Thứ 3, 17/09/2019
Đường dây nóng: 0327 216 216

Dây nano, nền tảng cho máy quang phổ thế hệ mới

Thái Bằng - Công nghệ - 13/09/2019 07:00
Dây nano, nền tảng cho máy quang phổ thế hệ mới
(khoahocdoisong.vn) - Hình ảnh được sử dụng trong mọi lĩnh vực cụ thể của cuộc sống. Ảnh là đại diện hình thức của một đối tượng cụ thể. Những bức ảnh có được từ chụp ảnh, sao chép tài liệu, chẩn đoán y tế, cộng hưởng từ, tái bản anh, quay phim, đo nhiệt độ, in chụp tĩnh điện (xerography) và elastography (kết hợp cộng hưởng từ và siêu âm).

Cách đây không lâu, các nhà khoa học đã tìm ra công nghệ chụp được các bức ảnh chân thực và rõ nét hơn các tế bào đơn lẻ. Công nghệ này không sử dụng kính hiển vi, được thiết kế tích hợp với một thiết bị siêu nhỏ, có tên gọi là dây nano (nanowires).

Dây nano o xit thiếc (tin-oxide-nanowires)

Trước đây, nhà khoa học Isaac Newton sử dụng lăng kính thủy tinh tạo ra quang phổ, nghiên cứu sự tương tác giữa ánh sáng và các vật thể.

Máy quang phổ hiện đang sử dụng rất cồng kềnh và phức tạp, nhưng những ứng dụng khoa học đời sống đòi hỏi máy phải có kích thước nhỏ hơn nhiều so với đồng xu. Bốn trăm năm sau Newton, các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Cambridge vượt qua thử thách này, chế tạo được một hệ thống nhỏ hơn hàng nghìn lần với sự ứng dụng của các dây nano.

Các nhà khoa học phát triển một thiết bị siêu nhỏ từ dây nano - mỏng hơn 1000 lần so với tóc người để chụp ảnh từng tế bào mà không cần kính hiển vi hoặc có thể phân tích dấu hiệu hóa học từ các bức ảnh chụp bằng camera điện thoại thông minh. Thiết bị này là máy quang phổ nhỏ nhất được thiết kế từ trước đến nay.

Các dây nano được sử dụng trong công nghệ chụp quang phổ đối tượng rất đa dạng về thành phần vật liệu và chiều dài. Những đặc điểm thiết kế này khiến dây nano phản ứng với các màu sắc ánh sáng khác nhau trên phổ khả kiến. Các nhà khoa học sau đó sử dụng những kỹ thuật công nghệ, tương tự phương pháp sản xuất chip máy tính và chế tạo hàng loạt các đầu cảm ứng ánh sáng trên dây nano.

Do thiết bị này rất nhỏ, có thể thu được trực tiếp hình ảnh của các tế bào đơn lẻ mà không cần kính hiển vi. Hơn nữa, hơn hẳn các phương pháp sinh học khác, dữ liệu thu được từ máy quang phổ sử dụng dây nano chứa một phân tích chi tiết về dấu vết hóa học đặc trưng trên mỗi pixel.

Nhà nghiên cứu đầu tiên của công trình, ông Zongyin Yang, thuộc Trung tâm Cambridge Graphene cho biết: “Bằng giải pháp thiết kế sử dụng dây nano, chúng tôi loại bỏ các yếu tố phân tán khúc xạ như lăng kính, tạo ra một hệ thống thu nhỏ cực kỳ đơn giản hơn nhiều so với máy quang phổ thông thường. Các hạt quang phổ riêng lẻ nhận được từ các phần dây nano sau đó được đưa trực tiếp vào phần mềm, sử dụng thuật toán máy tính để tái tạo phổ ánh sáng tới từ đối tượng".

