Phát minh 'Da điện tử' của giáo sư Mỹ thắng giải đặc biệt VinFuture

22-01-2022

(kyluc.vn) Nghiên cứu của GS Zhenan Bao người Mỹ gốc Trung Quốc là một trong ba công trình giành giải đặc biệt VinFuture, trị giá 500.000 USD.

Trong lễ vinh danh tối 20/1 tại Hà Nội giáo sư Zhenan Bao bày tỏ sự xúc động khi hội đồng giải thưởng Khoa học công nghệ toàn cầu - VinFuture đánh giá cao. Hội đồng đã nhận ra hiện thực hóa da điện tử có thách thức trong y tế biến đổi khí hậu thiếu hụt nước. Hy vọng các nhà nghiên cứu dùng nghiên cứu giải quyết vấn đề thách thức toàn cầu.

Da điện tử được Zhenan Bao phát triển từ các lớp nhựa bán dẫn công nghệ cao, có thể co giãn, bắt chước khả năng uốn cong và chữa lành như da thật, đồng thời có cảm biến nhiệt độ, có cảm giác đau đến não, cũng có khả năng phân huỷ sinh học và thân thiện với môi trường. Phát minh mở ra cơ hội cho hàng triệu người được phục hồi chức năng hiệu quả.

 

Từng đến Hà Nội, Hạ Long Đà Nẵng để tham quan nhưng bà cho biết chưa có kết nối với cộng đồng nghiên cứu ở Việt Nam. Bà mong muốn được hợp tác với các nhà khoa học, sinh viên, các tổ chức để nghiên cứu, phát triển vật liệu mới.

Sinh ra tại Nam Kinh, Trung Quốc, năm 1970, Zhenan Bao là con gái của hai giáo sư Đại học Nam Kinh. Cha bà dạy vật lý còn mẹ dạy hóa. Cả hai cùng đưa bà đến với thế giới khoa học.

Bao tiếp bước mẹ và dành ba năm học chuyên ngành hóa tại Đại học Nam Kinh. Năm 1990, bà chuyển đến Đại học Illinois tại Chicago, Mỹ. 6 tháng sau, Đại học Chicago nhận bà vào chương trình sau đại học mà chưa cần hoàn thành bằng cử nhân. Tuy nhiên, bà cũng đã có hai giải thưởng của trường đại học cho thành tích xuất sắc trong ngành hóa ở Nam Kinh.

Sau khi lấy bằng thạc sĩ vào năm 1993, Bao bắt đầu nghiên cứu tiến sĩ về hóa học vật liệu tại Đại học Chicago. Bà tốt nghiệp và nhận bằng tiến sĩ năm 1995. Không lâu sau, bà gia nhập công ty nghiên cứu Bell Labs, làm việc tại bộ phận vật liệu hữu cơ và polymer. Năm 2004, bà tới Đại học Stanford và trở thành giáo sư ngành kỹ thuật hóa học.

Bao cùng nhóm nghiên cứu tại Stanford đã dành gần hai thập kỷ nỗ lực phát triển da điện tử. Thay vì chế tạo các cảm biến rồi làm cho chúng tương thích với da, bà lựa chọn cách tiếp cận phân tử, đó là chế tạo các polymer hữu cơ và thành phần điện tử với tính mềm dẻo, linh hoạt, ngay từ đầu. "Chúng tôi thiết kế chúng từ cấp độ phân tử và đặc tính giống da trở thành đặc tính nội tại của vật liệu mới", bà cho biết.

Tiềm năng ứng dụng của da điện tử vô cùng lớn. Bao đã phát triển một thiết bị thử nghiệm để cảm nhận những thay đổi hormone trong mồ hôi, đặc biệt là mức cortisol - một chỉ số quan trọng của stress, có thể giúp đánh giá sự lo lắng và trầm cảm. Công nghệ này cũng có thể được sử dụng để tạo ra các thiết bị điện tử hữu cơ đặt bên trong cơ thể, giúp chữa lành các dây thần kinh bị tổn thương, đồng thời có khả năng thay đổi khi cơ thể thay đổi. Da điện tử thích hợp dùng cho cả robot lẫn bộ phận giả của người.

Bao chế tạo các vật liệu mới từ nhiều loại polymer có tính dẫn điện và khả năng phân hủy sinh học khác nhau. Năm 2010, bà cùng nhóm nghiên cứu phát triển một loại da từ polymer đàn hồi PDMS có thể phát hiện những thay đổi nhỏ trong áp suất để mô phỏng xúc giác. Một mảnh vật liệu vuông với những hình kim tự tháp tí hon đúc bên trong hoạt động như tụ điện. Khi biến dạng, điện dung của vật liệu thay đổi và khi nó được gắn vào bóng bán dẫn hữu cơ, những thay đổi về dòng điện có thể được hiển thị - "phiên bản điện tử" của việc cảm nhận cái chạm tay hay áp suất. Nhóm nghiên cứu tiếp tục đưa công nghệ của mình vào một chiếc găng tay có thể nhẹ nhàng ấn vào quả mâm xôi mà không làm vỡ nát.

Sau đó, Bao tiếp tục phát triển ý tưởng chế tạo các cảm biến có thể hoạt động trong cơ thể. Trong một báo cáo năm 2019, bà cùng nhóm nghiên cứu trình bày về một cảm biến không dây, có thể phân hủy sinh học, với khả năng quấn quanh các mạch máu và liên tục theo dõi máu lưu thông sau khi phẫu thuật. Để đọc tín hiệu - được ghi nhận dưới dạng sự thay đổi điện dung khi máu chạy qua động mạch - nhóm nghiên cứu bổ sung một thiết bị ngoài gắn gần da để truyền tín hiệu vô tuyến đến bộ thu ở xa.

"Chúng tôi đang nỗ lực thay đổi tương lai của ngành điện tử. Thiết bị điện tử ngày nay thường cứng và giòn. Chúng tôi hình dung ra một tương lai khi các thiết bị điện tử được hợp nhất với những thứ chúng ta mặc, những thứ gắn vào cơ thể hoặc cấy ghép bên trong. Là một nhà hóa học qua đào tạo, tôi rất hứng thú với việc tìm hiểu thiết kế phân tử cho thế hệ thiết bị điện tử mới này", Bao trả lời tạp chí Chemical Science khi được hỏi về động cơ thôi thúc nhóm nghiên cứu.

Bà hiện có hơn 700 bài viết khoa học được xuất bản và nắm trong tay hơn 100 bằng sáng chế của Mỹ. Trong suốt sự nghiệp của mình, bà đã nhận được nhiều danh hiệu và giải thưởng danh giá.

Theo vnexpress.net

(https://vnexpress.net/da-dien-tu-cua-giao-su-my-thang-giai-dac-biet-vinfuture-4418021.html)

 

Bảo tàng Kỷ lục Việt Nam mobile
Pepsi
Tổ chức Kỷ lục Châu Á
Viện Top Thế giới
Tổ chức Kỷ lục Đông Dương
Tổ chức Kỷ lục Hoa Kỳ