Khi công nghệ kết hợp với thiên nhiên

Biến đổi khí hậu và mất đa dạng sinh học đang phơi bày sự phụ thuộc của con người vào thế giới tự nhiên, từ nguồn thức ăn cho đến bầu không khí để hít thở. Tuy nhiên, điều thú vị là tự nhiên cũng nắm giữ giải pháp cho một loạt vấn đề khác, tạo cảm hứng cho các khám phá khoa học theo những cách ít ngờ đến.

Chuyên gia Lex Amore tại Viện công nghệ Mô phỏng tự nhiên có trụ sở tại Montana (Mỹ) cho biết thiên nhiên là nguồn cảm hứng cho nghiên cứu khoa học, thúc đẩy nhiều ý tưởng đột phá.

Nổi bật trong số những giải pháp lấy cảm hứng từ thiên nhiên trong năm 2020 là sử dụng sầu riêng để tạo ra siêu tụ điện giúp sạc pin điện thoại và ô tô điện.

Sầu riêng có thể là loại quả gây nghiện đối với một số tín đồ, nhưng cũng có thể là nỗi ám ảnh đối với những người không chịu được mùi hương đặc trưng của nó. Tại một số nước ở Đông Nam Á, nhiều khách sạn thậm chí còn cấm mang sầu riêng vào phòng.

Tuy nhiên, nghiên cứu công bố hồi tháng 2/2020 về khả năng bất ngờ của sầu riêng có thể khiến những người không có thiện cảm với loại trái cây này có cái nhìn khác.

Các nhà khoa học tại Đại học Sydney (Australia) cho biết phần cùi nhẹ và xốp của vỏ sầu riêng có thể được chuyển hóa thành năng lượng dùng cho một số thiết bị công nghệ hay động cơ xe.

Theo đó, sau khi đun nóng cùi sầu riêng rồi làm lạnh đột ngột, các nhà khoa học đem nguyên liệu trên tổng hợp aerogel, vật liệu siêu nhẹ và xốp, thường được tổng hợp bằng cách thay thế chất lỏng trong gel bằng chất khí.

Quá trình này cho ra một chất rắn có mật độ và độ dẫn nhiệt thấp. Khi có aerogel, nhóm tiếp tục đem chế tạo siêu tụ điện cung cấp năng lượng cho nhiều loại thiết bị. Cùi mít cũng có khả năng tương tự.

Siêu tụ điện là công cụ mới có lợi thế hơn nhiều so với các loại pin khi có thể sạc đầy một chiếc điện thoại nhanh gấp đôi thông thường. Siêu tụ điện thường được dùng cho những loại vật liệu nhỏ hay một số linh kiện trong các loại xe.

Ngoài sầu riêng, mít, các nhà khoa học đang nghĩ đến việc tìm ra những vật liệu thiên nhiên khác như đậu tương, trấu hay hành, tỏi cho siêu tụ điện.

Trong thời gian tới, việc loại bỏ khối u và cục máu đông bằng phẫu thuật xâm lấn tối thiểu có thể sớm trở nên dễ dàng hơn nhờ một loại kim y tế siêu mỏng, có thể điều chỉnh linh hoạt, lấy cảm hứng từ loài ong bắp cày ký sinh.

Loài ong độc này bơm trực tiếp trứng của chúng vào cơ thể vật chủ sống thông qua một ống đẻ trứng rỗng.

Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Delft ở Hà Lan đã nghiên cứu cơ chế hoạt động của ống đẻ trứng của ong bắp cày ký sinh, từ đó thiết kế một cây kim y tế có cơ chế tương tự.

Cây kim này có khả năng tiếp cận các khu vực khó chạm đến trong cơ thể để bơm thuốc hoặc loại bỏ các yếu tố gây hại, đồng thời giảm thiểu chấn thương và rút ngắn thời gian phục hồi của người bệnh.

Lấy cảm hứng từ cách nhện giăng tơ để bẫy mồi, các nhà khoa học đã tạo ra siêu thấu kính có khả năng quan sát các vật thể mà mắt thường không thể nhìn thấy.

Trong một nghiên cứu công bố trên tạp chí Vật lý Ứng dụng hồi tháng 6/2020, các nhà khoa học cho biết đã sử dụng sợi tơ nhện như một siêu thấu kính bổ sung phủ lên trên bề vật liệu, nhờ đó tăng gấp 2-3 lần độ phóng đại.

Các nhà khoa học tin rằng những thấu kính như vậy có thể được sử dụng để quan sát và theo dõi những cơ cấu mà trước kia không thể nào nhìn thấy được như cơ cấu nano và các vi cơ cấu sinh học.

Trong tương lai, dùng kính hiển vi được trang bị siêu thấu kính bằng tơ nhện, các nhà khoa học có thể quan sát vi khuẩn, virus, các cơ cấu bên trong tế bào cũng như các chi tiết của con chip máy tính và các mạch điện tử...

Ngoài ra, với việc được làm từ vật liệu tự nhiên, không độc hại, thấu kính này hoàn toàn có thể sử dụng an toàn ở bên trong cơ thể người.

Bên cạnh những đột phá kể trên, kết quả nghiên cứu cấu tạo của bọt biển để hiện thực hóa tham vọng xây những tòa nhà chọc trời, cầu đường và chế tạo tàu vũ trụ có kết cấu chắc hơn, hay sử dụng tre trong xây dựng, chế tạo ô tô và máy bay là những điểm nhấn đáng chú ý trong bức tranh khoa học thế giới năm nay./.