối đắt. Nhưng điểm tạo
nên ưu thế của gali trong quá trình này là trên
thực tế, nó vẫn tinh khiết và không thay đổi
sau mỗi lần sản sinh oxit nhôm. "Bạn chỉ cần
bổ sung nhôm vào gali và tạo ra nhôm oxit
khi bề mặt của nó tiếp xúc với nước. Bạn có
thể sử dụng gali một lần nữa và thêm một lần
nữa. Gali không bao giờ tham gia vào phản
ứng", GS. Kalanter-zadeh nói. Quy trình sản
xuất rẻ tiền và chỉ cần chi phí năng lượng
thấp, nên các bộ lọc này thậm chí có thể được
tạo ra từ một nhà bếp.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp
chí Advanced Functional Materials.
Theo vista.gov.vn, 03/10/2018
Trở về đầu trang
**************
Các hạt xử lý nước tái sử dụng loại bỏ BPA hiệu quả
Các khối cầu có kích thước micron đã
được kỹ sư môi trường Pedro Alvarez tại
Phòng thí nghiệm của trường Đại học Rice
chế tạo để thu thập và loại bỏ bisphenol A
(BPA), hóa chất tổng hợp dùng để sản xuất
nhựa. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp
chí Environmental Science & Technology.
BPA thường được sử dụng để phủ bên
trong hộp thực phẩm, nắp chai và đường ống
cấp nước và từng là một thành phần của bình
sữa trẻ em. Dù liều lượng BPA ngấm vào
thức ăn và đồ uống thấp ở mức được coi là an
toàn, nhưng phơi nhiễm hóa chất này trong
thời gian dài bị nghi là gây ảnh hưởng đến
sức khỏe trẻ em và góp phần gây bệnh huyết
áp cao.
Bản thân các khối cầu là bộ sưu tập
giống như bông hoa bao gồm những cánh hoa
titan dioxit. Titan dioxit giá rẻ giải phóng các
loại oxy phản ứng (ROS) khi được kích hoạt
bởi ánh sáng cực tím. Những cánh hoa titan
dioxit cung cấp nhiều diện tích bề mặt cho
các phân tử cyclodextrin bám vào.
Cyclodextrin là phân tử từ đường
thường được sử dụng trong thực phẩm và
thuốc. Nó có cấu trúc hai mặt với một khoang
kỵ nước và bề mặt ngoài ưa nước. BPA cũng
kỵ nước và tự nhiên bị thu hút vào khoang.
Khi bị mắc kẹt, ROS do các khối cầu tạo ra
phân tách BPA thành các hóa chất vô hại.
Dịch vụ Cung cấp Thông tin Trọn gói Tháng 11/2018 74/74
Trong phòng thí nghiệm, các nhà
nghiên cứu xác định được rằng 200 miligram
khối cầu trên một lít nước ô nhiễm đã khử
được 90% BPA trong vòng một giờ, quá trình
này diễn ra trong thời gian dài hơn gấp hai lần
so với titan dioxit chưa được cải tiến.
"Hầu hết các quá trình xử lý đã được
báo cáo trong tài liệu liên quan đến các hạt
nano", Danning Zhang, trưởng nhóm nghiên
cứu cho biết. "Kích thước của các hạt chưa
đến 100 nanomet. Do kích thước rất nhỏ, nên
chúng rất khó thu hồi từ thể huyền phù trong
nước".
Các hạt xử lý nước do nhóm nghiên
cứu chế tạo, có kích thước lớn hơn nhiều. Khi
một hạt cỡ 100 nm, nhỏ hơn 1.000 lần sợi tóc
người, thì titan dioxit được nâng cấp sẽ dao
động từ 3 đến 5 micron, chỉ nhỏ hơn khoảng
20 lần so với một sợi tóc. "Điều đó có nghĩa là
chúng tôi có thể sử dụng phương pháp vi lọc
áp suất thấp kết hợp với màng để thu hồi các
hạt phục vụ tái sử dụng", Zhang nói. "Như vậy
sẽ tiết kiệm được rất nhiều năng lượng".
Vì ROS cũng có thể khử cyclodextrin,
nên các khối cầu bắt đầu mất khả năng “bẫy”
sau khoảng 400 giờ tiếp xúc tia cực tím liên
tục. Nhưng khi đã được thu hồi, chúng có thể
dễ dàng được tái sử dụng.
"Vật liệu mới giúp loại bỏ hai rào cản
công nghệ quan trọng để xử lý nước bằng
quang xúc tác", Alvarez nói. “Đầu tiên, nó
tăng cường hiệu quả xử lý bằng cách giảm
thiểu nhu cầu làm sạch ROS bằng các thành
phần trong nước nằm ngoài mục tiêu. Ở đây,
ROS chủ yếu được sử dụng để loại bỏ BPA.
Thứ hai, vật liệu cho phép tách với chi phí
thấp và tái sử dụng chất xúc tác, góp phần
giảm chi phí xử lý”.
Theo vista.gov.vn, 15/10/2018
Trở về đầu trang
**************