Đồng tác giả đầu tiên của công trình Tom Albrow-Owen giải thích, khi chụp ảnh, thông tin được lưu trữ bằng pixel thường chỉ giới hạn ở ba thành phần mầu cơ bản - đỏ, xanh lá cây và xanh dương. Với thiết bị mới, mọi pixel chứa dữ liệu các điểm từ khắp phổ nhìn thấy được, thiết bị có thể thu được nhưng thông tin chi tiết vượt xa màu sắc mà mắt chúng ta có thể cảm nhận được. Điều này có thể cho các nhà phân tích hiểu được, ví dụ như các quá trình hóa học diễn ra trong khung ảnh chụp.

TS Tawfique Hasan, chủ nhiệm nhóm nghiên cứu tuyên bố, giải pháp tiếp cận này cho phép thu nhỏ các thiết bị quang phổ đến mức chưa từng có, có thể được tích hợp trực tiếp vào điện thoại thông minh, đưa các công nghệ phân tích mạnh từ phòng thí nghiệm vào chiếc smart phone nhỏ gọn.

Theo các nhà khoa học, máy quang phổ dây nano này có thể tạo tiền đề cho một thế hệ máy quang phổ siêu nhỏ mới, làm việc trong dải quang phổ từ tia cực tím đến dải tần số hồng ngoại.

Dây nano (Nanowires) là một cấu trúc nano có độ mỏng hơn 1000 lần so với sợi tóc người, có khả năng cung cấp dữ liệu cần thiết liên quan đến hầu hết các vật thể xung quanh. Ứng dụng dây nano có thể giúp đưa ra nhũng đánh giá chính xác về độ tươi mới của thực phẩm, tính chân thực của các vật thể (hàng thật), có thể bị làm giả (hàng giả), cấu trúc thành phần hóa học của thuốc.

Các thiết bị được trang bị các dây nano sẽ trở thành các máy chụp quang phổ nhỏ nhất được thiết kế, phân tách các thành phần của vật thể. Tương tự như công nghệ mới nhất của sinh trắc học, những dây nano này có thể được cài đặt trong điện thoại di động thông minh.

Sự phát triển của công nghệ nano đã cho phép mọi hoạt động nghiên cứu, kiểm tra đánh giá đều có thể sử dụng bằng điện thoại thông minh (smart phone).

Dựa trên công nghệ nano, mọi công nghệ ứng dụng trong khoa học và đời sống được phát triển bao hàm nhiều lĩnh vực, có chính xác và chi tiết hóa hơn. Những đổi mới khoa học này đã làm cho các hoạt động tìm kiếm và nghiên cứu rõ ràng và cụ thể hơn.

Những dữ liệu sau khi chụp ảnh qua dây nano của thiết bị sẽ được xử lý trực tiếp thông qua các thuật toán máy tính, tạo nên phổ ánh sáng cần thiết, từ đó có được những bức ảnh cấu trúc thực tế của đối tượng.

Một ưu thế tuyệt vời là các dây nano chứa đựng dữ liệu của từng điểm trong mọi pixel trên toàn phổ. Lợi thế này cung cấp thông tin rõ ràng và chi tiết các phổ phức tạp nằm ngoài những gì mắt thường có thể nhìn thấy.

Điều tuyệt vời hơn với các dây nano là nó chứa các điểm dữ liệu trong mỗi và mọi pixel trên toàn phổ. Điều này cung cấp một nhận biết thông rõ ràng và chi tiết những quang phổ phức tạp, nằm ngoài những gì mắt thường có thể nhìn thấy.

Nanowires có thể cung cấp cho mọi người khả năng phân tích rất cao những thành phần cấu trúc vật thể, nhưng gì trước đây chỉ có thể nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Theo The Science Times


Gửi bình luận
(0) Bình luận

Tiêu điểm

'Kho Rạng Đông cháy do chập điện'

Nhà kho Rạng Đông cháy do sự cố điện của bóng đèn chiếu sáng ở tầng 2, kho bán thành phẩm.

Hà Nội đề xuất chi 36 tỷ xây 3 cầu vượt sông Tô Lịch

Sở Giao thông Vận tải Hà Nội vừa trình thành phố đề xuất xây 3 cầu vượt cho người đi bộ qua sông Tô Lịch trị giá 36 tỷ đồng.

