Những sáng kiến lấy cảm hứng từ thiên nhiên năm 2020 [HOT]

Ong ký sinh





Những sáng kiến lấy cảm hứng từ thiên nhiên năm 2020 [HOT]

Kim phẫu thuật xâm lấn tối thiểu lấy cảm hứng từ ong bắp cày ký sinh. Hình ảnh: Medicalxpress.

Loại bỏ khối u và cục máu đông thông qua phẫu thuật xâm lấn tối thiểu có thể dễ dàng hơn với một cây kim linh hoạt lấy cảm hứng từ ong bắp cày ký sinh, theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science. Biên giới trong Kỹ thuật sinh học và Công nghệ sinh học trong tháng Chín.

Những con côn trùng đáng sợ này tiêm trứng của chúng vào bên trong vật chủ sống như sâu bướm thông qua một cơ quan siêu mỏng, được gọi là ovipositor, có cấu trúc giống như kim rỗng với hệ thống rãnh lưỡi. chuyển động linh hoạt.

Các sáng kiến ​​lấy cảm hứng từ thiên nhiên vào năm 2020

Cơ chế hoạt động của kim phẫu thuật mô phỏng chuyển động của vòi trứng. Video: Sakes et al.

Các nhà khoa học đến từ Đại học Công nghệ Delft của Hà Lan đã nghiên cứu cơ chế chuyển động của hệ thống rãnh lưỡi này và cách nó sử dụng lực ma sát để đẩy trứng qua vòi trứng để thiết kế một kim phẫu thuật siêu mỏng với hệ thống thanh trượt linh hoạt mô phỏng cơ quan đẻ trứng của một Ong vò vẽ.

Nhóm nghiên cứu cho biết kim phẫu thuật mới có khả năng tiếp cận những bộ phận khó tiếp cận trên cơ thể để tiêm thuốc hoặc loại bỏ khối u và cục máu đông, đồng thời giảm thiểu chấn thương và thời gian hồi phục của bệnh nhân. bệnh nhân.

tơ nhện

Nhện tạo ra tơ để chụp con mồi, nhưng giờ đây con người có thể sử dụng nó để chế tạo thấu kính quang học cho khả năng nhìn thấy virus mà mắt thường không thể nhìn thấy.

Trong một nghiên cứu được công bố vào tháng 6 trên tạp chí Vật lý ứng dụngCác nhà khoa học tại Đại học Tamkang và Yang-Ming của Đài Loan đã thu thập những sợi tơ mịn và được kéo đồng đều từ loài nhện chân dài Pholcus phalangioides để làm ngàm cho ống kính.





Thấu kính vi quang làm bằng tơ nhện và nhựa thông.  Ảnh: Cheng-Yang Liu.

Thấu kính vi quang làm bằng tơ nhện và nhựa thông. Hình ảnh: Cheng Yang Liu.

Trong thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã phủ sáp lên tơ nhện, sau đó đổ nhựa thông lên trên. Khi ngưng tụ, nó tạo thành một mái vòm và được nung nóng trong lò tia cực tím để tạo ra một thấu kính quang học.

Với kích thước nhỏ như một tế bào hồng cầu, ống kính này cho phép phóng đại hình ảnh của các vật thể có kích thước nano như virus hoặc cấu trúc bên trong các mô sinh học. Thiết bị được làm hoàn toàn từ nguyên liệu tự nhiên nên không gây độc hại cho cơ thể.

Bọt biển

Theo một nghiên cứu được công bố vào tháng 9 trên tạp chí Vật liệu thiên nhiênmột loài bọt biển có cấu trúc phức tạp được tìm thấy dưới đáy Thái Bình Dương có thể giữ chìa khóa cho các cấu trúc mạnh hơn và thiết kế tàu vũ trụ nhẹ hơn.

Sinh vật có tên khoa học là Euplectella aspergillum sở hữu cấu trúc khung xương hình ống làm bằng silica với đặc tính nhẹ, cứng và chắc hơn nhiều so với vật liệu nhân tạo. Ví dụ, một ống nhôm có chiều dài, độ dày và bán kính tương ứng với một miếng bọt biển cho độ cứng chỉ bằng 1/100.

Tác giả chính của nghiên cứu James Weaver từ Đại học California, Los Angeles cho biết: “Chúng tôi đã nghiên cứu mối quan hệ cấu trúc-chức năng của xương bọt biển trong hơn 20 năm, nhưng những sinh vật này vẫn tiếp tục gây kinh ngạc. Harvard chia sẻ.





Cua vàng kiếm ăn bên cạnh một cụm bọt biển thủy tinh Euplectella aspergillum.  Ảnh: NOAA.

Cua vàng kiếm ăn bên cạnh một cụm bọt biển thủy tinh Euplectella aspergillum. Hình ảnh: KHÔNGAA.

Quả sầu riêng

Đối với một số người, sầu riêng là “vua của các loại trái cây”, nhưng đối với nhiều người, nó khó chịu đến mức bị cấm mang nó trên các phương tiện giao thông công cộng hoặc trong phòng khách sạn. Một lý do khác khiến loại quả này trở nên đặc biệt là nó có những ứng dụng tiềm năng trong sản xuất siêu tụ điện – thiết bị có khả năng lưu trữ lượng lớn năng lượng với kích thước nhỏ.

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Lưu trữ năng lượng Vào đầu tháng 2, các nhà khoa học từ Đại học Sydney của Australia đã mô tả cách họ tạo ra một vật liệu aerogel cực kỳ nhẹ và xốp từ các thành phần của quả sầu riêng bỏ đi.

Aerogel từ lâu đã được coi là vật liệu lý tưởng để sản xuất siêu tụ điện do các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời của nó. Tuy nhiên, hầu hết các quy trình sản xuất airgel hiện nay đều rất tốn kém, cản trở ứng dụng thực tế của vật liệu này.

Trong thí nghiệm của Đại học Sydney, nhóm nghiên cứu đã đun nóng cùi sầu riêng đến nhiệt độ cao và sau đó làm lạnh đột ngột để tổng hợp một aerogel chứa đầy chất điện phân. Vật liệu sau đó trở thành một phần quan trọng của siêu tụ điện. Với khả năng sạc và xả năng lượng nhanh hơn các loại pin hiện nay, chúng rất có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất các thiết bị điện tử như điện thoại, laptop.

Cây tre





Tre được xử lý bằng lò vi sóng và loại bỏ một phần lignin để có độ bền cao hơn.  Ảnh: Phys.

Tre được xử lý bằng lò vi sóng và loại bỏ một phần lignin để có độ bền cao hơn. Hình ảnh: Thể chất.

Tre từ lâu đã được sử dụng như một vật liệu xây dựng đa năng, nhưng sức mạnh của nó như thế nào để thay thế bê tông và cốt thép trong các công trình xây dựng hiện nay? Trong một báo cáo tạp chí ACS Nano Vào tháng 5, các chuyên gia từ Viện nghiên cứu sinh học Hoa Kỳ cho biết họ đã tìm ra câu trả lời.

Bằng cách loại bỏ một số lignin – chất hữu cơ hình thành mô gỗ – và làm khô tre bằng lò vi sóng, các nhà khoa học cho biết sức mạnh của nó đã tăng gần gấp đôi.

Khám phá mới có thể bổ sung thêm tính thực tiễn của tre như một vật liệu xây dựng nhẹ, bền vững và có thể tái tạo nhanh chóng, thay thế cho các vật liệu gây ô nhiễm.

Doãn Đường (Theo dõi AFP)