5 công nghệ sẽ làm đổi thay thế giới

Tế bào trứng gốc
 

Nghiên cứu của nhà sinh học Jonathan Tilly và các cộng sự tại đại học Harvard có thể là chìa khóa giúp kéo dài tuổi sinh sản: sử dụng tế bào trứng gốc có trong buồng trứng của người phụ nữ đến tuổi trưởng thành.
 

Khả năng sinh sản của phụ nữ bị giới hạn đến độ tuổi 40 do số lượng và chất lượng trứng suy giảm. Tế bào trứng gốc có thể giải quyết cả 2 vấn đề này. Thứ nhất, tế bào trứng gốc có thể dùng để phát triển thành trứng mới, hoặc dùng tế bào trứng gốc để “trẻ hóa” trứng hiện có của phụ nữ lớn tuổi.
 

Việc trẻ hóa trứng được thực hiện bằng cách chuyển ti thể (mitochodria – thành phần cung cấp năng lượng cho tế bào) tế bào trứng gốc sang trứng cần trẻ hóa. Các nhà khoa học đã từng tìm cách thực hiện việc này vào thập niên 1990, dùng trứng của người trẻ tuổi để cải thiện trứng của người lớn tuổi hơn nhưng bị xáo trộn ADN, việc sử dụng tế bào trứng gốc sẽ không bị vấn đề này.
 

Công ty OvaScience trụ sở tại Boston (Mỹ) đã bắt tay vào việc thương mại hóa nghiên cứu này cho việc điều trị sinh sản.
 

Kỷ lục dùng năng lượng mặt trời
 

Một kỷ lục quan trọng trong công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT): tấm NLMT của công ty Semprius chuyển được gần 34% ánh sáng mặt trời thành điện (theo lý thuyết chỉ đạt tối đa 33%). Theo Semprius, công nghệ này có thể làm cho việc sản xuất điện từ NLMT đủ rẻ để cạnh tranh với các nhà máy phát điện chạy than hay khí.
Semprius cắt giảm chi phí sản xuất điện từ NLMT bằng cách: các tế bào hấp thụ ánh sáng được thu nhỏ để chiếm ít diện tích và dùng gương để tăng mức độ tập trung ánh sáng lên 1.100 lần.
 

Việc tập trung ánh sáng không mới, nhưng với các tế bào kích thước lớn thường cần có hệ thống làm mát. Các tế bào nhỏ của Semprius sinh nhiệt ít nên không cần hệ thống làm mát, nhờ đó giảm chi phí.
 

“Điểm trừ” cho thiết kế sử dụng gương tập trung ánh sáng: hệ thống hoạt động mạnh nhất khi ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp và trời không mây, còn trong những điều kiện khác, công suất sản xuất điện hạ xuống. Dù vậy, hệ thống này vẫn đáp ứng yêu cầu quy mô lớn.
 

Semprius đã đầu tư 44 triệu USD để mở nhà máy trong năm nay, có thể cung cấp tấm NLMT đủ để sản xuất 6 mega watt điện mỗi năm.
 

Chụp trước lấy nét sau 
 

Các máy ảnh thông thường ghi nhận vị trí, màu sắc của ảnh và độ sáng đi qua ống kính trên phim hay cảm biến. Máy ảnh của Công ty Lytro (Mỹ) cũng vậy nhưng nó còn ghi nhận thêm góc ánh sáng tới. Kếu quả thu được không phải là file hình mà là file dữ liệu 3 chiều của ánh sáng. Dữ liệu này được xử lý bằng phần mềm có thể tạo ra nhiều bức ảnh và hiệu ứng khác nhau từ một “cú chụp”.
 

Công nghệ “chụp ảnh trường sáng” mà Lytro sử dụng đã có trước đây nhưng không phổ biến do chi phí chế tạo cao. Lytro đã tìm được cách thiết kế đơn giản hơn với giá “chấp nhận được”. Thay vì dùng nhiều ống kính như các máy ảnh chuyên dụng đắt đỏ trước đây, Lytro dùng các ống kính nhỏ xíu đặt trên các cảm biến thông thường được dàn trên tấm phim rẻ tiền để ghi nhận các hướng ánh sáng đến.
 

Việc lấy nét lại ảnh sau khi chụp chỉ là bước khởi đầu. Sắp có phiên bản cập nhật phần mềm cho phép mọi chi tiết trong ảnh chụp đều nét bất chấp khoảng cách với ống kính, điều hầu như không thể với máy ảnh thông thường. Một bản cập nhật khác dự định ra mắt trong năm nay sẽ dùng dữ liệu chụp để tạo ảnh 3D. Lytro cũng đang nghiên cứu máy quay video có thể lấy nét sau khi quay.
 

Transistor 3D
 

Trong nỗ lực nén ngày càng nhiều linh kiện hơn trên một con chip (silicon), Intel đã bắt đầu sản xuất đại trà bộ xử lý (BXL) dùng transistor 3D, làm tăng đáng kể hiệu quả sử dụng năng lượng và tốc độ của BXL.
 

Intel tuyên bố transistor 3D có thể chuyển đổi trạng thái đóng/mở dòng điện trong chip nhanh hơn 37% và tiêu thụ năng lượng chỉ bằng phân nửa transistor trước đây. Ngoài ra, do chiếm ít chỗ hơn nên transistor 3D có thể đặt được nhiều và gần nhau hơn, nhờ vậy việc truyền tín hiệu giữa các transistor cần ít thời gian, giúp đẩy nhanh tốc độ xử lý của chip. Nhờ đó, có thể thực hiện nhiều chức năng và cần ít chip hơn cho thiết bị.
 

Những con chip trước đây của Intel có thể “nhét” 4,87 triệu transistor trên mỗi milimet vuông, chip 3D có thể “nhét” đến 8,75 triệu transistor và có thể lên đến 30 triệu transistor vào năm 2017.
 

Xét nghiệm nhanh ADN
 

Không cần tạo số lượng lớn bản sao ADN hay dùng các thuốc thử đắt tiền, thiết bị của Oxford Nanopore có thể phân tích ADN trực tiếp bằng cách cho một nhánh ADN qua khe protein tạo ở lớp màng, tạo nên một dòng ion (điện tử) chảy qua khe; các thành phần ADN khác nhau gây gián đoạn dòng theo các cách khác nhau, nhờ đó thiết bị đọc được chuỗi ADN.
 

Khả năng “đọc” trực tiếp các phân tử ADN có nghĩa một lúc có thể đọc đoạn mã di truyền dài hơn. Điều này cho phép dễ dàng quan sát các tình huống như chuyển đổi vị trí các đoạn ADN từ phần này sang phần khác của nhiễm sắc thể, hay chuỗi ADN được nhân sao nhiều lần (việc chuyển đổi vị trí gen được cho là nguyên nhân gây nên các dạng ung thư và các căn bệnh khác). Oxford Nanopore cho biết đã đọc được dải ADN gồm khoảng 48.000 thành phần, đây là mẫu ADN dài nhất đọc được từ trước đến nay.
 

Dòng sản phẩm của Oxford Nanopore gồm có thiết bị cầm tay (giá dưới 900USD) phân tích số lượng nhỏ ADN, sử dụng đơn giản bằng cách cắm trực tiếp vào cổng USB của máy tính; và có thiết bị lớn hơn dạng để bàn có thể phân tích toàn bộ nhiễm sắc thể.
 

Công nghệ này cho phép xét nghiệm ADN nhanh, rẻ và dễ dàng, mở ra khả năng phát triển mạnh thị trường phân tích ADN và ứng dụng rộng rãi trong phát hiện, điều trị bệnh.

P.Nguyễn, STINFO Số 8/2012.