14 đột phá khoa học lớn
nhất trong năm 2011
Vào năm thứ
11 của
thiên niên kỷ
thứ
ba các nhà khoa học
đă đă mang đến
cho nhân loại
những
phát minh mới
vô cùng giá trị
và phong phú.
Họ
đóng góp vào việc
tiêu diệt
những
“sát thủ”
của
bệnh
sốt
rét và HIV. Họ
đă tạo
ra những
dấu
mốc
mới
trong ngành năng lượng
thay thế
và trong việc
chinh phục
không gian. Có những
phát minh được
triển
khai trong thực
tế
nhưng
cũng
có những
phát minh (ví dụ
sinh sản
vô tính) tạm
thời
bị
xếp
lại.
Lại
có những
phát minh bị
gạt
bỏ
không thương
tiếc
v́ chưa
t́m thấy
ứng
dụng
trong một
tương
lai gần.
Hăy cùng điểm
lại
những
thành tựu
nổi
bật
trong lĩnh
vực
khoa học
– công nghệ
trong năm vừa
qua được
đăng tải
trên trang Ranker:
1. Nhân bản
tế
bào gốc
của
người
Tháng mười
năm 2011, các nhà khoa học
Pḥng Thí nghiệm
Tế
bào gốc
New York (Mỹ)
tuyên bố
họ
đă thành công trong việc
tạo
ra được
tế
bào gốc
bằng
kỹ
thuật
sinh sản
vô tính giống
như
kỹ
thuật
đă sử
dụng
để
tạo
ra cừu
Dolly năm 1996. Từ
phát minh mang tính đột
phá này các nhà khoa học
đă thử
áp dụng
kỹ
thuật
nhân bản
cừu
Dolly lên người
nhưng
không thành công. Với
thành tựu
mới
này, việc
nhân bản
người
không c̣n xa xôi nữa.
Việc
nhân bản
tế
bào gốc
của
người
sẽ
đóng góp có hiệu
quả
vào việc
điều
trị
các bệnh
nguy hiểm
như
tiểu
đường.
Tuy nhiên họ
c̣n phải
tập
trung giải
quyết
một
vấn
đề
khác nảy
sinh: các tế
bảo
nhân bản
vô tính có dư
ra một
bộ
nhiễm
sắc
thể,
cần
phải
loại
bỏ
trước
khi sử
dụng
chúng vào mục
đích y học.
2. Năng lượng
tối
làm vũ
trụ
giăn nở
ngày càng nhanh
Ba nhà khoa học
Saul Perlmutter Mỹ),
Brian Schmidt (Australia) và Adam Riess (Mỹ)
được
trao giải
Nobel Prize Vật
lư năm 2011 về
phát hiện
ra vũ
trụ
giăn nở
với
tốc
độ
tăng dần.
Trong khi c̣n đang lúng túng trước
hiện
tượng
vũ
trụ
giăn nở,
với
nỗi
lo nó sẽ
làm vũ
trụ
lạnh
đi, biến
thành băng giá, th́ giới
khoa học
lại
bàng hoàng với
sự
phát hiện
ra chất
gọi
là năng lượng
tối
đang đẩy
nhanh tốc
độ
giăn nở
này.
Phát minh này giúp
chúng ta hiểu
rơ hơn
thế
giới
chúng ta đang sống
và tiếp
tục
khám phá vũ
trụ
mà chúng ta c̣n biết
quá ít.
3. Phát hiện
sự
bay lơ
lửng
lượng
tử
Các nhà nghiên cứu
Trường
Đại
học
Tel Aviv đă t́m ra cách làm một
vật
bị
treo lơ
lửng
giữa
không trung bằng
cách dùng một
kỹ
thuật
gọi
là “bay lơ
lửng
lượng
tử”(quantum
levitation). Công tŕnh nghiên cứu
này sử
dụng
hiệu
ứng
Meissner, cho phép một
chất
siêu dẫn
đặt
ở
phía trên từ
trường
sẽ
phát ra một
từ
trường
tương
đương
tựa
như
một
đối
trọng.
