Nanorobot tổng hợp hướng sáng đầu tiên trên thế giới

Trước đây, các nanorobot chỉ được điều khiển bằng từ trường, nhưng nay Đại học Hồng Kông đã chế tạo thành công nanorobot đầu tiên được điều khiển bằng ánh sáng. Nghiên cứu này đã giúp mở rộng khả năng ứng dụng của nanorobot trong chữa trị bệnh tật ở cấp độ tế bào.

Một nhóm nghiên cứu do TS. Jinyao Tang ở Khoa Hóa, Đại học Hồng Kông đứng đầu đã nghiên cứu và phát triển một nanorobot tổng hợp hướng sáng đầu tiên trên thế giới. Với kích thước chỉ tương đương một tế bào máu, robot rất nhỏ này sẽ được tiêm vào cơ thể người bệnh và giúp các thiết bị kỹ thuật nhắm đích vào các mục tiêu để phẫu thuật, từ đó giúp bác sĩ thực hiện các ca phẫu thuật loại bỏ khối u một cách chính xác. Nghiên cứu này đã được công bố trên Nature vào tháng 10 vừa qua.

Trước đây, việc đưa những robot nhỏ xíu vào cơ thể bệnh nhân chỉ có trong khoa học viễn tưởng. Ví dụ như trong bộ phim "Fantastic Voyage", một nhóm các nhà khoa học điều khiển một tàu ngầm nano đưa vào cơ thể người bệnh để chữa lành các tổn thương trong não bộ. Hay trong bộ phim "Terminator 2", hàng tỉ nanorobot được lắp ráp tạo thành người máy T1000. Tuy nhiên, trên thực tế, rất khó để có thể nghiên cứu và chế tạo một nanorobot với các chức năng tiên tiến, tinh vi.


Minh họa nanorobot.

Năm 2016, giải Nobel Hóa học được trao cho các nhà khoa học có công trình thiết kế ra các cỗ máy phân tử. Họ đã phát triển một tổ hợp thiết bị với kích thước phân tử, có thể lắp ráp vào các cỗ máy nano phức hợp để thao tác trên các ADN và protein trong tương lai. Nghiên cứu phát triển các máy có kích thước nano để áp dụng trong y sinh học là một xu hướng chính trong nghiên cứu khoa học từ vài năm gần đây.

Bất kỳ một đột phá nào cũng sẽ tạo ra những tiềm năng quan trọng cho việc phát triển những kiến thức khoa học mới và phương pháp điều trị bệnh tật cũng như phát triển các loại thuốc mới. Tuy nhiên, một khó khăn trong nghiên cứu và chế tạo các nanorobot là phải làm sao cho các cấu trúc nano đó đáp ứng lại với môi trường bên ngoài. Mỗi nanorobot có kích thước nhỏ hơn đường kính một sợi tóc tới 50 lần, do đó, rất khó để lắp đặt các cảm biến điện tử bình thường và các mạch vào nanorobot. Hiện nay, phương pháp duy nhất để kiểm soát nanorobot từ xa là sử dụng từ tính bên trong các nanorobot và hướng dẫn chuyển động thông qua từ trường bên ngoài.

Nghiên cứu nanorobot do TS. Tang và đồng sự phát triển là nghiên cứu đầu tiên trên thế giới nghiên cứu về những nanorobot được điều khiển bằng ánh sáng và chứng minh được tính khả thi của nghiên cứu này. Với cấu trúc nano, các nanorobot có thể phản ứng với ánh sáng chiếu vào nó như một con sâu bướm bị hút vào phía ánh sáng. TS. Tang mô tả, những nanorobot này như "nhìn thấy" "chuyển động hướng về phía ánh sáng".

Việc chế tạo nanorobot hướng sáng này được lấy cảm hứng từ loài tảo xanh. Trong tự nhiên, một số loài tảo xanh có khả năng "cảm biến ánh sáng" trong môi trường sống của mình. Tảo xanh có thể cảm nhận được cường độ của ánh sáng và bơi về phía ánh sáng để quang hợp.

TS. Tang và cộng sự đã dành hơn ba năm để nghiên cứu phát triển thành công nanorobot này. Nanorobot có cấu trúc mới này được cấu thành từ hai loại vật liệu bán dẫn thông dụng có giá thấp: silicon và oxit titan. Trong quá trình tổng hợp, silicon và oxit titan được định hình thành một dây nano và sau đó được sắp xếp thành một cấu trúc cây nano dị thể.

Giải thích về tính ứng dụng của nanorobot này, TS. Tang nói: "hiện tại nanorobot này chưa thể chữa trị một loại bệnh cụ thể nào, nhưng chúng tôi đang tiếp tục cải thiện để các thế hệ nanorobot sau này có thể hữu dụng hơn và mang tính tương thích sinh học".

Loading...
TIN CŨ HƠN
Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai

Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai

Con người luôn đi tìm kiếm và chế tạo ra những vật liệu mới với những tính năng ưu việt trong đó có 'khí đóng băng' Aerogel. Theo những tin khoa học mới gần đây, Aerogel có thể sẽ là loại siêu vật liệu tiềm năng của tương lai.

Đăng ngày: 30/03/2025
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…

Đăng ngày: 16/03/2025
Trung Quốc chế tạo kính nhìn xuyên thấu quần áo

Trung Quốc chế tạo kính nhìn xuyên thấu quần áo

Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc phát triển thiết bị dò siêu nhỏ cho phép nhìn xuyên qua quần áo hoặc một số vật liệu bìa cứng và giấy.

Đăng ngày: 14/03/2025
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.

Đăng ngày: 23/02/2025
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

Bạn đã từng nghe đến máy bay tàng hình, tàu ngầm tàng hình nhưng bạn có biết nghĩa của tàng hình ở đây thực sự là gì?

Đăng ngày: 24/01/2025
Mỹ sắp phóng máy bay nhanh gấp 20 lần âm thanh

Mỹ sắp phóng máy bay nhanh gấp 20 lần âm thanh

Trang Space.com cho hay, Cơ quan Dự án Nghiên cứu cấp cao Quốc phòng Mỹ (tức DARPA) đã lên kế hoạch phát triển và bay thử loại máy bay siêu âm có tên X-Plane tốc độ Mach 20 trong năm 2016.

Đăng ngày: 07/11/2024
Robot cứu hộ hình người của NASA

Robot cứu hộ hình người của NASA

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) mới giới thiệu một loại robot mới, có khả năng đứng bằng hai chân như người và được sử dụng để hỗ trợ cho các công việc cứu hộ.

Đăng ngày: 26/10/2024
Tiêu điểm
Khoa Học News