Có thể bạn chưa biết, sợi cơ nhân tạo có thể được ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau. Mới đây, các chuyên gia đã nghiên cứu và cho thấy chúng có thể ứng dụng trong sản xuất áo chống đạn và lĩnh vực y sinh. Đây thật sự là một phát minh mới và có nhiều đóng góp trong tương lai. Nó đã được các nhà nghiên cứu tại đại học Washington ấp ủ và nghiên cứu trong nhiều năm. Và nghiên cứu vừa được công bố vào ngày 30/8 mới đây. Đặc biệt, thành phẩm sẽ có giá rẻ và có thể phát triển với quy mô lớn hơn nữa. Nếu bạn có hứng thú với công nghệ này thì hãy theo dõi ngay bài viết nhé!
Tìm hiểu về áo chống đạn
Áo chống đạn là một loại áo giáp cá nhân giúp hấp thụ các tác động viên đạn phóng ra từ súng và mảnh đạn từ các vụ nổ, và được mặc trên thân. Áo khoác mềm được làm từ nhiều lớp sợi dệt hoặc ép lớp và có thể có khả năng bảo vệ người mặc khỏi các cú bắn từ súng lục cỡ nòng nhỏ và đạn súng ngắn, và các mảnh vỡ nhỏ từ các vật liệu nổ như lựu đạn.
Ngày nay, áo chống đạn được chia thành hai loại: những loại áo mềm làm bằng sợi tổng hợp và áo cứng có trang bị thêm những tấm ceramic hoặc kim loại. Thông thường, cảnh sát và quân đội sử dụng những loại áo giáp mềm, nhưng trong những tình huống có nguy cơ bị tấn công cao, họ lại sử dụng các loại áo giáp cứng. Áo khoác mềm cũng thường được mặc bởi lực lượng cảnh sát, công dân, nhân viên bảo vệ và vệ sĩ, trong khi khó khăn tấm áo khoác cốt thép chủ yếu được mặc bởi những người lính chiến đấu, đơn vị cảnh sát chiến thuật, và các đội cứu hộ bắt làm con tin.
Sợi cơ tổng hợp mới có ứng dụng để sản xuất áo chống đạn
Loại sợi cơ tổng hợp mới bền chắc hơn sợi Kevlar. Có nhiều tiềm năng ứng dụng trong sản xuất đồ bảo hộ và lĩnh vực y sinh. Các nhà nghiên cứu ở Trường Kỹ thuật McKelvey tại Đại học Washington ở St. Louis phát triển phương pháp hóa học tổng hợp để polyme hóa protein bên trong vi khuẩn đã chỉnh sửa. Cho phép vi khuẩn sản sinh loại protein cơ bắp cao phân tử, titin. Nó có thể xe thành sợi. Họ công bố nghiên cứu hôm 30/8 trên tạp chí Nature Communications.
Theo Fuzhong Zhang, giáo sư Khoa năng lượng, môi trường và kỹ thuật hóa học, thành phẩm có giá thành rẻ và có thể mở rộng quy mô. Nó có nhiều ứng dụng mà trước đây chỉ có thể dùng sợi cơ tự nhiên. Hiện nay, những ứng dụng đó có thể trở thành hiện thực mà không cần dùng mô động vật.
Các chuyên gia đã dành thời gian dài để nghiên cứu
Protein cơ nhân tạo mà phòng thí nghiệm của Zhang sản xuất là titin. Một trong ba thành phần protein quan trọng của mô cơ. Kích thước phân tử lớn của titin đóng vai trò quan trọng đối với đặc tính cơ học của nó. Đây là protein lớn nhất được biết tới trong tự nhiên; theo Cameron Sargent, nghiên cứu sinh tiến sĩ ở Khoa Sinh học và Y sinh, đồng tác giả nghiên cứu.
Trong suốt thời gian dài, giới nghiên cứu tìm cách thiết kế vật liệu với đặc điểm tương tự cơ bắp. Với nhiều ứng dụng đa dạng như robot mềm. Nhằm khắc phục một số vấn đề ngăn vi khuẩn sản sinh protein lớn, nhóm nghiên cứu chỉnh sửa vi khuẩn để ghép những đoạn protein nhỏ thành polymer cao phân tử nặng cỡ 2 MDa. Megadalton, dalton là đơn vị khối lượng nguyên tử. Bằng một phần mười hai khối lượng của nguyên tử carbon 12. Gấp khoảng 50 lần kích cỡ một protein vi khuẩn trung bình. Sau đó, họ sử dụng quá trình kéo sợi ướt để biến đổi protein thành sợi có đường kính khoảng 10 micron. Thậm chí là 1/10 độ dày sợi tóc người.
Loại sợi mới bền hơn cả sợi Kevlar
Cộng tác với Young Shin Jun, giáo sư ở Khoa Năng lượng, Môi trường & Kỹ thuật hóa học và Sinan Keten giáo sư ở Khoa Kỹ thuật cơ học tại Đại học Northwestern; nhóm nghiên cứu phân tích cấu trúc sợi để xác định cơ chế phân tử tạo ra sự kết hợp độc đáo giữa độ bền, chắc và khả năng giảm chấn để phân tán năng lượng cơ học dưới dạng nhiệt. Loại sợi mới thậm chí còn bền hơn Kevlar. Vật liệu sử dụng phổ biến cho áo chống đạn.
Ngoài sử dụng làm quần áo bảo hộ hoặc áo giáp chống đạn, Sargent cho biết vật liệu này cũng có nhiều ứng dụng y sinh tiềm năng. Do gần giống hệt protein trong mô cơ, vật liệu nhân tạo mới có sự tương tích sinh học. Do đó có thể là lựa chọn tuyệt vời để khâu phẫu thuật và chỉnh sửa mô.