Tổng Liên đoàn Lao động đề xuất nghỉ thêm 3 ngày trong năm

Đại diện Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam cho biết, cơ quan này kiến nghị 2 phương án tăng thêm 3 ngày nghỉ lễ trong năm.

Nhà giáo 86 tuổi tiết lộ 2 nguyên tắc vàng dạy con thành tiến sĩ

Sinh được 3 người con, cả 3 đều thành đạt, ông giáo 86 tuổi đã có những chia sẻ đáng suy ngẫm về cách dạy con.

4 cháu nhỏ Hải Phòng bị sốc ma túy do uống chung chai sữa

Bốn cháu nhỏ từ 13 đến 16 tuổi bị lơ mơ, co giật, trong đó 1 cháu hôn mê do uống chung chai sữa có chứa chất ma túy do 1 thanh niên đưa cho.

Hà Nội tuyên bố hàm lượng thủy ngân trong không khí dưới ngưỡng cho phép

Gần 20 ngày sau vụ cháy ở công ty Rạng Đông dẫn tới sự cố môi trường khiến người dân lo lắng, TP Hà Nội cho biết kết quả phân tích cho thấy hàm lượng thủy ngân trung bình 24 giờ trong không khí đều nằm dưới ngưỡng giới hạn cho phép.

Kỷ luật kíp trực ca sinh thai chết lưu rách cổ

Bệnh viện Đa khoa huyện Đức Thọ khiển trách bác sĩ Nguyễn Hữu Quyền và hộ sinh Hoàng Thị Định, cảnh cáo hộ sinh Hoàng Thị Trinh.

Mới nhất

Hà Nội đề xuất chi 36 tỷ xây 3 cầu vượt sông Tô Lịch

Thời sự - Sơn Hà - 20:49 17/09/2019
Sở Giao thông Vận tải Hà Nội vừa trình thành phố đề xuất xây 3 cầu vượt cho người đi bộ qua sông Tô Lịch trị giá 36 tỷ đồng.

Nhà giáo 86 tuổi tiết lộ 2 nguyên tắc vàng dạy con thành tiến sĩ

Giáo dục - Minh Anh - Huy Hùng - 20:46 17/09/2019
Sinh được 3 người con, cả 3 đều thành đạt, ông giáo 86 tuổi đã có những chia sẻ đáng suy ngẫm về cách dạy con.

4 cháu nhỏ Hải Phòng bị sốc ma túy do uống chung chai sữa

Thời sự - Hoài Anh - 20:43 17/09/2019
Bốn cháu nhỏ từ 13 đến 16 tuổi bị lơ mơ, co giật, trong đó 1 cháu hôn mê do uống chung chai sữa có chứa chất ma túy do 1 thanh niên đưa cho.

'Kho Rạng Đông cháy do chập điện'

Thời sự - Võ Hải - 20:39 17/09/2019
Nhà kho Rạng Đông cháy do sự cố điện của bóng đèn chiếu sáng ở tầng 2, kho bán thành phẩm.

Hà Nội tuyên bố hàm lượng thủy ngân trong không khí dưới ngưỡng cho phép

Thời sự - Xuân Long - 20:33 17/09/2019
Gần 20 ngày sau vụ cháy ở công ty Rạng Đông dẫn tới sự cố môi trường khiến người dân lo lắng, TP Hà Nội cho biết kết quả phân tích cho thấy hàm lượng thủy ngân trung bình 24 giờ trong không khí đều nằm dưới ngưỡng giới hạn cho phép.

Tổng Liên đoàn Lao động đề xuất nghỉ thêm 3 ngày trong năm

Thời sự - Đoàn Loan - 20:31 17/09/2019
Đại diện Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam cho biết, cơ quan này kiến nghị 2 phương án tăng thêm 3 ngày nghỉ lễ trong năm.

Kỷ luật kíp trực ca sinh thai chết lưu rách cổ

Thời sự - Đức Hùng - 20:30 17/09/2019
Bệnh viện Đa khoa huyện Đức Thọ khiển trách bác sĩ Nguyễn Hữu Quyền và hộ sinh Hoàng Thị Định, cảnh cáo hộ sinh Hoàng Thị Trinh.

