Về lý thuyết, con thuyền này mang thể bơi trên nước oxy già, nhờ động cơ chạy bằng phản ứng xúc tác có platin.
Động cơ năng lượng ánh sáng nhỏ nhất trên thế giới – bước đột phá của ngành y học
Tạo được cấu trúc mạng tinh thể nhỏ nhất thế giới, nhỏ đến mức bạn ko tin nổi
Một nhóm các nhà kỹ thuật đến từ Đại học Leiden, Hà Lan gần đây đã làm cho cần kỳ tích: Họ đã cung ứng được một con thuyền nhỏ nhất thế giới sở hữu kích thước chỉ 30 micromet. Để bạn với thể tưởng tượng con thuyền đấy nhỏ tới chừng nào thì đường kính của 1 sợi tóc người là khoảng 180 micromet.
Về cơ bản, mẫu thuyền này sở hữu thể trôi trên bề mặt của 1 sợi tóc.
Con thuyền micro được cung ứng để phục vụ 1 nghiên cứu có tên là “Các vật thể bơi kích tấc micro dạng keo in 3D dùng cơ chế đẩy xúc tác” công bố trên tạp chí Soft Matter.
Nghiên cứu này nhằm mục đích chứng minh 1 khoa học in 3D mới sở hữu thể giúp con người chế tạo được các vật thể vô cùng nhỏ, bắt chước lại các thực thể bơi trong tự nhiên cũng mang kích tấc hiển vi như vi khuẩn hoặc tinh trùng.
Khi 2 hạt ánh sáng gặp nhau trong 1 khối trong suốt
Để mang thể cung ứng ra một loại thuyền có kích thước micormet, những nhà khoa học bắt buộc sử dụng tới một khoa học in 3D đặc thù gọi là “two-photon polymerization -2PP” (trùng hợp polymer bằng hai photon).
Đây là 1 kỹ thuật điêu khắc vật chất rất tiên tiến và nghệ thuật, lợi dụng các phản ứng quang quẻ xúc tác của nguyên liệu nhạy quang polyme.
Đầu tiên, những nhà công nghệ sẽ chọn ra một vật nhạy quang quẻ trong suốt, có thể cho ánh sáng truyền xuyên vào bên trong đó. Sau đó, họ chiếu 1 tia sáng thứ nhất vào bên trong lòng vật liệu, kích thích 1 nửa quá trình biến nguyên liệu này thành polymer.
Để nửa còn lại của giai đoạn polyme hóa diễn ra, tia sáng thiết bị hai được chiếu tiếp vào trong lòng vật liệu. Tại điểm giao nhau của hai tia sáng, phản ứng polymer hóa sẽ diễn ra hoàn toàn, biến nguyên liệu nhạy quang quẻ thành polymer. Toàn bộ giai đoạn này tạo ra 1 điểm lắng đọng giống như nhựa được nhả ra từ đầu kim của máy in 3D.
Nói 1 phương pháp khác, 2PP dùng chính những đầu của chùm photon ánh sáng để thay thế cho đầu kim của máy in 3D. Chính vì vậy mà nó với thể in ra những vật thể cực kỳ nhỏ, xuống tới cỡ micromet sở hữu độ phân giải của mỗi điểm lắng đọng đạt đến 100 nm.
Hỗ trợ giai đoạn này là những chùm tia photon phát mang công suất cực mạnh. Các nhà khoa học đã dùng đến những hệ laser mang thể phát xung trong thời gian cực ngắn, cỡ femto giây (10-15 giây) có công suất cực đại lên đến 200 GW. Để so sánh, tổng công suất lắp đặt nguồn điện toàn hệ thống điện Việt Nam tính tới cuối năm 2019 mới đạt đến gần 55 GW.
Mô hình tháp Tokyo Sky Tree
Cầu Tháp London
Công nghệ 2PP trước đây đã được những nhà công nghệ dùng để tạo ra những vật thể rất nhỏ, như mô hình tháp Tokyo Sky Tree, Cầu Tháp London hay 1 tòa lâu đài trên đầu bút chì như bạn đã thấy phía trên.
Nhưng 1 nhóm các nhà công nghệ đến từ Đại học Leiden nghĩ rằng họ còn có thể dùng nó để chế tạo ra những vật thể động, những vật thể với thể ở kích thước micromet bắt chước cách vi khuẩn hoặc những con tinh trùng di chuyển.
“Bằng cách điều khiển và kiểm soát laser truyền vào bên trong vật liệu trong suốt, chúng tôi mang thể in ra bất cứ một hình dạng vật thể bơi được nào mà chúng tôi muốn”, Daniela Kraft, một thành viên nhóm nghiên cứu cho biết
Con thuyền Benchy sở hữu thể bơi trên một sợi tóc
Để với biểu lộ thực hóa ý tưởng của mình, Kraft và các đồng nghiệp đã tiêu dùng khoa học 2PP để tạo ra 1 con thuyền Benchy. Giải thích lý do vì sao lại mua mô hình thuyền này, Kraft cho biết Benchy là 1 con thuyền mà bất nhắc 1 người mang máy in 3D nào cũng buộc phải có.
Nó như 1 mô hình chuẩn, chứa nhiều cấu trúc khó với đầu kim in 3D như những hình vòng cung, những buồng và cửa sổ mở. Với việc in thành công mô hình thuyền Benchy, bạn với thể chắc chắn rằng máy in 3D của mình hoạt động tốt.
“Đó cũng là một điều tất nhiên có một máy in 3D ở kích tấc micro như của chúng tôi”, Fraft nói. “Ngoài ra, việc phân phối một loại thuyền cỡ micromet với thể bơi cũng cực kỳ thú vị”.
Đúng vậy, ko chỉ dừng lại ở việc in ra một vật thể bất động, nhóm của Kraft còn hướng tới việc thứ động cơ đẩy cho chúng.
Sau khi những vật thể bơi được chế tạo thành công, họ đã phủ lên bề mặt chúng một lớp platin (Pt) cực kỳ mỏng. Và bởi platin có thể xúc tác cho hydrogen peroxide (H2O2) phân hủy thành nước và O2, khi thả vật thể vào môi trường nước mang pha 10% hydrogen peroxide, nó sẽ sở hữu thể đi lại bằng phản lực của khí O2 sinh ra.
Mặc dù động cơ này chưa được “lắp đặt” trên con thuyền Benchy, nhưng về mặt lý thuyết, Kraft đã sở hữu thể chứng minh rằng nó sẽ giúp thuyền của mình bơi được. Nhóm nghiên cứu đã phân phối ra những vật thể hình cầu và hình xoắn ốc, phủ platin lên chúng và thả vào nước pha 10% hydrogen peroxide, kết quả là chúng đã chuyển động theo các con đường siêu đặc biệt:
Các nhà kỹ thuật hi vọng rằng mô hình vận động của những vật thể micro này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các di chuyển phức tạp của vi khuẩn hoặc tinh trùng trong thân thể người. Chẳng hạn như mới đây, 1 nhóm các nhà kỹ thuật đã phát hiện ra 1 kiểu di chuyển cực kỳ lạ của tinh trùng, được cho là đã đánh đổ fake thuyết từng tồn tại 300 năm về kiểu bơi của chúng.
Trở lại với con thuyền Benchy mà nhóm nghiên cứu của Kraft đã chế tạo. Mặc dù chưa được thiết bị động cơ đẩy nhưng sở hữu kích thước chỉ 30 micromet, bây giờ nó đã chính thức xác lập kỷ lục – vươn lên là con thuyền nhỏ nhất thế giới từng được chế tạo.
Về lý thuyết, con thuyền này mang thể bơi trên nước oxy già, nhờ động cơ chạy bằng phản ứng xúc tác có platin.
Động cơ năng lượng ánh sáng nhỏ nhất trên thế giới – bước đột phá của ngành y học
Tạo được cấu trúc mạng tinh thể nhỏ nhất thế giới, nhỏ đến mức bạn ko tin nổi
Một nhóm các nhà kỹ thuật đến từ Đại học Leiden, Hà Lan gần đây đã làm cho cần kỳ tích: Họ đã cung ứng được một con thuyền nhỏ nhất thế giới sở hữu kích thước chỉ 30 micromet. Để bạn với thể tưởng tượng con thuyền đấy nhỏ tới chừng nào thì đường kính của 1 sợi tóc người là khoảng 180 micromet.
Về cơ bản, mẫu thuyền này sở hữu thể trôi trên bề mặt của 1 sợi tóc.
Con thuyền micro được cung ứng để phục vụ 1 nghiên cứu có tên là “Các vật thể bơi kích tấc micro dạng keo in 3D dùng cơ chế đẩy xúc tác” công bố trên tạp chí Soft Matter.
Nghiên cứu này nhằm mục đích chứng minh 1 khoa học in 3D mới sở hữu thể giúp con người chế tạo được các vật thể vô cùng nhỏ, bắt chước lại các thực thể bơi trong tự nhiên cũng mang kích tấc hiển vi như vi khuẩn hoặc tinh trùng.
Khi 2 hạt ánh sáng gặp nhau trong 1 khối trong suốt
Để mang thể cung ứng ra một loại thuyền có kích thước micormet, những nhà khoa học bắt buộc sử dụng tới một khoa học in 3D đặc thù gọi là “two-photon polymerization -2PP” (trùng hợp polymer bằng hai photon).
Đây là 1 kỹ thuật điêu khắc vật chất rất tiên tiến và nghệ thuật, lợi dụng các phản ứng quang quẻ xúc tác của nguyên liệu nhạy quang polyme.
Đầu tiên, những nhà công nghệ sẽ chọn ra một vật nhạy quang quẻ trong suốt, có thể cho ánh sáng truyền xuyên vào bên trong đó. Sau đó, họ chiếu 1 tia sáng thứ nhất vào bên trong lòng vật liệu, kích thích 1 nửa quá trình biến nguyên liệu này thành polymer.
