Cập nhật ngày 19/01/2015 - 15:17:39

           

Những công nghệ của ngày mai

- Sự phát triển của khoa học - công nghệ đã mang lại sự phát triển thần kỳ cho cuộc sống con người. Nhịp sống thay đổi từng giây, từng phút dưới tác động của những phát minh, sáng chế. Trong thời gian tới, bộ mặt thế giới sẽ còn có những biến chuyển mạnh mẽ hơn nữa với sự phát triển của lĩnh vực công nghệ cao: đó là công nghệ môi trường, công nghệ thông tin, công nghệ sinh học và công nghệ nano.

Công nghệ nano

Tháng 6/1991 chứng kiến sự xuất hiện quan trọng nhất làm tiền đề cho sự phát triển của ngành công nghệ nano: ống nano cácbon (do một nhà khoa học Nhật Bản là Shumio Isima tìm ra). Với đặc tính nghiên cứu vật chất ở kích thước cực nhỏ nanomet (cỡ một phần tỉ met) với các thành phần cơ bản là nguyên tử và phân tử, ngành công nghệ nano hứa hẹn sẽ chế tạo ra những vật liệu  hoặc thiết bị mới có tính năng vượt trội so với các dạng vật liệu, thiết bị truyền thống. Công nghệ nano là nền tảng thúc đẩy ssự phát triển của nhiều ngành công nghệ khác.
Có hai phương pháp cơ bản được sử dụng trong ngành công nghệ nano. Thứ nhất là phương pháp “top - dow”, sử dụng các kỹ thuật mô hình hóa chế tạo ra những thiết bị có kích thước nhỏ (NEMs) và rất nhỏ (MEMs). Phương pháp này hiện đang được sử dụng chủ yếu trong ngành sản xuất chất bán dẫn và thực sự đã đạt được những tiến bộ vượt bậc. Phương pháp thứ hai có tên gọi là “bottom - up”, là phương pháp kết hợp các nguyên  - phân tử tạo ra những vật chất mới ở kích thước nano. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thiết bị điện tử và composit.

Một trong những sản phẩm phổ biến nhất của công nghệ nano là chíp sinh học. Chíp sinh học được tạo ra bằng cách xử lý trên chất nền thuỷ tinh hoặc silicon. Khi được cấy ghép ADN hoặc protein, chíp sinh học sẽ hoạt động như một “ống thử nghiệm”, được ứng dụng trong điều trị bệnh. Hiện tại chíp sinh học được sử dụng rộng rãi trong việc phân tích gen phát hiện bệnh ung thư và một số bệnh di truyền. Một chip sinh học nhỏ cỡ 2,7 cm²  nhưng nó có thể thực hiện được 8 loại xét  nghiệm y tế khác nhau bao gồm nồng độ pH, natri, kali, canxi và đường, nhờ các đầu mối cảm biến được gắn bên torng thân chip, cho phép chẩn đoán một số bệnh cơ bản như huyết áp, ôxi máu, mỡ máu...
Lĩnh vực sản xuất thiết bị điện tử và composit cũng đạt  sự phát triển mạnh mẽ nhờ vào những tiến bộ của công nghệ nano. Công ty NEC của Nhật Bản hiện nay đang nghiên cứu sản xuất loại pin nhiên liệu kích thước nhỏ sử dụng nanohorn, một dạng ống nano, có ưu điểm không gây ô nhiễm môi trường và đặc tính tạo năng lượng từ phản ứng hóa học giữa H2 và 02.

Công nghệ sinh học

Tháng 5/2000, các nhà khoa học tại Trung tâm nghiên cứu khoa học về gen RIKEN (GSC) của Nhật Bản là những người đầu tiên đã giải mã thành công bản đồ ADN của nhiễm sắc thể số 22 ở tinh tinh, phát hiện thêm nhiều thông tin quan trọng giúp hiểu sâu hơn về ngành sinh vật học và quá trình tiến hoá của loài người. Bên cạnh đó, GSC còn nghiên cứu được gần 20.000 dạng đột biến gen khác nhau ở loài chuột, giải mã cấu trúc của hơn 3000 protein, xuất bản cuốn sách Bách khoa toàn thư bộ gen của chuột và tạo ra cuốn “sách ADN” bằng cách gắn ép ADN lên giấy.

Góp phần vào sự phát triển công nghệ sinh học ở Nhật Bản, ngoài GSC còn phải kể đến công ty sinh học Takara. Đây là đơn vị đầu tiên ở Nhật Bản đưa ra những thông tin về PRCs (phản ứng chuỗi polime), giúp giới khoa học hiểu sâu hơn về cấu trúc ADN, chip ADN và cho phép kiểm soát đồng thời các mức độ biểu hiện gen trong những dạng tế bào khác nhau. Trước đó, năm 2000, công ty cũng đã phát triển thành công phương pháp tái hợp fibronectin ở người (Retro Nectin), sử dụng trong việc điều trị bệnh thiếu hụt huyết thanh di truyền. Thông qua việc tạo ra những tế bào chứa dạng vật liệu di truyền mới bằng cách truyền vật liệu gen có tác dụng sản sinh các protein thiếu hụt vào trong hệ gen của tế bào thân huyết. RetroNectin có thể điều trị tận gốc căn bệnh nhờ khả năng tác động các tế bào tự sản sinh nhựng protein thiếu hụt này. RetroNectin trở thành một phương pháp quan trọng trong liệu pháp trị bệnh bằng gen, có tác dụng hữu ích trong việc điều trị các căn bệnh khác.

Công nghệ thông tin

Vài năm trở lại đây, kiểu dáng hộp của tivi đã hoàn toàn thay đổi nhờ sự ra đời của màn hình plasma và màn hình tinh thể lỏng (LCD). Với kích thước mỏng, màn hình độ phân giải lớn và tiết kiệm diện tích, tivi màn hình plasma và LCD đã làm cho tivi truyền thống  gần như biến mất. Tuy nhiên, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ trong lĩnh vực công nghệ thông tin, thời đại của màn hình plasma và LCD dường như sắp bắt đầu tới hồi kết, dù nó cho nó mới chỉ bắt đầu cách dâu chưa lâu. Công nghệ phát quang điện tử hữu cơ (EL) không chỉ hứa hẹn tạo ra thế hệ tivi siêu mỏng, mỏng hơn cả màn hình plasma và LCD hiện nay mà còn có nhiều ưu điểm nổi bật khác như: nhẹ, có thể cuộn lại được, hình ảnh rõ nét, màu sắc sống động và có thể xem hình ảnh rõ nét ở bất cứ góc độ nào... Hiện tại, các nghiên cứu trong công nghệ màn hình phát quang điện tử hữu cơ chủ yếu dành cho các sản phẩm có sử dụng màn hình thuỷ tinh. Tuy nhiên, công ty thiết bị điện tử nghe nhìn Pioneer còn có ý tưởng sử dụng chất liệu nhựa thay thế thuỷ tinh trong sản xuất màn hình tivi, tận dụng tối đa ưu điểm có thể cán mỏng của chất liệu này. Pioneer cũng đã chế tạo thành công màn hình nhựa chỉ dày 0,2 mm và đang hướng tới mục tiêu tìm kiếm chất liệu mỏng hơn, sản xuất màn hình có thể “dán” vào túi sách hoặc quần áo.

Còn rất nhiều ứng dụng khác của công nghệ phát quang điện tử hữu cơ. Giáo sư Junji Kido, Tổng Giám đốc Viện nghiên cứu điện tử hữu cơ Yamagata Prefecture và là nhà nghiên cứu hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ phát quang hữu cơ cho biết, với những luồng ánh sáng thẳng như đèn huỳnh quang, ánh sáng được khuếch tán nhờ vào lớp vỏ thuỷ tin bao bọc ngoài. Nhưng trong công nghệ phát quang điện tử hữu cơ, tự bản thân lớp hữu cơ phát sáng. Điều đó có nghĩa là có thể tạo ra nguồn sáng hai chiều (tỏa trên mặt phẳng), vừa cho ánh sáng hơn, vừa tiết kiệm năng lượng. Trong tương lai, trần và tường nhà cũng có thể phát sáng.

Công nghệ môi trường

Hãy tưởng tượng phòng tắm nhà bạn lúc nào cũng thơm tho và căn nhà thì luôn như vừa mới xây xong, không chút bụi bám dính. Chuyện tưởng chừng chỉ xuất hiện trong câu chuyện khoa học viễn tưởng, nhưng với công ty trách nhiệm hữu hạn Toto, nhà sản xuất thiết bị vệ sinh hàng đầu Nhật Bản thì điều đó hoàn toàn có thể trở thành sự thật với sự ra đời của những thiết bị có sử dụng công nghệ chất xúc tác quang. Tận dụng khả năng phá vỡ cấu trúc phân tử chất hữu cơ của chất xúc tác quang, công ty Toto đã sản xuất được những sản phẩm vừa có tính năng tự khử mùi hôi mà còn có thể tự phân huỷ chất bẩn. Ngoài ra, những tiến bộ trong ngành công nghệ môi trường còn được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác như sản xuất năng lượng sạch từ nước thải, sản xuất thuốc trừ sâu không gây ô nhiễm môi trường...

PV (Tổng hợp)
* Ý kiến bạn đọc
* Tin đáng chú ý
* Các tin liên quan