Phát minh khoa học mới thiết thực cho cuộc sống hiện đại

Ba lô tạo điện năng khi người đeo đi bộ

Đại học Thanh Hoa (TU), Trung Quốc vừa phát triển thành công sản phẩm ba lô sinh điện năng. Ba lô có trọng lượng khoảng 3 kg, được treo bằng các thanh trượt, chuyển động lên xuống nhờ một dây cao su hệ ròng rọc. Hệ thống này hoạt động tương tự hệ thống treo của ô tô, giúp giảm tác động của ba lô lên người đeo khi đi bộ. Sự dịch chuyển tương đối giữa ba lô với cơ thể người đeo kích hoạt máy phát điện ma sát nano (TENG), biến cơ năng thành điện năng. Cụ thể, nếu người đeo ba lô đi bộ, TENG có thể biến 14% chuyển động của ba lô thành điện năng, tạo ra khoảng 118 microjoule (μJ) điện, đủ dùng để thắp sáng đèn LED, đèn huỳnh quang hoặc hoạt động của đồng hồ điện tử.

Ba lô tạo điện năng khi người đeo đi bộ.

Chẩn đoán Covid-19 trong 10 phút

Công nghệ mới chẩn đoán nhanh Covid-19 có tên CorDial kết hợp ưu thế của hai phương pháp xét nghiệm kháng nguyên và PCR. Xét nghiệm kháng nguyên có mức độ tin cậy kém hơn nhưng lại có thời gian chẩn đoán nhanh; còn PCR đáng tin cậy hơn nhưng lại mất nhiều thời gian hơn. CorDial là công cụ chẩn đoán mới xét nghiệm mẫu nước bọt và đọc kết quả trên điện thoại thông minh, nó được dựa trên nền tảng của một cảm biến sinh học có cùng tên gọi CorDial. Quy trình xét nghiệm diễn ra như sau: Người thực hiện dùng que thử lấy mẫu của người nghi nhiễm, đưa que thử vào trong ống nghiệm rồi đặt đầu que thử vào đầu đọc như USB kết nối với điện thoại thông minh. Khoảng 10 phút sau, kết quả sẽ hiển thị trên màn hình điện thoại. 

Công nghệ CorDial sử dụng các kháng thể nano đã được biến đổi để bám trực tiếp trên bề mặt của cảm biến sinh học dạng điện cực (đầu đọc). CorDi-al hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng, hiệu quả đạt 88% tương ứng với xét nghiệm PCR và sẽ sẵn sàng hoạt động trong vài tuần nữa.

Pin mặt trời gập, uốn cong hơn 10.000 lần không vỡ

Pin mặt trời cứng, phẳng thích hợp cho các mái nhà và các trang trại năng lượng mặt trời khổng lồ nhưng lại khó tích hợp vào các thiết bị dân dụng như: điện thoại, cửa sổ, xe cộ hoặc các thiết bị trong nhà. Để có thể tích hợp vào các vật dụng này, pin mặt trời cần gập được và uốn cong nhiều lần mà không bị vỡ. Việc sản xuất các tấm pin có thể gập lại hiện vẫn là thách thức đối với nhiều hãng công nghệ.

Để khắc phục nhược điểm trên, các kỹ sư tại Đại học Quốc gia Pusan (PNU), Hàn Quốc đã phát triển nguyên mẫu loại pin mới gập được hoàn toàn. Thay vì làm từ các vật liệu màng mỏng như graphene, vonfram diselenide hoặc đồng indium gallium selenide (CIGS), PNU đã sử dụng màng dẫn điện ống nano cacbon (SWNT) một vách, sau đó nhúng màng vào chất nền polyimide (PI) và bổ sung thêm oxit molypden để cải thiện độ dẫn điện. Kết quả tạo ra một tấm pin mặt trời chỉ dày 7 µm, màng thu có thể chịu được hơn 10.000 chu kỳ gấp mà không bị vỡ. Chúng cũng hoạt động tốt như pin mặt trời, với độ trong suốt gần 80% và hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 15,2%, mức cao nhất từng đạt được trong pin mặt trời sử dụng dây dẫn ống nano carbon.

Trị viêm khớp bằng Micromotors

Nhóm các nhà khoa học ở Đại học Y khoa miền Nam Trung Quốc (CSMU) vừa phát triển một giải pháp mới trị bệnh viêm khớp có tên "động cơ vi mô phát khí dạng bơm" Micromotors.

Viêm khớp dạng thấp có liên quan đến việc sản xuất quá mức các loại oxy phản ứng (ROS) ở các khớp bị ảnh hưởng. Các phân tử hóa học này không chỉ oxy hóa và làm thoái hóa sụn và xương mà còn kích hoạt sự biểu hiện của các protein gây viêm được gọi là cytokine. Trước đây, người ta sử dụng khí hydro trong nước uống để làm trung hòa ROS, qua đó làm giảm các triệu chứng viêm của bệnh khớp dạng thấp. Tuy nhiên, trên thực tế, khí gas không hòa tan trong chất lỏng cơ thể mà còn nhanh chóng đào thải ra khỏi cơ thể. Để khắc phục tình trạng này, CSMU đã phát triển một phương pháp dẫn khí trực tiếp đến các khớp xương và giữ nó ở đó trong một thời gian dài. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu còn dùng vi cầu magiê phủ một chất bôi trơn khớp gọi là axit hyaluronic, mỗi quả cầu còn chừa lại một điểm không được phủ. Khi các quả vi cầu được đặt trong chất lỏng khớp mô phỏng, phần quả cầu không phủ magiê sẽ phản ứng với nước trong chất lỏng, tạo ra một dòng bong bóng khí hydro. Những bong bóng đó thực sự hoạt động như một dạng lực đẩy, làm cho các quả cầu chuyển động trong chất lỏng. Vì lý do này, các vi cầu phủ được gọi là động cơ vi mô hay Micromotors.

Trong tương lai, các vi động cơ có thể được tiêm trực tiếp vào khớp của bệnh nhân, các khối cầu sẽ di chuyển khắp khớp, đồng thời giải phóng khí hydro và axit hyaluronic trong một thời gian dài làm giảm sưng bàn chân, xói mòn xương và mức cytokine và làm giảm đau cho người bệnh. Qua thử nghiệm cho thấy kết quả rất khả quan.

Nguyễn Duy

(Dịch từ NAC/CFC/IMC/Sun/NAC- 2/2021)