Để nửa còn lại của giai đoạn polyme hóa diễn ra, tia sáng thiết bị hai được chiếu tiếp vào trong lòng vật liệu. Tại điểm giao nhau của hai tia sáng, phản ứng polymer hóa sẽ diễn ra hoàn toàn, biến nguyên liệu nhạy quang quẻ thành polymer. Toàn bộ giai đoạn này tạo ra 1 điểm lắng đọng giống như nhựa được nhả ra từ đầu kim của máy in 3D.
Nói 1 phương pháp khác, 2PP dùng chính những đầu của chùm photon ánh sáng để thay thế cho đầu kim của máy in 3D. Chính vì vậy mà nó với thể in ra những vật thể cực kỳ nhỏ, xuống tới cỡ micromet sở hữu độ phân giải của mỗi điểm lắng đọng đạt đến 100 nm.
Hỗ trợ giai đoạn này là những chùm tia photon phát mang công suất cực mạnh. Các nhà khoa học đã dùng đến những hệ laser mang thể phát xung trong thời gian cực ngắn, cỡ femto giây (10-15 giây) có công suất cực đại lên đến 200 GW. Để so sánh, tổng công suất lắp đặt nguồn điện toàn hệ thống điện Việt Nam tính tới cuối năm 2019 mới đạt đến gần 55 GW.
Công nghệ 2PP trước đây đã được những nhà công nghệ dùng để tạo ra những vật thể rất nhỏ, như mô hình tháp Tokyo Sky Tree, Cầu Tháp London hay 1 tòa lâu đài trên đầu bút chì như bạn đã thấy phía trên.
Nhưng 1 nhóm các nhà công nghệ đến từ Đại học Leiden nghĩ rằng họ còn có thể dùng nó để chế tạo ra những vật thể động, những vật thể với thể ở kích thước micromet bắt chước cách vi khuẩn hoặc những con tinh trùng di chuyển.
“Bằng cách điều khiển và kiểm soát laser truyền vào bên trong vật liệu trong suốt, chúng tôi mang thể in ra bất cứ một hình dạng vật thể bơi được nào mà chúng tôi muốn”, Daniela Kraft, một thành viên nhóm nghiên cứu cho biết
Con thuyền Benchy sở hữu thể bơi trên một sợi tóc
Để với biểu lộ thực hóa ý tưởng của mình, Kraft và các đồng nghiệp đã tiêu dùng khoa học 2PP để tạo ra 1 con thuyền Benchy. Giải thích lý do vì sao lại mua mô hình thuyền này, Kraft cho biết Benchy là 1 con thuyền mà bất nhắc 1 người mang máy in 3D nào cũng buộc phải có.
Nó như 1 mô hình chuẩn, chứa nhiều cấu trúc khó với đầu kim in 3D như những hình vòng cung, những buồng và cửa sổ mở. Với việc in thành công mô hình thuyền Benchy, bạn với thể chắc chắn rằng máy in 3D của mình hoạt động tốt.
“Đó cũng là một điều tất nhiên có một máy in 3D ở kích tấc micro như của chúng tôi”, Fraft nói. “Ngoài ra, việc phân phối một loại thuyền cỡ micromet với thể bơi cũng cực kỳ thú vị”.
Đúng vậy, ko chỉ dừng lại ở việc in ra một vật thể bất động, nhóm của Kraft còn hướng tới việc thứ động cơ đẩy cho chúng.
Sau khi những vật thể bơi được chế tạo thành công, họ đã phủ lên bề mặt chúng một lớp platin (Pt) cực kỳ mỏng. Và bởi platin có thể xúc tác cho hydrogen peroxide (H2O2) phân hủy thành nước và O2, khi thả vật thể vào môi trường nước mang pha 10% hydrogen peroxide, nó sẽ sở hữu thể đi lại bằng phản lực của khí O2 sinh ra.
Mặc dù động cơ này chưa được “lắp đặt” trên con thuyền Benchy, nhưng về mặt lý thuyết, Kraft đã sở hữu thể chứng minh rằng nó sẽ giúp thuyền của mình bơi được. Nhóm nghiên cứu đã phân phối ra những vật thể hình cầu và hình xoắn ốc, phủ platin lên chúng và thả vào nước pha 10% hydrogen peroxide, kết quả là chúng đã chuyển động theo các con đường siêu đặc biệt:
Các nhà kỹ thuật hi vọng rằng mô hình vận động của những vật thể micro này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các di chuyển phức tạp của vi khuẩn hoặc tinh trùng trong thân thể người. Chẳng hạn như mới đây, 1 nhóm các nhà kỹ thuật đã phát hiện ra 1 kiểu di chuyển cực kỳ lạ của tinh trùng, được cho là đã đánh đổ fake thuyết từng tồn tại 300 năm về kiểu bơi của chúng.
Trở lại với con thuyền Benchy mà nhóm nghiên cứu của Kraft đã chế tạo. Mặc dù chưa được thiết bị động cơ đẩy nhưng sở hữu kích thước chỉ 30 micromet, bây giờ nó đã chính thức xác lập kỷ lục – vươn lên là con thuyền nhỏ nhất thế giới từng được chế tạo.