Bệnh viện Việt trong cuộc đua công nghệ

Nhịp sống doanh nghiệp - NB - 16:25 17/09/2019
(khoahocdoisong.vn) - Việc giao quyền tự chủ cho các bệnh viện dường như đã khởi động một cuộc “chạy đua vũ trang” nâng cấp chất lượng y tế. Trong đó, “nóng” nhất là cuộc đua trang bị máy móc y khoa hiện đại, đưa công nghệ điều trị hàng đầu về Việt Nam mà được lợi nhất chính là người bệnh.

Nhạc trưởng Olivier Ochanine: “Đây là dấu mốc quan trọng xác nhận SSO trên bản đồ âm nhạc quốc tế”

Nhịp sống doanh nghiệp - Hoàng Hà (ghi) - 16:14 17/09/2019
(khoahocdoisong.vn) - Mở bán vé các chương trình hòa nhạc lớn, mời những nghệ sĩ độc tấu hàng đầu thế giới biểu diễn hằng tháng… Mùa diễn 2019 - 2020 của Dàn nhạc Giao hưởng Mặt Trời (SSO) đang hứa hẹn nhiều điều thú vị cho công chúng. Nhạc trưởng Olivier Ochanine, Giám đốc Âm nhạc của SSO đã có những chia sẻ về mùa diễn mới với nhiều hé lộ thú vị.

"Thư tuyệt mệnh" nghi là của anh trai sát hại cả nhà em gái: "Tôi đã định hôm nay là ngày ra đi của mình"

Thời sự - M.H (th) - 15:24 17/09/2019
Trong bức thư tay lan truyền trên mạng xã hội được cho là của nghi phạm sát hại cả nhà em gái ở Thái Nguyên có đoạn: "Tôi đã định hôm nay là ngày ra đi của mình..."

Asanzo nói thiệt hại 1.000 tỷ đồng

Thời sự - Nguyễn Hoài - Nguyễn Hà - 15:20 17/09/2019
Chủ tịch HĐQT Asanzo Phạm Văn Tam nói công ty thiệt hại khoảng 1.000 tỷ đồng vì nghi án "giả xuất xứ".

Phúc XO bị đề nghị truy tố

Thời sự - Hoài Thanh và Lê Trai - 15:13 17/09/2019
Phúc XO đã chỉ đạo quản lý, nhân viên tạo điều kiện cho khách mang ma túy vào quán hát. Khách sử dụng ma túy thì tính tiền phụ thu nhưng không có trong bảng gía niêm yết.

U tủy thượng thận và viêm cơ tim

Bác sĩ của bạn - Thúy Nga - 15:01 17/09/2019
(khoahocdoisong.vn) - U tủy thượng thận thường có biểu hiện ở tim mạch. Viêm cơ tim bao gồm hoại tử cơ tim tại chỗ với sự thâm nhiễm của các tế bào viêm, viêm quanh mạch máu và hoại tử các giải co cơ và cuối cùng dẫn đến sự xơ hóa.

Viêm đường hô hấp và viêm xoang mạn tính

Bác sĩ của bạn - Thúy Nga - 15:01 17/09/2019
(khoahocdoisong.vn) - Viêm đường hô hấp trên thường bị từ  6- 8 lần trong một năm nên rất khó chẩn đoán viêm xoang mạn tính trên một nhiễm khuẩn đường hô hấp trên.

Biểu hiện suy mạch vành

Bác sĩ của bạn - Thúy Nga - 15:00 17/09/2019
(khoahocdoisong.vn) - Biểu hiện của bệnh suy mạch vành là thường có những cơn đau thắt ngực xuất hiện khi gắng sức, điển hình là cảm giác đè nặng, thắt nghẹn hay bóp nghẹt ở vùng trước tim hoặc sau xương ức.
Xem thêm
Thông tin tòa soạn
Cơ quan thường trú TPHCM
Trung tâm truyền thông quảng cáo
2018 Bản quyền thuộc về khoahocdoisong.vn
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO