Chế tạo rô bốt nano tổng hợp đầu tiên trên thế giới được điều khiển bởi ánh sáng

Một nhóm các nhà nghiên cứu do TS. Jinyao Tang thuộc Khoa Hóa, Trường Đại học Hồng Kông đã chế tạo rô bốt nano tổng hợp đầu tiên trên thế giới được định hướng bởi ánh sáng. Với kích thước tương đương với một tế bào máu, các rô bốt nhỏ xíu này có tiềm năng được tiêm vào cơ thể bệnh nhân, giúp bác sĩ phẫu thuật loại bỏ khối u và cho phép cung cấp chính xác thuốc nhắm đích. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí khoa học Nature Nanotechnology.

Nhiều thập kỷ qua, khoa học viễn tưởng đã đề cập đến giấc mơ về những con rô bốt nhỏ về cơ bản có thể thay đổi cuộc sống của bạn. Bộ phim khoa học viễn tưởng nổi tiếng có tên "Fantastic Voyage" là ví dụ điển hình, trong đó, một nhóm các nhà khoa học điều khiển tàu ngầm nano trong cơ thể con người để điều trị tổn thương não. Trong bộ phim "Terminator 2", hàng tỷ rô bốt nano được ghép vào trong cơ thể biến hình đáng ngạc nhiên gọi là T-1000. Trong thế giới thực, việc thiết kế và chế tạo rô bốt nano tinh vi với các chức năng tiên tiến đang thực sự là thách thức.

Giải Nobel Hóa học năm 2016 được trao cho ba nhà khoa học đã "thiết kế và tổng hợp các máy phân tử". Các nhà khoa học đã phát triển một nhóm các thành phần cơ học cấp độ phân tử, có thể được lắp ráp thành máy nano phức tạp để thao tác đơn phân tử như ADN hoặc protein trong tương lai. Sự phát triển của máy kích thước nano nhỏ cho các ứng dụng y sinh là một xu hướng chính của nghiên cứu khoa học trong những năm gần đây. Bất kỳ đột phá nào cũng sẽ cung cấp tri thức mới và mở ra hướng điều trị bệnh và bào chế thuốc mới.

Khó khăn trong việc chế tạo rô bốt nano là tạo ra các cấu trúc nano với khả năng cảm biến và phản ứng với môi trường. Do mỗi rô bốt nano có kích thước vài micro mét, nhỏ hơn 50 lần đường kính của sợi tóc, nên rất khó để gắn các cảm biến điện tử và mạch vào trong rô bốt nano với chi phí hợp lý. Hiện nay, phương pháp duy nhất để điều khiển từ xa các rô bốt nano là kết hợp từ tính nhẹ trong rô bốt nano và định hướng chuyển động nhờ có từ trường bên ngoài.

Rô bốt nano mới sử dụng ánh sáng làm lực đẩy. Các nhà khoa học tại Trường Đại học Hồng Kông là nhóm nghiên cứu đầu tiên trên thế giới khám phá ra rô bốt nano định hướng bởi ánh sáng và chứng minh tính khả thi và hiệu quả của rô bốt. Họ đã chứng minh các rô bốt nano có thể được điều khiển bằng ánh sáng khi chúng "nhảy" hoặc thậm chí đánh vần một từ dưới sự kiểm soát của ánh sáng. Nhờ cấu trúc cây nano mới, rô bốt nano có thể phản ứng với ánh sáng chiếu vào nó. TS. Tang đã mô tả các chuyển động của rô bốt nano như thể "chúng có thể nhìn thấy ánh sáng và tự điều khiển".

Nhóm nghiên cứu lấy cảm hứng từ tảo lục tự nhiên để thiết kế rô bốt nano. Trong tự nhiên, một số loại tảo lục đã phát triển khả năng cảm biến ánh sáng xung quanh nó. Thậm chí chỉ cần một tế bào duy nhất, loại tảo lục này có thể cảm biến cường độ của ánh sáng và bơi về phía nguồn sáng để quang hợp. Nhóm nghiên cứu của TS. Jinyao đã mất ba năm để phát triển thành công rô bốt nano. Cấu trúc cây nano mới của rô bốt gồm có hai vật liệu bán dẫn thông dụng và giá rẻ là silicon và oxit titan. Trong quá trình tổng hợp, silicon và oxit titan được tạo hình thành dây nano và sau đó sắp xếp thành cấu trúc di thể của cây nano nhỏ.