Trong khi các nhà
nghiên cứu
tŕnh bày phát minh của
ḿnh, với
một
quả
bóng khúc côn cầu
trên băng (puck) , th́ người
ta đă có thể
dùng kỹ
thuật
này để
làm các vật
thể
khác bay lên không trung.
Chất
siêu dẫn
được
chế
tạo
bằng
oxit đồng-ytri-bari,
nhúng trong nitơ
lỏng.
Có thể
làm cho nó bay lượn
tại
chỗ
hoặc
chuyển
động
trên một
đường
cố
định
giống
như
chiếc
tàu siêu tốc
chạy
trên đệm
khí (levitating train).
4. Pin nhiên liệu
vừa
làm sạch
nước
vừa
cung cấp
năng lượng
Các nhà khoa học
Trung Quốc
đă chế
tạo
một
loại
pin nhiên liệu
xúc tác quang hoá dùng các vật
liệu
hữu
cơ
để
làm sạch
nước
đồng
thời
sinh năng lượng.
Hệ
tiêu hao các chất
hữu
cơ
và dùng năng lượng
của
ánh sáng để
tạo
ra electron, chuyển
hoá thành điện
qua catôt platin. Trong các thí nghiệm,
pin loại
bỏ
các chất
bẩn
như
hương
liệu,
chất
màu và dược
phẩm.
Hiện
nay, hệ
mới
chỉ
ở
dưới
dạng
nguyên mẫu
ban đầu
và cần
tiếp
tục
nghiên cứu
trước
khi bước
sang giai đọan
sử
dụng
thực
tế.
Khi đă hoàn thiện,
phát minh này sẽ
rất
có ích trong thời
đại
năng lương
thay thế
cũng
như
việc
làm sạch
nước
hiện
đang có nhu cầu
ca
o.
5. Các game thủ
bẻ
găy mă phân tử
HIV
Tháng 9/2011, các
băng video chơi
game tỏ
ra rất
có ích khi những
game thủ
bẻ
gẫy
được
các mật
mă của
một
phân tử
mà virus HIV dùng để
nhân bản.
Bằng
cách khám phá cấu
tạo
của
phân tử
thuộc
loại
proteazơ,
chỉ
trong 3 tuần,
các game thủ
hoàn thành được
khối
lượng
công việc
mà các nhà khoa học
đă phải
bỏ
ra trên 10 năm mới
làm được.
Game bẻ
găy mật
mă gọi
là Foldit do Pḥng thí nghiệm
Sinh hoá của
giáo sư
David Baker, Trường
Đại
học
Washington nghĩ
ra, sau đó chuyển
cho những
nhà viết
game chuyên nghiệp.
Người
chơi
phải
phải
đưa
ra được
trên một
triệu
phương
án trước
khi t́m ra được
cấu
tạo
cuối
cùng.
Các thông tin mới
sẽ
cung cấp
cho những
nhà khoa học
hiểu
biết
sâu sắc
hơn
về
virus HIV để
có những
phương
án điều
trị
hiệu
quả
hơn.
6. Loại
bỏ
phóng xạ
ra khỏi
nước
và đất
Sau khi xảy
ra vụ
động
đất
vào tháng ba 2011, cả
vùng xung quanh Nhà máy điện
nguyên tử
Fukushima bị
ô nhiễm
phóng xạ
do nguyên tố
Cesium (Cs). Mức
độ
phóng xạ
đủ
lớn
để
gây hại
đến
sức
khoẻ
con người
mà các nhà nghiên cứu
Nhật
phải
ngăn chặn.
Một
nhóm các nhà khoa học
thuộc
Trường
ĐH Hiroshima Kokusai Gakuin do giáo sư
Ken Sasaki đứng
đầu
đă khắc
phục
được
sự
cố
nguy hiểm
này bằng
cách cầu
cứu
đến
các vi khuẩn
ăn các vật
liệu
phóng xạ.
