Phát triển vật liệu nano biến đổi hình dạng
Đại học Emory của Mỹ chế tạo vật liệu nano mới có thể biến đổi hình dạng, cho thấy tiềm năng ứng dụng lớn trong y sinh.
Trong báo cáo trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Mỹ, các nhà nghiên cứu mô tả vật liệu mới được làm từ collagen tổng hợp, mỏng hơn 10.000 lần chiều rộng của sợi tóc và có khả năng chuyển đổi qua lại từ dạng tấm phẳng sang hình ống.
Vật liệu nano sau khi cuộn lại thành dạng ống. (Ảnh: Đại học Emory).
Collagen là protein cấu trúc chính trong các mô liên kết của cơ thể, chẳng hạn như sụn, xương, gân, dây chằng và da. Nó cũng có nhiều trong mạch máu, ruột, cơ bắp và các bộ phận khác. Điều này làm cho vật liệu mới có tính tương hợp sinh học về bản chất.
"Trước đây, chưa có ai tạo ra vật liệu nano từ collagen với đặc tính thay đổi hình dạng. Vật liệu mới có thể làm được điều đó một cách đơn giản và có kiểm soát bằng cách thay đổi độ pH và nồng độ axit trong môi trường của nó", Giáo sư hóa học phân tử Vincent Conticello từ Đại học Emory, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Phòng thí nghiệm của Conticello là một trong số ít các phòng thí nghiệm trên khắp thế giới tập trung phát triển collagen tổng hợp cho ứng dụng trong y sinh và công nghệ phức tạp khác. Các vật liệu sinh học tổng hợp như vậy có thể được kiểm soát theo những cách mà collagen tự nhiên không thể.
Protein collagen tự nhiên bao gồm một chuỗi xoắn ba sợi quấn quanh nhau như "bện dây". Các sợi này không linh hoạt, cứng như bút chì và kết hợp chặt chẽ với nhau trong một mảng kết tinh.
Conticello cùng các cộng sự đã làm việc trong nhiều năm để tạo ra các tấm collagen phẳng. "Mỗi tấm là một tinh thể lớn có hai mặt. Cách các peptide (chuỗi axit amin) tạo nên nó giống như một đống bút chì được bó lại với nhau, trong đó một nửa có đầu bút hướng lên trên và nửa còn lại có đầu tẩy hướng lên trên", Conticello giải thích.
Nhóm nghiên cứu đã cố gắng tinh chỉnh các tấm collagen để mỗi mặt chỉ giới hạn ở một chức năng. Mục tiêu cuối cùng là để chúng tương thích với thiết bị y tế bằng cách làm cho một mặt tương thích với thiết bị và mặt còn lại tương thích với các protein chức năng trong cơ thể.
Tuy nhiên, khi Conticello cùng các cộng sự thiết kế các bề mặt riêng biệt này thành những tấm collagen đơn lẻ, họ rất ngạc nhiên khi phát hiện nó khiến các tấm cuộn lại thành hình ống. Quá trình biến đổi hình dạng này thậm chí có thể đảo ngược bằng cách thay đổi độ PH của dung dịch. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh được họ có thể điều chỉnh các tấm ở cấp độ phân tử thông qua thiết kế để thay đổi hình dạng với độ PH cụ thể.
Vật liệu nano ở dạng tấm (trái) và dạng cuộn (phải) nhìn dưới kính hiển vi. (Ảnh: Đại học Emory).
Khám phá mới cho thấy tiềm năng lớn cho các ứng dụng y sinh như phân phối thuốc và kỹ thuật mô. Ví dụ, các nhà khoa học có thể tìm cách đưa thuốc vào ống collagen trong điều kiện phòng thí nghiệm có kiểm soát, sau đó đưa vào trong cơ thể người. Trong môi trường pH của tế bào người, các ống collagen sẽ mở ra và giải phóng thuốc.
Conticello mô tả việc phát triển vật liệu nano biến đổi hình dạng tại Emory là "một sự tình cờ và có yếu tố may mắn". Văn phòng Chuyển giao Công nghệ Emory đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế tạm thời cho vật liệu mới. Công trình nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ, Viện Y tế Quốc gia Mỹ và Quỹ Khoa học Quốc gia Thụy Sĩ.
Xe đạp điện không có nan hoa, trục vòm bánh "tàng hình" công nghệ bảo mật khủng
Chiếc xe đạp điện Reevo Bike của thương hiệu Beno Technologies hứa hẹn sẽ làm nên cú hit mới cho thị trường xe đạp điện tương lai.
Súng phóng lựu bắn hai loại đạn duy nhất trên thế giới
Súng phóng lựu RPG-32 “Hashim” do Xí nghiệp khoa học sản xuất quốc gia Bazalt/ Nga chế tạo theo đơn đặt hàng và hợp đồng của Jordan ký năm 2005.
Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn
Hãng Community Cars ở bang Texas (Mỹ) đã sáng chế ra một loại ô tô điện mang tên Kenguru, dành cho người khuyết tật phải ngồi xe lăn.
Pin vi khuẩn
Lần đầu tiên một nghiên cứu chỉ rõ cấu trúc phân tử chính xác của các protein trong vi khuẩn giúp chúng có khả năng truyền điện.
Cảm biến hình ảnh nhỏ bằng hạt cát đạt kỷ lục thế giới
OmniVision, nhà phát triển các giải pháp hình ảnh kỹ thuật số tiên tiến, vừa tuyên bố họ đạt kỷ lục Guinness với cảm biến hình ảnh có tên OV6948. Đây là cảm biến hình ảnh nhỏ nhất trên thế giới với kích thước 0,575 mm x 0.575 mm.
Tìm hiểu tàu chiến hiện đại nhất của Brunei
Hải quân Brunei hiện sở hữu ba tàu hộ tống lớp Nakhoda Ragam sản xuất tại Anh với hệ thống điện tử và vũ khí tối tân.