TS. Tang cho rằng: "Dù rô bốt nano hiện vẫn chưa được sử dụng để điều trị bệnh, nhưng chúng tôi đang nghiên cứu hệ thống rô bốt nano thế hệ mới hiệu quả và tương thích sinh học. Ánh sáng là một lựa chọn hiệu quả để liên kết giữa thế giới vi mô và thế giới vĩ mô. Chúng tôi cho rằng các lệnh phức tạp có thể được truyền đến rô bốt nano, cung cấp cho các nhà khoa học một công cụ mới để trang bị thêm nhiều chức năng cho rô bốt nano và đưa con người tiến gần hơn đến các ứng dụng thường ngày”.

BÀI VIẾT KHÁC

Bộ Khoa học và Công nghệ tổng kết công tác năm 2025 và triển khai nhiệm vụ năm 2026

Ngày 26/12/2025, Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức hội nghị Hội nghị tổng kết công tác năm 2025 và triển khai nhiệm vụ năm 2026. Phó Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Chí Dũng dự và chỉ đạo hội nghị.

Ngày 26/12/2025

Lễ kỷ niệm 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam (06/01/1946 - 06/01/2026)

Ngày 26/12/2025, Đoàn Đại biểu Quốc hội (ĐBQH) tỉnh tổ chức Lễ kỷ niệm 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam (06/01/1946 - 06/01/2026) và tổng kết hoạt động của Đoàn ĐBQH khóa XV tỉnh Phú Thọ, nhiệm kỳ 2021 - 2026.

Ngày 26/12/2025

Hội nghị Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ các tỉnh/thành phố trực thuộc Trung ương năm 2025

Ngày 25/12/2025, Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức hội nghị Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ các tỉnh/thành phố trực thuộc Trung ương năm 2025. Đồng chí Nguyễn Mạnh Hùng - Ủy viên BCH Trung ương Đảng, Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì hội nghị.

Ngày 26/12/2025

Tháo gỡ khó khăn trong vận hành chính quyền địa phương hai cấp và giải ngân vốn đầu tư công

Ngày 25/12/2025, Tổ công tác số 7 của UBND tỉnh do đồng chí Nguyễn Huy Ngọc - Tỉnh ủy viên, Phó Chủ tịch UBND tỉnh làm Tổ trưởng đã đến thăm và làm việc tại các xã: Thanh Ba, Quảng Yên, Hoàng Cương, Đông Thành, Chí Tiên, Liên Minh để nắm bắt tình hình khó khăn, vướng mắc trong quá trình vận hành mô hình chính quyền địa phương hai cấp và tiến độ giải ngân vốn đầu tư công của địa phương.

Ngày 26/12/2025

Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số triển khai nhiệm vụ, giải pháp trọng tâm năm 2026

Ngày 25/12/2025, đồng chí Tổng Bí thư Tô Lâm chủ trì hội nghị tổng kết công tác năm 2025 và triển khai nhiệm vụ trọng tâm năm 2026 của Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số. Hội nghị được tổ chức theo hình thức trực tiếp tại trụ sở Trung ương Đảng và trực tuyến đến điểm cầu 34 tỉnh, thành phố và 2.093 điểm cầu cấp xã.

Ngày 26/12/2025

Hội nghị lấy ý kiến cử tri nơi công tác đối với người được dự kiến giới thiệu ứng cử đại biểu HĐND tỉnh Phú Thọ khóa XX, nhiệm kỳ 2026 - 2031

Ngày 24/12/2025, Sở Khoa học và Công nghệ tổ chức Hội nghị lấy ý kiến cử tri nơi công tác đối với người được dự kiến giới thiệu ứng cử đại biểu HĐND tỉnh Phú Thọ khóa XX, nhiệm kỳ 2026 - 2031.

Ngày 25/12/2025

Thông báo