Khi thêm vào đất
và nước
có chứa
Cesium, vi khuẩn
đă giảm
được
nồng
độ
các chất
phóng xạ
xuống
c̣n 1/12 sau một
ngày và loại
bỏ
được
hoàn toàn nguyên tố
này sau 3 ngày.
Thảm
hoạ
Fukushima đă tạo
cho các nhà nghiên cứu
một
cơ
hội
để
thử
nghiệm
các vi khuẩn
trong điều
kiện
thực
tế.
Những
phát minh của
họ
có thể
dẫn
đến
một
phương
pháp hiệu
quả
để
xử
lư các tai nạn
hạt
nhân trong tương
lai, cứu
sống
và bảo
vệ
con người
khỏi
bệnh
tật.
7. T́m thấy
chất
kháng sinh trong năo gián
Một
nhóm các nhà nghiên cứu
Trường
Đại
học
Nottingham đă phát hiện
trong năo gián và châu chấu
chứa
những
chất
kháng sinh mạnh.
Các chất
có trong đầu
của
hai loài côn trùng này có thể
tiêu diệt
90% các loài vi khuẩn
gây bệnh
cho con người,
kể
cả
Staphlococcus aureus và E. coli. Đặc
biệt
chúng không có hại
đối
với
các tế
bào.
Phát hiện
này có thể
đưa
đến
các dược
phẩm
tương
lai có khả
năng chống
lại
các ḍng vi khuẩn
kháng thuốc.
Cần
từ
5 đến
10 năm nữa
các chế
phẩm
từ
năo gián mới
có thể
cung cấp
ra thị
trường
cho dân chúng.
8. T́m ra cách chống
lăo hoá cho chuột
Rất
có thể
các nhà khoa học
sẽ
t́m ra thuốc
“trướng
sinh bất
lăo” trong thần
thoại.
Các nhà khoa học
đă t́m ra cách khống
chế
các đoạn
ADN gọi
là telomer nằm
ở
phần
cuối
của
các nhiễm
sắc
thể
để
làm trẻ
lại
các tế
bào. Mỗi
khi các tế
bào phân chia, các telomer lại
ngắn
lại.
Quá tŕnh ngắn
lại
ấy
làm tế
bào bị
già đi.
Tuy nhiên bằng
cách khống
chế
một
enzym gọi
là telomerazơ,
các nhà nghiên cứu
có thể
chấm
dứt
sự
h́nh thành telomer khi phân chia tế
bào, làm quá tŕnh này ở
tế
bào đảo
ngược
lại.
Người
ta đă kiểm
tra lại
lư thuyết
này bằng
cách tạo
ra những
con chuột
bằng
phương
pháp di truyền
có hàm lượng
enzym telomerazơ
thấp
để
các telomer bị
ngắn
lại
nhanh hơn
khiến
con chuột
bị
già đi rất
nhanh. Sau đó, khi tăng nồng
độ
enzym telomerazơ
cho chuột,
quá tŕnh chống
lăo hoá xuất
hiện.
Bộ
lông chuột
từ
màu xám nhạt
trở
nên đen, cho thấy
trí nhớ
cũng
như
chức
năng sinh sản
của
chúng được
cải
thiện.
Tuy tuổi
thọ
của
chuột
chưa
thấy
tăng lên, nhưng
đây vẫn
là một
bước
tiến
để
các nhà khoa học
sớm
phát hiện
ra loại
thần
dược
“trẻ
măi không già”.
Trong một
phát minh tương
tự,
các nhà khoa học
Pháp không những
có thể
chống
lăo hoá cho các tế
bào đă 101 tuổi
trở
thành tế
bào gốc
của
bào thai mà c̣n có thể
làm trẻ
lại
một
tế
bào đă được
làm trẻ.
