Horizon 2020 kêu gọi các nhà khoa học, nghiên cứu Việt Nam tham gia đợt kêu gọi dự án mới

"Lập trình" các hạt xi măng làm cho bê tông bền vững hơn

Bê tông đã có một số tiến bộ khá thú vị trong vài năm qua, làm cho vật liệu chịu lửa tốt hơn, uốn cong được, và thậm chí tự liền lại.

Để cải thiện bê tông, nhóm đã nghiên cứu ở quy mô nano, nghiên cứu cách xi măng canxi silicat hydrat (C-S-H) kết tinh, và sử dụng cách đó để tổng hợp các hạt C-S-H thành các hình dạng cụ thể. Thay vì các đốm màu vô định hình mà các hạt này thường hình thành, nhóm nghiên cứu biến chúng thành hình khối, lăng trụ chữ nhật, dạng nhánh cây, lõi - khung và khối hộp thoi, có thể tập hợp lại dày đặc hơn. Kết quả cuối cùng thu được là bê tông tốt hơn trong việc giữ nước và ngăn ngừa vật liệu bị phá hủy từ bên trong.

Nghiên cứu này là bước đầu tiên trong việc kiểm soát động học của xi măng để có được hình dạng mong muốn. Các nhà khoa học cho thấy cách kiểm soát các hình thái và kích thước của các khối cấu trúc cơ bản của C-S-H để chúng có thể tự lắp ráp thành vi cấu trúc với mật độ dày đặc hơn nhiều so với vi cấu trúc C-S-H vô định hình thông thường.

Để điều chỉnh các hạt tạo thành các hình dạng trên, nhóm nghiên cứu bổ sung các hợp chất có hoạt tính bề mặt và calcium silicate có điện tích dương hoặc âm, trước khi cho hỗ hợp C-S-H tiếp xúc với carbon dioxide và sóng siêu âm. Thay đổi số lượng calcium silicate gây ảnh hưởng tới các hình dạng các hạt sẽ hình thành: một lượng ít hơn sẽ tạo ra nhiều hình cầu và hình khối nhỏ, nhiều hơn sẽ dẫn đến kết quả là những khối kết hình cầu và hình khối lồng vào nhau.

Sau khoảng 25 phút, các "hạt giống" tinh thể được hình thành xung quanh các chất hoạt tính bề mặt, và chỉ thị những phân tử khác gần đó tự lắp ráp thành các phiên bản lớn hơn của những hình dạng trên. Nhóm nghiên cứu đã có thể kiểm soát số lượng, kích thước và hình dạng của các hạt bằng cách điều chỉnh mật độ các hạt giống ban đầu, nhiệt độ và thời gian của quá trình thành tạo. Dữ liệu này sau đó được ánh xạ vào một sơ đồ hình thái thống nhất có thể được chia sẻ với các nhà sản xuất và các nhà xây dựng, cho phép họ thiết kế bê tông có các tính chất như mong muốn.

Trong thử nghiệm, các hạt giống hình thành đầu tiên và tự động, sau đó chúng chi phối quá trình hình thành của vật chất còn lại xung quanh. Ở đây sự tăng trưởng qua trung gian hạt giống và không đòi hỏi phải bổ sung các hạt giống từ bên ngoài, không giống như thường được thực hiện trong ngành công nghiệp để thúc đẩy tinh thể hóa và phát triển.

Để kiểm tra độ bền của các hạt có hình dạng khác nhau, nhóm nghiên cứu sử dụng một hệ đo độ cứng nano với mũi kim cương nghiền nát hàng trăm phân tử theo từng cá thể một, đưa ra dữ liệu cơ khí chi tiết. Trước đây chưa có nhóm nghiên cứu xi măng và bê tông nào từng thí nghiệm các cơ chế của phân tử C-S-H đơn và tác động của hình dạng đến cơ học của các phân tử.

Sản xuất bê tông là một trong những tác nhân lớn nhất trong phát thải khí nhà kính, và mặc dù nghiên cứu gần đây cho thấy rằng loại vật liệu này có thể là một bể chứa cácbon đáng kể có thể bù đắp được chi phí môi trường của chính nó, việc tìm cách làm giảm lượng xi măng sản xuất vẫn là một ưu tiên. Kỹ thuật mới của nhóm nghiên cứu Rice có nhiều thuận lợi đối với điểm này.

Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra những ưu điểm của loại bê tông mới: thứ nhất là vì nó có cấu trúc chắc chắn hơn nên khối lượng cần sử dụng sẽ ít hơn; thứ hai là nó bền hơn, do độ xốp thấp làm cho các hóa chất không mong muốn khó khăn hơn trong việc len qua bê tông, vì vậy cốt thép bên trong sẽ được bảo vệ tốt hơn.

