Nghiên cứu thành công vật liệu sinh học bền hơn tơ nhện

Các nhà khoa học mô phỏng thành công quá trình hình thành răng của con sao sao và ứng dụng để tạo ra vật liệu bền ngang sợi carbon, có thể phân hủy sinh học.


Vật liệu lấy ý tưởng từ sao sao được nhuộm màu xanh trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: Đại học Portsmouth)

Nghiên cứu công bố hôm 7/7 trên tạp chí Nature Communications cho thấy vật liệu sinh học mới có thể nâng cấp để trở nên siêu bền, sánh ngang với độ bền và mềm dẻo của vật liệu nhân tạo nhưng không tạo ra phế thải độc hại. "Vật liệu nhân tạo hoàn toàn như Kevlar được sử dụng rộng rãi, nhưng quá trình sản xuất có thể độc hại, việc tái chế cũng khó khăn và tốn kém. Vật liệu chúng tôi tạo ra ở đây bền vững hơn nhiều về nguồn và quá trình sản xuất, có thể phân hủy sinh học ở cuối vòng đời", trưởng nhóm nghiên cứu Robin Rumney đến từ Trường dược phẩm và khoa học y sinh thuộc Đại học Portsmouth, cho biết.

Năm 2015, giới nghiên cứu phát hiện vật liệu sinh học bền nhất thế giới thuộc về sao sao, loài động vật biển thân mềm có lớp vỏ hình nón, thường bám vào đá. Chúng sử dụng chiếc lưỡi phủ đầy răng siêu nhỏ để cạo thức ăn trên đá và cho vào miệng. Những chiếc răng này chứa hợp chất cứng nhưng không kém phần linh hoạt, bền hơn nhiều so với tơ nhện và có thể sánh ngang với những vật liệu nhân tạo, bao gồm sợi carbon và Kevlar.

Độ bền cực cao của răng sao sao là kết quả từ cấu trúc độc đáo chứa các sợi chitin, kết hợp với tinh thể goethite mịn, một loại khoáng chất chứa sắt. Những sợi này đan xen vào nhau theo cách tương tự như sợi carbon được sử dụng để gia cố nhựa.

Nhằm phát triển vật liệu, nhóm nghiên cứu phát triển phương pháp lắng chitin và oxit sắt trên thủy tinh bọc huyết thanh, tương tự quá trình ở răng sao sao. Sau 2 tuần, các hợp chất tự tạo thành cấu trúc tương tự bộ phận của sao sao gọi là lưỡi bào, từ đó phát triển thành răng. Rumney mất 6 tháng để thiết kế quá trình này.

Sau khi mô phỏng thành công quá trình hình thành răng của sao sao, nhóm nghiên cứu có thể sản xuất mẫu vật vật liệu sinh học rộng 0,5 cm bằng cách khoáng hóa chitin. Tiếp theo, Rumney và cộng sự sẽ khám phá khả năng tăng kích thước những đĩa nhỏ này và sản xuất hàng loạt, qua đó thay thế sử dụng nhựa bằng sản phẩm sinh học không độc hại.

TIN CŨ HƠN
Bất ngờ với những bảo bối của Doraemon đã trở thành sự thật sau hàng chục năm

Bất ngờ với những bảo bối của Doraemon đã trở thành sự thật sau hàng chục năm

Nhiều bảo bối Doraemon trong túi thần kỳ đã được công nghệ, khoa học biến thành sự thật.

Đăng ngày: 02/01/2026
Phong tục tập quán ngày Tết Dương Lịch của các nước

Phong tục tập quán ngày Tết Dương Lịch của các nước

Tết dương lịch sắp tới rồi, mỗi nước sẽ có cách đón Tết khác nhau. Hãy cùng xem những phong tục độc đáo vào Tết dương lịch tại các nước khác nhau ra sao.

Đăng ngày: 02/01/2026
Làm thế nào để tiếp tục học ngay cả khi bạn đang ngủ?

Làm thế nào để tiếp tục học ngay cả khi bạn đang ngủ?

Chúng ta đều biết rằng, ngủ là khoảng thời gian để não bộ phân loại và sắp xếp tất cả các thông tin tiếp nhận sau một ngày dài hoạt động. Thế nhưng giờ đây, các nhà khoa học còn khám phá ra một điều thú vị khác về giấc ngủ - đó chính là khả năng học trong khi ngủ của con người.

Đăng ngày: 02/01/2026
Những hình phạt tử hình tàn khốc nhất lịch sử nhân loại

Những hình phạt tử hình tàn khốc nhất lịch sử nhân loại

Một số hình phạt tử hình thời xưa khiến nhiều người rùng mình ớn lạnh khi nghe đến tên của chúng.

Đăng ngày: 01/01/2026
Tại sao có những củ khoai lang bị hà hay bị cứng?

Tại sao có những củ khoai lang bị hà hay bị cứng?

Khi chúng ta ăn khoai lang đã luộc chín, có khi sẽ mất vui vì bóc vỏ khoai đã phải cắt bỏ đi từng miếng khoai lớn, một củ khoai lang còn lại chả mấy mà ăn, còn có vị đắng

Đăng ngày: 01/01/2026
Nhà toán học Rumani dùng công thức bí mật để trúng xổ số 14 lần

Nhà toán học Rumani dùng công thức bí mật để trúng xổ số 14 lần

Vào thập niên 1990, nhà kinh tế học người Romania – Australia Stefan Mandel và cộng sự của ông chơi xổ số và liên tiếp trúng giải nhiều lần.

Đăng ngày: 01/01/2026
Phát hiện thú vị: Phụ nữ càng lấy chồng xa, sinh con càng thông minh, vì sao vậy?

Phát hiện thú vị: Phụ nữ càng lấy chồng xa, sinh con càng thông minh, vì sao vậy?

Không biết bạn đã từng nghe câu nói phụ nữ càng lấy chồng xa, sinh con sẽ càng thông minh hay chưa? Bạn tò mò không biết câu nói này có dựa trên cơ sở khoa học hay không thì câu trả lời là có.

Đăng ngày: 01/01/2026
Khoa Học News