Có nghĩa
là người
ta có thể
tạo
lại
một
cơ
quan đă chết
v́ già để
làm thành một
cơ
quan mới.
9. Đột
phá tế
bào gốc
để
chữa
bệnh
Parkinson
Trong những
năm qua, các nhà khoa học
đă nghiên cứu
chữa
bệnh
Parkinson bằng
cách dùng tế
bào gốc
sản
sinh ra dopamin. Tuy nhiên cách điều
trị
này nguy hiểm
v́ tế
bào gốc
có thể
gây ung thư.
Năm 2011, tiến
sĩ
Lachlan Thompson tại
Trường
ĐH Melbourne đă tuyên bố
rằng
những
nhà nghiên cứu
Australia đă biết
cách phân biệt
được
2 loại
tế
bào gốc:
một
giúp chữa
bệnh
và một
có hại.
Nhờ
vậy,
họ
loại
bỏ
được
các tế
bào nguy hiểm.
Phát hiện
này cho phép các nhà nghiên cứu
đă đạt
được
một
tiến
bộ
lớn
trong việc
điều
trị
bệnh
Parkinson. Theo Thompson, trong 5 năm tới
bệnh
Parkinson không c̣n là bệnh
khó chữa.
10. Phát minh ra
văcxin chống
sốt
rét có hiệu
quả
Muỗi
là kẻ
truyền
bệnh
sốt
rét nguy hiểm,
mỗi
năm gây bệnh
cho 250 triệu
người
và chi phí điều
trị
lên tới
12 tỷ
đôla. Tuy nhiên, năm 2011, các nhà khoa học
đă dùng chính muỗi
truyền
bệnh,
tạo
ra văcxin để
pḥng chống
bệnh
này.
Khi mới
t́m ra, văcxin chỉ
có hiệu
quả
50%, song văcxin mới
được
chế
bằng
bào tử
(ở
giai đoạn
mới
mắc
bệnh)
lấy
từ
tuyến
nước
bọt
của
những
con muỗi
đă nhiễm
bệnh
đă nâng được
hiệu
quả
lên tới
90-100%. Điều
này có nghĩa
là nếu
đủ
văcxin th́ số
ngườ
bị
bệnh
sốt
rét sẽ
giảm
xuống
chỉ
c̣n một
nửa.
11. Chiếc
gậy
ảo
trợ
giúp người
mù
Tiến
sĩ
Amir Amedi và nhóm nghiên cứu
của
ông Tại
Trường
Đại
học
Hebrew tại
Jerusalem đă chế
tạo
một
chiếc
gậy
ảo
giúp người
mù đi lại
rất
dễ
dàng. Một
thiết
bị
nằm
gọn
trong ḷng bàn tay có thể
“cảm
nhận”
được
địa
h́nh trên những
khoảng
cách tương
tự
chiếc
gậy
“truyền
thống”
dài 1 met, đồng
thời
cũng
phân biệt
được
cả
nét mặt
buồn
rầu
hay vui vẻ
của
người
đối
thoại.
Thiết
bị
này hoạt
động
bằng
cách phát ra một
luồng
tia tập
trung và nó sẽ
phản
xạ
để
cảnh
báo cho người
sử
dụng
“nh́n” được
những
ǵ xảy
ra trước
mắt.
Thời
gian hoạt
động
của
pin là 12 giờ
và nó có thể
“sạc”
lại.
Như
vậy
trong tương
lai người
mù không những
chỉ
ḍ đường
nhờ
chiếc
gậy
mà nhờ
nó họ
c̣n nhận
thức
được
thế
giới
xung quanh ḿnh. Thêm vào đó, chiếc
gậy
c̣n có thể
trở
thành công cụ
để
nghiên cứu
chức
năng của
bộ
năo.
