Những giải pháp lấy cảm hứng từ thiên nhiên năm 2022

Bất chấp cuộc khủng hoảng đa dạng sinh học, thế giới tự nhiên vẫn tiếp tục truyền cảm hứng cho các nhà nghiên cứu theo những cách không ngờ tới.

"Thiên nhiên đã dành hàng trăm triệu năm để tối ưu hóa các giải pháp cho những vấn đề cực kỳ phức tạp. Vì vậy, nếu học hỏi thiên nhiên, chúng ta có thể rút ngắn quá trình phát triển của mình", Alon Gorodetsky, kỹ sư y sinh tại Đại học California, Irvine nói với AFP.

Từ kiến phát hiện ung thư cho đến chất bôi trơn làm từ nước nhầy của bò, đây là tuyển tập các công trình khoa học nổi bật lấy cảm hứng từ thiên nhiên trong năm 2022.

Kiến phát hiện ung thư

Kiến gai đen có khả năng phát hiện ung thư. (Ảnh: Đại học Sorbonne Paris Nord).

Ước tính có khoảng 20 triệu tỷ con kiến trên thế giới và các nhà khoa học đã phát hiện ra một loài có khả năng phát hiện ung thư ở người.

Trong một nghiên cứu do Đại học Sorbonne Paris Nord thực hiện, được xuất bản trên tạp chí bioRxiv vào tháng 3, các tác giả đã sử dụng phần thưởng là nước đường để huấn luyện kiến gai đen (Formica fusca) ngửi thấy sự khác biệt giữa nước tiểu của chuột được cấy và không được cấy khối u của người.

Trước đây, chó cũng được huấn luyện sử dụng khứu giác siêu nhạy của chúng để phát hiện ung thư, nhưng điều này rất tốn kém và mất thời gian. Kiến có thể cung cấp một giải pháp thay thế rẻ hơn.

Thạch cao đậu bắp cầm máu cho tim

Giờ đây, các nhà khoa học có thể cầm máu cho tim và gan của chó và thỏ mà không cần khâu, bằng một loại thạch cao phân hủy sinh học làm từ gel đậu bắp.

Đậu bắp là một loại rau xanh với kết cấu nhớt, điều này đã truyền cảm hứng cho Malcolm Xing từ Đại học Manitoba của Canada để biến nó thành chất kết dính y tế.

Trong nghiên cứu vào tháng 7 được công bố trên tạp chí Advanced Healthcare Materials, Xing cùng các cộng sự đã phát hiện ra rằng việc tinh chế đậu bắp trong máy ép trái cây, sau đó sấy khô thành bột sẽ tạo ra một chất kết dính sinh học hiệu quả, nhanh chóng tạo ra hàng rào vật lý và bắt đầu quá trình đông máu.

Nhóm nghiên cứu có kế hoạch thử nghiệm loại thạch cao đậu bắp này trên người trong những năm tới.

Robot phát sáng

Những con đom đóm thắp sáng bầu trời đêm đã truyền cảm hứng cho các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ tạo ra những robot nhỏ bé với kích thước chỉ như con bọ, có thể phát ra ánh sáng với màu sắc khác nhau khi chúng bay.

Robot phát sáng như đom đóm do Viện Công nghệ Massachusetts phát triển. (Ảnh: MIT).

Bộ truyền động mềm phát sáng giúp các robot giao tiếp với nhau, điều này có thể hữu ích cho các nhiệm vụ tìm kiếm và cứu nạn một ngày nào đó.

Cho đến nay, những robot tí hon này chỉ có thể hoạt động trong môi trường phòng thí nghiệm, nhưng các nhà nghiên cứu rất hào hứng với những ứng dụng tiềm năng trong tương lai của chúng.

Chất bôi trơn làm từ nước nhầy của bò

Nước nhầy có thể gây ra cảm giác ghê tởm, nhưng các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy chất bôi trơn làm từ nước nhầy của bò hứa hẹn sẽ ngăn chặn một số bệnh lây truyền qua đường tình dục.

Tuy nhiên, nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Science vào tháng 9 là rất sơ bộ. Nó chưa được thử nghiệm trên người và không nên thay thế các hình thức bảo vệ khác, như bao cao su.

Các nhà nghiên cứu đã chiết xuất chất nhầy từ tuyến nước bọt của bò và biến nó thành một loại gel liên kết và hạn chế virus. Chất nhầy vừa là chất rắn vừa là chất lỏng. Nó được tạo thành từ một loại protein gọi là mucin có thể có đặc tính kháng virus.

"Là chất rắn, nó có khả năng bẫy vi khuẩn hoặc virus trong cơ thể. Là chất lỏng, nó có thể loại bỏ những mầm bệnh đó khỏi cơ thể", đồng tác giả nghiên cứu Hongji Yan từ Viện Công nghệ Hoàng gia KTH của Thụy Điển ở Stockholm cho biết.

Vật liệu giữ nhiệt bắt chước da mực

Mực ống truyền cảm hứng cho Đại học California, Irvine phát triển vật liệu giữ nhiệt. (Ảnh: UCI).

Theo một nghiên cứu hồi tháng 3 được công bố trên tạp chí Nature Sustainability, lớp da kỳ lạ của mực đã truyền cảm hứng cho một loại vật liệu đóng gói có thể giữ ấm cà phê và thức ăn trong thời gian dài.

Mực ống có các cơ quan thu nhỏ gọi là tế bào sắc tố với khả năng thay đổi kích thước đáng kể và giúp chúng thay đổi màu sắc.

Để bắt chước những cơ quan này, đồng tác giả Alon Gorodetsky cùng các đồng nghiệp tại Đại học California, Irvine cho biết họ đã phát triển những cấu trúc kim loại nhỏ có thể tách ra và co lại. Nhiệt độ sau đó có thể được kiểm soát bằng mức độ kéo dài của vật liệu này.

"Nếu đặt nó xung quanh một vật thể ấm - ví dụ như cốc cà phê hoặc bánh sandwich nóng - bạn có thể kiểm soát tốc độ nguội đi của nó", Gorodetsky nói. "Thiên nhiên thực sự là nguồn cảm hứng tuyệt vời cho kỹ thuật và những sáng kiến đổi mới".

• Loài chim bồ câu khổng lồ bất ngờ xuất hiện sau 140 năm "mất tích"
• Khoa học ước tính có hơn 36 nền văn minh khác trong Dải Ngân hà
• Khoảnh khắc cây ăn thịt nuốt chửng chuột, đáng sợ với vũ khí săn mồi