Nhiều năm qua, các nhà máy lọc dầu đã sản xuất được khối lượng lớn propene thông qua quy trình "cracking bằng hơi nước" để chuyển đổi naptha có nguồn gốc từ dầu mỏ thành những thành phần có ích. Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, nhiều nhà máy lọc dầu ở Hoa Kỳ đã chuyển sang sử dụng phương pháp cracking bằng khí đá phiến do sản lượng khí đá phiến trong nước đã tăng vọt. Vì vậy, nguồn cung cấp propene giảm, tạo cơ hội thị trường cho các phương pháp sản xuất propene thay thế.

Để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng, trong nhiều thập kỷ qua, ngành công nghiệp hóa chất đã nghiên cứu sản xuất hợp chất propene bằng quy trình hóa học gọi là "khử hydro oxy hóa propane" (ODHP). Hiện nay, một nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Wisconsin-Madison do GS. Ive Hermans, chuyên ngành hóa học và kỹ thuật hóa học dẫn đầu, đã phát hiện ra một chất xúc tác mới để thúc đẩy phản ứng ODHP. Đây là các chất xúc tác ống nano boron nitride lục giác và boron nitride trong phản ứng hóa học chuyển đổi propane thành propene.

Trong phản ứng, chất xúc tác boron nitride mới tạo ra tỷ lệ propene cao hơn so với các chất xúc tác oxit truyền thống. Mặc dù các chất xúc tác truyền thống thúc đẩy các phản ứng tạo thành CO₂ và các sản phẩm phụ khác ngoài propene, nhưng các chất xúc tác mới lại sản sinh ethene, một hợp chất công nghiệp có ích.

"Chất xúc tác boron nitride không độc hại, không chứa các kim loại quý và giảm nhiệt độ phản ứng nên tiết kiệm năng lượng", nghiên cứu sinh Joseph Grant, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết. Ngoài ra, chất xúc tác boron nitride có thể được sử dụng liên tục mà không cần bước tái tạo trung gian trong quá trình khử hydro thay thế.

Dòng chất xúc tác mới cung cấp một phương pháp bất ngờ và cần ít tài nguyên để chuyển đổi propane thành propene. Trong tương lai, ngành công nghiệp hóa chất sẽ xây dựng các nhà máy áp dụng công nghệ này. Tuy nhiên, do cần đầu tư lớn cho cơ sở hạ tầng, nên việc mở rộng áp dụng quy trình này trên quy mô công nghiệp vẫn sẽ mất nhiều năm.

Rượu vang trắng có thể làm tăng nguy cơ u ác tính

Eunyoung Cho - giáo sư về da liễu và dịch tễ học tại Trường Y Warren Alpert của Đại học Brown ở Providence, Rhode Island - Hoa Kỳ và các đồng nghiệp vừa công bố phát hiện của họ về rượu vang trắng có thể làm tăng nguy cơ các khối u ác tính trên tạp chí Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention.

Melanoma là dạng ung thư da bắt đầu trong melanocytes là những tế bào ở lớp trên cùng của da. Trong khi khối u ác tính ít phổ biến hơn so với ung thư da khác chẳng hạn như ung thư biểu mô tế bào đáy. Theo Hiệp hội Ung thư Mỹ, hơn 10.000 người tại Hoa Kỳ chết vì khối u ác tính trong năm 2016. Tiếp xúc với phóng xạ cực tím từ mặt trời hoặc sử dụng giường làm nâu da và chiếu đèn cũng là yếu tố tăng nguy cơ cho khối u ác tính. Bên cạnh đó, rượu là yếu tố được biết đến mang lại nguy cơ của một số bệnh ung thư như ung thư đầu và cổ, ung thư gan, ung thư vú và ung thư thực quản

Eunyoung Cho và nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ ba nghiên cứu lớn, bao gồm tổng cộng 210.252 người lớn để xem có một mối liên hệ giữa việc uống rượu và nguy cơ khối u ác tính. Người tham gia nghiên cứu được yêu cầu phải hoàn thành bảng câu hỏi về lượng thực phẩm, trong đó chi tiết việc uống rượu của họ, bao gồm cả những đồ uống có cồn mà họ tiêu thụ. Lượng rượu tiêu chuẩn được xác định là 12,8 gr rượu và người tham gia nghiên cứu được theo dõi trung bình là 18,3 năm. Khi nhìn vào cách uống rượu, họ phát hiện ra rằng mỗi thức uống có cồn được tiêu thụ hàng ngày có liên quan với nguy cơ cao hơn 14% của khối u ác tính và rượu vang trắng được kết hợp với các khối u ác tính, mỗi cốc rượu vang trắng hàng ngày có 13% nguy cơ của những khối u ác tính. Theo nhóm nghiên cứu, bia, rượu vang đỏ, rượu và không có tác động đáng kể đến nguy cơ khối u ác tính.