12. Phát hiện
hệ
hành tinh Kepler-11
Kepler, chiếc
thiên văn vũ
trụ
trên quỹ
đạo,
đă phát hiện
một
hệ
hành tinh mới
vào đầu
năm 2011 gọi
là hệ
Kepler-11. Hệ
này gồm
6 hành tinh lớn,
gồm
đá và khí, tất
cả
quay quanh một
ngôi sao. Kepler-11 nằm
cách Trái đất
2.000 năm ánh sáng và giống
với
Hệ
Mặt
trời
hơn
bất
cứ
hệ
nào phát hiện
trước
đây. Một
thành viên của
các nhà nghiên cứu
kính thiên văn Kepler là Lack Lissauer nói, "không quá 1% các ngôi
sao có hệ
giống
như
Kepler-11”. Tất
cả
các hành tinh của
hệ
Kepler-11 đều
nặng
hơn
Trái đất".
Ḱnh thiên văn Kepler
đang tiếp
tục
t́m kiếm
các hành tinh chứa
nước
và có thể
ở
được.
Các chuyên gia dự
đoán bằng
kỹ
thuật
hiện
đại
phải
ba năm nữa
mới
t́m ra một
hành tinh có kích thước
giống
như
Trái đất.
13. Các nhà nghiên cứu
MIT phát triển
thuốc
chống
virus
Tháng 8/2011, các nhà
nghiên cứu
tại
MIT tuyên bố
rằng
họ
đă t́m ra một
loại
thuốc
mới
có khả
năng chống
lại
bất
cứ
loại
virus nào. Thuốc
hoạt
động
theo cơ
chế
trục
xuất
virus ra khỏi
tế
bào và tiếu
diệt
chúng, để
lại
những
tế
bào lành mạnh.
Thuốc
mới
đă diệt
được
15 loại
virus trong thử
nghiệm
trên súc vật
và người
nhe virus gây cúm gà, cảm
lạnh
và bại
liệt.
Trong khi thuốc
kháng sinh chữa
trị
tương
đối
dễ
dàng các bệnh
nhiễm
vi khuẩn
th́ vẫn
rất
ít thuốc
chữa
trị
được
các bệnh
nhiễm
virus. Phát minh của
các nhà nghiên cứu
MIT có triển
vọng
trong việc
chữa
trị
bệnh
nhiễm
HIV và các bệnh
bẩm
sinh.
14. Tế
bào T biến
tính di truyền
chống
lại
bệnh
bạch
cầu
Tháng tám năm 2011,
các nhà khoa học
Trung tâm nghiên cứu
ung thư
và Cao đẳng
Y khoa thuộc
ĐH Pennsylvania (HoaKỳ)
đă giúp các bệnh
nhân mắc
bệnh
“vô phương
cứu
chữa”
thuyên giảm
bệnh
được
1 năm bằng
cách dùng kỹ
thuật
chống-bệnh
bạch
cầu.
Các nhà nghiên cứu
đă dùng tế
bào T của
chính bệnh
nhân đă biến
tính di truyền,
trước
hết
để
loại
trừ
các tế
bào từ
cơ
thể
bệnh
nhân, sau đó tạo
ra một
protein (CAR) hoạt
động
tương
tự
một
kháng thể.
Protein này nằm
lại
trên bề
mặt
tế
bào T và bị
hút về
phía các protein CD19 là tế
bào của
bệnh
bạch
cầu.
Mỗi
bệnh
nhân dược
tiếp
nhận
những
tế
bào T đă biến
tính này sẽ
giảm
được
khoảng
2 pound (tương
đương
1 kg) khối
u.
Phát minh đột
phá này không những
đưa
đến
việc
chữa
bệnh
bạch
cầu
và những
bệnh
ung thư
khác có hiệu
quả
hơn
mà c̣n gây ra ít hiệu
ứng
phụ
hơn
so với
các phương
pháp truyền
thống
như
Hoá trị
liệu
(chemotherapy) chẳng
hạn.
Tuấn
Hà