Biến tơ nhện thành cơ nhân tạo

0 Trần Biên (Theo Sciencedaily/Phys)
ANTD.VN - Thực chất, tơ nhện chỉ là một dung dịch protein bị biến đổi một cách rõ rệt trong quá trình được dệt thành tơ. Các protein liên kết lại với nhau một cách khéo léo giúp các sợ tơ có độ bền kinh ngạc. Tuy nhiên, tơ nhện có cả đặc tính siêu co thắt và xoắn nên nó có rất nhiều ứng dụng trong đời sống, trong đó có cả ngành công nghiệp dệt may, y tế... Và mới đây nhất, các nhà khoa học Mỹ đã khám phá bí ẩn bên trong sợi tơ nhện thần kỳ này còn có khả năng tạo thành cơ bắp nhân tạo, thêm ứng dụng mới bất ngờ trong tương lai.

ảnh 1

Vật liệu siêu co thắt, đáng kinh ngạc

Tơ nhện được đánh giá là vật liệu bền, chắc và mạnh nhất trên thế giới về trọng lượng, cũng như công dụng tiềm năng của nó rất đa dạng. Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ đã phát hiện thêm một tính năng mới của vật liệu tự nhiên này là có thể biến nó thành cơ bắp nhân tạo, sử dụng cho các con robot trong tương lai. 

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học MIT đã nhận thấy rằng không chỉ có đặc tính đàn hồi nổi trội của tơ nhện mà loại tơ này còn có phản ứng rất đặc biệt với những thay đổi về thời tiết và khí hậu. Cụ thể, khi không khí xung quanh các sợi tơ đạt đến một độ ẩm nhất định, chúng sẽ đột nhiên xoắn và co thắt  lại. Sự co thắt này có lực đủ mạnh để tơ nhện có khả năng được sử dụng như một thiết bị truyền động. Điều này đã được các nhà nghiên cứu thử nghiệm khi treo một vật nặng vào sợi tơ và đặt nó vào trong một căn phòng nhiệt độ bình thường. Tuy nhiên, khi tăng độ ẩm trong căn phòng đó lên, trọng lượng bắt đầu xoay. “Điều đó là dấu hiệu may mắn nằm ngoài dự đoán của chúng tôi. Tôi quá đỗi ngạc nhiên”, Phó Giáo sư Dabiao Liu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Vũ Hán (Trung Quốc), thành viên nhóm nghiên cứu cho  biết”. 

Nhưng thực sự ngay bản thân các nhà nghiên cứu vẫn đang hoài nghi về chức năng chuyển động xoắn này trong thế giới tự nhiên hay nó chỉ sử dụng cho loài nhện. Họ không thấy bất ký ý nghĩa sinh học nào đối với loại vật liệu quá đặc biệt của thế giới tự nhiên này, nhưng họ có thể đưa ra rất nhiều ý tưởng ứng dụng hữu ích cho sự phát triển công nghệ của con người. Do đó, việc chế tạo cơ bắp nhân tạo có thể sớm trở thành thực tế trong tương lai gần, đặc biệt là những con robot làm việc trong môi trường độc hại cần có sức lao động của con người. 

Chế tạo cơ bắp cho người máy, vải thông minh

Với đặc tính siêu co thắt, các nhà khoa học cho biết việc chế tạo thành công cơ bắp nhân tạo cho những con robot trong tương lai là điều hoàn toàn có thể, bởi “nó có rất nhiều ưu thế cho cộng đồng người máy. Ngoài ra, nó còn được sử dụng để điều khiển một số loại cảm biến hoặc các thiết bị điều khiển”, Giáo sư Markus Buehler, người đứng đầu Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường (MIT) cho biết. Nếu chúng ta cần biết độ chính xác của nó thì chỉ cần kiểm soát các chuyển động và độ ẩm. 

Còn Pupa Gilbert, Giáo sư Vật lý, Hóa học và Khoa học vật liệu tại Đại học Wisconsin ở Madison, người không tham gia trực tiếp nghiên cứu tơ nhện của các nhà khoa học MIT, nhưng cũng rất ngạc nhiên và bị ấn tượng bởi tiềm năng của loại vật liệu tự nhiên đặc biệt này. “Nó như một sợi dây xoắn và tự xoắn tùy thuộc vào độ ẩm của không khí. Cơ chế phân tử dẫn đến hiệu suất vượt trội này có thể được khai thác chế tạo robot mềm điều khiển bằng độ ẩm hoặc các loại vải thông minh.

Trước đó, một nhóm kỹ sư khác của MIT đã xác định được 2 quá trình vật lý then chốt, có được từ việc nghiên cứu độ chắc và bền của tơ nhện, tiến tới hiện thực hóa mục tiêu dệt được tơ nhện nhân tạo ứng dụng trong y học như làm ra các dây chằng và gân nhân tạo, chỉ khâu các vết thương sau phẫu thuật, may dù hoặc áo chống đạn. 

Tơ nhện được đánh giá là vật liệu bền, chắc và mạnh nhất trên thế giới về trọng lượng, cũng như công dụng tiềm năng của nó rất đa dạng. Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ đã phát hiện thêm một tính năng mới của vật liệu tự nhiên này là có thể biến nó thành cơ bắp nhân tạo, sử dụng cho các con robot trong tương lai. 

bình luận(0 bình luận)

Cùng chuyên mục
Top