Một phát hiện khác quan tâm là khối u ác tính trên các bộ phận của cơ thể ít có khả năng được tiếp xúc với tia UV có nhiều khả năng có liên quan đến uống rượu. Ví dụ, những người lớn tiêu thụ ít nhất 20 gram rượu hàng ngày có nguy cơ cao hơn 73 % các u hắc tố trên người, nhưng họ chỉ có 2% phát triển các khối u ác tính ở đầu và cổ hoặc tứ chi. 

Nhóm nghiên cứu đã rất ngạc nhiên ở kết quả chỉ có rượu vang trắng có liên quan đến các khối u ác tính, cần nghiên cứu sâu hơn để xác định chính xác về vấn đề này.

Theo http://www.medicalnewstoday.com

Máu nhân tạo được lưu trữ ở dạng bột có thể được sử dụng trong truyền máu

Đối với ngành y tế, việc có máu thay thế cho bệnh nhân càng sớm có thể tạo ra sự khác biệt giữa sự sống và cái chết. Các nhà khoa học đến từ Đại học Washington ở St Louis – Hoa Kỳ đã phát triển tế bào máu nhân tạo có thể giúp cho bệnh nhân bị chấn thương. Họ hy vọng máu nhân tạo có thể được đông khô và lưu trữ ở dạng bột, sẵn sàng để sử dụng cho các bác sĩ và cho lính chiến đấu ở chiến trường.

Sự đột phá trong nghiên cứu này là những tế bào tổng hợp nhỏ bắt chước tế bào máu đỏ, nắm giữ oxy và từ từ phát hành khi di chuyển khắp cơ thể. Tế bào nhân tạo mang oxy đến các mô và đã được chứng minh là có hiệu quả ở động vật. Tế bào máu nhân tạo có kích thước khoảng 2% của tế bào máu đỏ ở con người và có thể lưu trữ ở nhiệt độ phòng.

Tiến sĩ Allan trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: Tế bào máu nhân tạo về cơ bản là dạng bột khô trông giống như ớt bột. Có thể lưu trữ trong túi nhựa IV, bác sĩ có thể sử dụng ở bệnh viện hoặc trên xe cứu thương với thời gian là một năm hoặc nhiều hơn. Khi cần sử dụng, chỉ việc trộn với nước cất và có thể tiêm ngay sau đó. Tế bào máu nhân tạo được gọi là ErythroMer, máu nhân tạo chảy qua vòng lâm sàng đầu tiên, được chứng minh hiệu quả trong các thử nghiệm ở động vật.

Các nhà nghiên cứu đã thay thế một lượng máu lớn bằng máu nhân tạo, kết quả cho thấy, tế bào máu nhân tạo có thể giữ được oxy và phát hành nó trong những mô xung quanh cơ thể cũng như tế bào ở các loài động vật. Thêm những thử nghiệm khác trên chuột cũng cho thấy máu nhân tạo có thể được sử dụng để cứu sống con vật bị mất 40% máu. 

Tiến sĩ Allan cho biết thêm về những tiềm năng sử dụng của tế bào máu nhân tạo, nó được sử dụng để cứu sống nạn nhân bị chấn thương liên quan đến tai nạn hoặc những người lính bị thương ở chiến trường. 

Trước các sản phẩm máu nhân tạo có những vấn đề về giải phóng oxy và điều chỉnh độ pH trong cơ thể, nhưng ở ErythroMer đã khắc phục được những vấn đề này. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chứng minh được, tế bào máu nhân tạo cũng tránh được sự co thắt các mạch máu có thể dẫn đến các cơn đau tim và đột quỵ.

Nhóm nghiên cứu tin rằng nếu các giai đoạn tiếp theo của thử nghiệm lâm sàng đi đến kế hoạch, máu nhân tạo có thể được cấp trong vòng 10 năm tới.

Theo http://www.dailymail.co.uk

Каталог: sokhoahoccongnghe -> Lists -> TinTuc -> Attachments
Attachments -> Hội nghị ứng dụng cntt trong lĩnh vực tài nguyên môi trường
Attachments -> Danh mục bản tin khoa học công nghệ SỐ 28 tháng 07/2017 trung tâm thông tin và thống kê kh&CN
Attachments -> Danh mục các tin, BÀi của bản tin khcn số 21 NĂM 2014
Attachments -> Danh mục các tin, BÀi của bản tin khcn số 35 NĂM 2013
Attachments -> Danh mục các tin, BÀi của bản tin khcn số 47 NĂM 2013
Attachments -> Danh mục các tin, BÀi của bản tin kh&Đs tháng 08/2017
Attachments -> Danh mục các tin, BÀi của bản tin kh&Đs tháng 7/2013

tải về 1.3 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: