Ăn gì bổ nấy: Tằm ăn vật liệu nano cacbon, nhả ra tơ siêu hạng

Loại vật liệu tơ tằm siêu hạng có sức bền cao và dẫn điện, có thể dùng cho các loại quần áo, sản phẩm thời trang thông minh (wearable) và cấy ghép y học.

Lụa tơ tằm là loại vải quý để tạo ra những trang phục quyến rũ, bóng bẩy và rất bền. Các nhà nghiên cứu giờ đây đã tìm ra cách tạo ra loại tơ tằm bền và quý giá hơn bằng cách cho tằm ăn các tấm graphen (tấm phẳng dày bằng một lớp nguyên tử cácbon) hoặc các ống nano cacbon đơn vách.

Loại lụa được tạo ra bởi loại tơ tằm này có nhiều đặc tính tốt, chúng có thể dùng làm các loại vải bảo vệ có độ bền cao, cấy ghép y tế tự phân hủy, các loại quần áo và sản phẩm thời trang thông minh (wearable) thân thiện với môi trường.

>> Giải Nobel Vật lý 2016: Lại một lý thuyết cao siêu ít ai hiểu

Phương pháp tạo ra loại tơ tằm được gia cường cacbon này được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu từ trường Đại học Thanh Hoa, Bắc Kinh, Trung Quốc.  Họ cho tằm ăn lá dâu phun dung dịch nước có chứa 0,2% trọng lượng các ống nano cacbon đơn vách hoặc graphen, và sau đó thu hoạch tơ mà tằm đã nhả ra như trong quá trình sản xuất tơ tằm bình thường. Đây là phương pháp thân thiện môi trường hơn so với phương pháp xử lý hóa chất tơ tằm đã thành phẩm.

Khác với lụa tơ tằm bình thường, lụa tơ tằm được gia cường cacbon bền gấp đôi và có thể chịu được lực xé lớn hơn ít nhất 50% trước khi bị rách.

Nhóm thí nghiệm cũng phát hiện rằng loại lụa tơ tằm này có khả năng dẫn điện tốt hơn so với lụa tơ tằm bình thường, do cấu trúc tinh thể chứa vật liệu nano sắp xếp có trật tự hơn.

Hiện vẫn còn một số câu hỏi cần được trả lời đối với nhóm nghiên cứu. Một là vì sao tằm có thể kết hợp các vật liệu nano một cách chính xác trong tơ của chúng. Hai là tỷ lệ phần trăm của vật liệu nano cho tằm ăn là bao nhiêu để tằm có thể kết hợp vào tơ thay vì chuyển hóa hoặc thải loại chúng ra ngoài.

Năm 2014, các nhà hóa học polyme ở trường Đại học Đông Hoa, Thượng Hải, Trung Quốc cũng có phát hiện tương tự khi cho tằm ăn các ống cacbon nano đa vách có kích thước 30nm và thu hoạch được loại tơ tằm có sức bền và chắc hơn. Tuy nhiên các nhà khoa học ở trường Đại học Thanh Hoa thì cho rằng các ống nano cacbon đơn vách có kích thước 1-2nm của họ “là phù hợp hơn để đưa vào cấu trúc tinh thể của các sợi tơ hữu cơ.”

>> Phát minh mới: Kính chịu lực trong suốt làm từ… gỗ (Video)

Công trình này mang đến một “phương pháp dễ dàng để sản xuất sợi tơ có độ bền cao trên quy mô lớn”, nhà khoa học vật liệu Yaopeng Zhang của Đại học Đông Hoa cho biết. Ông là người đã cho tằm ăn hạt nano titan dioxide để tạo ra loại lụa siêu bền chống lại tác hại của tia cực tím. Tính dẫn điện của lụa tơ tằm được tăng cường cacbon có thể phù hợp với các cảm biến được gắn vào những loại vải dệt thông minh và đọc được các tín hiệu thần kinh, Zhang nói thêm.