Chế tạo bơm phân tử nhân tạo đầu tiên trên thế giới

Tất cả sinh vật sống như con người và động vật liên tục điều khiển các phân tử chuyển động xung quanh các tế bào của chúng. Đây là cơ chế quan trọng của sự sống cần để cung cấp protein cho tế bào hoạt động. Giờ đây, các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Northwestern đã chế tạo được bộ máy mô phỏng cơ chế bơm này. Loại bơm phân tử mới là bộ máy đầu tiên trên thế giới được phát triển hoàn toàn bằng kỹ thuật hóa học trong phòng thí nghiệm và trong tương lai nó có thể cung cấp năng lượng cho cơ nhân tạo và các loại máy phân tử khác.

Bơm phân tử sử dụng các phân tử nhỏ ra đời trong phòng thí nghiệm để tái tạo hoạt động của các protein vận chuyển. Thiết bị khai thác điện từ các phản ứng hóa học để đẩy các phân tử khỏi trạng thái cân bằng từ trạng thái năng lượng thấp lên mức cao.

Năng lượng bổ sung là cần thiết để bơm phân tử họat động vì các phân tử hình vòng thường đẩy  nhau giống như nam châm cùng độ phân cực. Chuyang Cheng nói: "Máy bơm nhân tạo có thể hút phần nào năng lượng bị thay đổi trong phản ứng hóa học và sử dụng nó để đẩy các vòng lại gần nhau”.

Sau đó, bơm phân tử xâu các vòng xung quanh chuỗi nano (trục) và ép chúng. Hiện nay, máy bơm phân tử nhân tạo chỉ có thể xâu 2 vòng lại với nhau, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng trong tương lai có thể con số này sẽ nâng lên 10 vòng và khả năng tích trữ năng lượng của thiết bị sẽ lớn hơn.

Công nghệ mới còn thô sơ so với các cơ chế tự nhiên của sinh vật sống và sẽ cần có thêm thời gian để cải tiến máy bơm đến mức có thể cung cấp năng lượng cho cơ nhân tạo và các bộ máy phân tử khác, nhưng đây là bước tiến vượt bậc mà đồng tác giả nghiên cứu Paul R. McGonigal cho rằng là "một trong những thách thức lớn đối với nền khoa học trong thế kỷ 21".

Báo cáo nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology.

Theo Vista.gov.vn