Chân trời khoa học

Các nhà nghiên cứu ở Mỹ đã sử dụng công nghệ in phun để tạo ra các mạch điện trên vật liệu dẻo. Mực in là tấm graphen, vật liệu lý tưởng để trở thành chất dẫn điện và nhiệt tốt, hơn nữa lại chắc chắn, ổn định và tương thích sinh học.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển quy trình laser xung nhanh để xử lý graphen mà không làm hỏng bề mặt in, ngay cả khi đó là giấy. Bên cạnh đó, các nhà khoa học đã tìm ra một ứng dụng khác của công nghệ xử lý bằng laser: lấy các mạch in graphen có thể chứa nước (ưa nước) và biến đổi chúng thành các mạch không thấm nước (siêu chống thấm).

Theo nhóm nghiên cứu, họ đã lập mô hình nhỏ về bề mặt của graphen in phun. Laser giữ cho các tấm graphen ở vị trí thẳng đứng giống như các kim tự tháp nhỏ xếp chồng lên nhau. Vì thế, các tấm graphen có khả năng chống thấm. Mật độ năng lượng của quá trình xử lý bằng laser có thể được điều chỉnh đến độ các mạch graphen in có khả năng chống thấm và dẫn điện. Điều đó mở ra triển vọng cho các thiết bị điện tử và cảm biến mới.

Công nghệ mới cũng có thể được ứng dụng cho thiết bị điện tử dẻo, cảm biến trong ngành dệt, công nghệ vi lỏng, giảm lực cản, phá băng, cảm biến điện hóa, công nghệ sử dụng các cấu trúc graphen và mô phỏng điện để sản sinh các tế bào gốc tái tạo thần kinh. 

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho rằng cần thực hiện thêm nhiều khảo sát nữa để tìm hiểu rõ hơn cách bề mặt nano và bề mặt vi mô của graphen in mang lại khả năng chống thấm nước.

(Phys.org, 1/2018)

Kim siêu mỏng cấp thuốc trực tiếp cho não

Viện công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ đã chế tạo được một hệ thống cung cấp thuốc cho các vùng não nhỏ cỡ 1 mm3. Hệ thống cấp thuốc theo mục tiêu này rất hữu ích để điều trị các căn bệnh ảnh hưởng đến một vùng não cụ thể, mà không gây ảnh hưởng đến chức năng bình thường của phần não còn lại.

Thiết bị bao gồm một số ống nằm trong chiếc kim mỏng như sợi tóc người, được các nhà nghiên cứu sử dụng để cung cấp một hoặc nhiều loại thuốc cho não với khả năng kiểm soát rất chính xác liều lượng và vị trí cấp thuốc. 

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một ống thông thu nhỏ (ống mỏng dùng để phân phối thuốc) nhằm vào các khu vực rất nhỏ. Các nhà khoa học đã sử dụng các kỹ thuật vi chế tạo để cho ra đời các ống có đường kính khoảng 30 micromet và dài 10 cm. Các ống này được đựng trong kim thép không gỉ có đường kính khoảng 150 micron. 

Các ống thông được kết nối với những bơm nhỏ cấy dưới da. Bằng cách sử dụng loại máy bơm này, nhóm nghiên cứu đã chứng minh khả năng kim siêu mỏng phân phối thuốc liều lượng rất nhỏ (hàng trăm nano lít) vào não chuột. Trong thí nghiệm trên chuột, các nhà khoa học đã cấp thuốc muscimol đến vùng não được gọi là vùng chất đen (substantia nigra), nằm sâu trong não và giúp kiểm soát vận động. Họ đã cung cấp liều lượng thuốc phù hợp đúng mục tiêu, gây ảnh hưởng đến chức năng vận động của chuột.

Kim siêu mỏng có triển vọng cung cấp liệu pháp mới cho các bệnh rối loạn thần kinh hành vi như rối loạn do nghiện hoặc ám ảnh gây ra bởi những gián đoạn liên lạc giữa các phần não.

Các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu điều chỉnh thiết bị để đo lường thay đổi hóa học hoặc cơ học xuất hiện trong não tiếp sau khi điều trị thuốc. Ống thông hiện có thể được chế tạo gần như ở mọi độ dài hoặc độ dày để phù hợp trong bộ não có kích thước khác nhau như não người. 

(Medicalxpress.com, 1/2018)

Cửa sổ thông minh tạo bóng râm và làm ấm phòng

Mới đây, một nhóm nghiên cứu gồm các kỹ sư người Đức đã thiết kế thành công một hệ thống cửa sổ thông minh mới có tên gọi Dubbed Large-Area Fluidic Windows (LaWin). Đây là hệ thống cửa sổ sử dụng chất lỏng bên trong có chứa hạt sắt, có tác dụng ngăn ánh sáng tới ở nhiều mức độ cũng như hấp thu năng lượng mặt trời. Nó có thể tự động làm sẫm hoặc tăng độ sáng cho kính theo mệnh lệnh.

Với cách tiếp cận hoàn toàn khác các loại cửa sổ thông minh hiện có, nhóm nghiên cứu đã sử dụng chất lỏng bao gồm các hạt nano sắt từ tính chứa trong các rãnh thẳng đứng trong lớp kính để tạo ra cửa sổ lưu thể. Chính những hạt nano này là yếu tố làm sẫm cửa sổ, chắn nguồn ánh sáng tới ở các cấp độ khác nhau và hấp thu nhiệt khi cần thiết. Bên cạnh đó, người dùng có thể thay đổi nam châm kích hoạt để kéo các hạt sắt ra khỏi dung dịch khi muốn cửa kính trở nên trong suốt. 

Nhóm sáng chế nhận định, thiết kế cửa sổ của họ rất bền, có thể hoạt động lâu dài mà không cần thay thế hay sửa chữa. Hiện tại, nguyên mẫu LaWin đang được sản xuất với kích thước 200 m2. Ngoài ra, kỹ thuật này có thể được áp dụng với các kích thước cửa sổ tiêu chuẩn, bao gồm cả kính hai chiều với mục tiêu cuối cùng là nhằm giảm thiểu chi phí năng lượng hệ thống cho mục đích làm ấm và làm mát tòa nhà.

(New Atlas, 1/2018)

Ứng dụng theo dõi vết thương bệnh nhân ngoại trú

Các nhà khoa học từ Đại học Wisconsin, Madison đã phát triển một ứng dụng thực nghiệm được gọi là WoundCare nhằm theo dõi những nhiễm trùng vết mổ sau khi bệnh nhân xuất viện. 

Trong một thử nghiệm của ứng dụng, 40 bệnh nhân phẫu thuật mạch máu đã được hướng dẫn để thường xuyên tải lên hình ảnh vết thương của mình lên trang web để chuyển đến máy chủ, sau đó cùng với trả lời một số câu hỏi trên màn hình về bất kỳ triệu chứng họ có thể gặp. Họ được hướng dẫn làm như vậy hàng ngày trong 2 tuần. Các y tá xem xét các báo cáo 7 - 9 giờ/lần. Trong quá trình đó, họ phát hiện ra 7 biến chứng vết thương và một âm tính giả. 

Bệnh nhân cho biết, ứng dụng dễ sử dụng đối với họ. Nhóm nghiên cứu cho biết sẽ đưa ra quy trình để bệnh nhân có thể trở thành những người tham gia tích cực trong việc chăm sóc và cho phép bác sĩ tiếp cận gần gũi hơn và theo dõi vết thương của bệnh nhân sau khi rời bệnh viện để có can thiệp sớm hơn chứ không chờ đợi bệnh nhân quay trở lại bệnh viện.

(New Atlas, 1/2018)