Các nhà khoa học Mỹ vừa tạo ra một tấm polyme có thể được lập trình để thay đổi hình dạng theo thời gian. Đặc biệt, vật liệu mới khác với các vật liệu biến hình trước đây ở chỗ nó không cần sự tác động của bất cứ yếu tố bên ngoài nào (như nhiệt độ hay ánh sáng) để kích hoạt cơ chế thay đổi hình dạng, do đó có thể ứng dụng chế tạo các thiết bị cấy ghép thế hệ mới để cung cấp thuốc trong cơ thể.

Thành quả nghiên cứu của Giáo sư Sergei Sheiko và các cộng sự thuộc Đại học Bắc Carolina tại Chapel Hill được tạo ra từ một hợp chất cao phân tử (polyme) dạng gel có tính chất đặc và chắc như sụn người. Hình dạng vật liệu được điều chỉnh bởi 2 loại liên kết hóa học khác nhau. Bằng cách kiểm soát số lượng, sức mạnh và vị trí của hai loại liên kết hóa học trong vật liệu, các nhà khoa học có thể làm cho cấu trúc phức tạp của nó thay đổi theo trình tự được thiết lập sẵn.

Hoa nhân tạo làm từ vật liệu tự động biến hình nở từ từ theo thời gian được lập trình sẵn. Ảnh: Guardian

Công bố trên tạp chí Nature Communications, nhóm nghiên cứu do chuyên gia hóa học polyme Sheiko dẫn đầu đã mô tả cách thức mà họ chế tạo các vật thể có thể thay đổi hình dạng sau vài phút và vài giờ. Bằng chứng là họ đã thiết kế một bông hoa nhân tạo "nở rộ" theo thời gian định sẵn. Bông hoa có đường kính chỉ vài centimét và mất 2 giờ mới nở hoàn toàn. Giáo sư Sheiko cho biết mỗi cánh hoa có thể được lập trình riêng rẽ, với thời gian bung tỏa khác nhau. Cụ thể, nụ hoa trông như thật này mở từng lớp cánh sắc màu rực rỡ, với lớp cánh hoa lớn đầu tiên màu đỏ, kế tiếp là lớp cánh nhỏ hơn màu tím và cuối cùng là những cánh hoa nhỏ xíu màu cam.

Theo trưởng nhóm nghiên cứu, công nghệ tương tự có thể được dùng để chế tạo các bộ phận cấy ghép có khả năng thay đổi hình dạng đúng như ý muốn của bác sĩ một khi chúng được đưa vào cơ thể người bệnh thông qua biện pháp phẫu thuật ít xâm lấn nhất.

Khi được hỏi làm thế nào để có thể kiểm soát một cách chính xác thời gian biến hình của vật liệu, Giáo sư Sheiko giải thích: "Chúng tôi không thể kiểm soát chính xác khoảng thời gian giữa 20 và 21 giây. Nhưng chúng tôi có thể kiểm soát khoảng cách từ 20 đến 60 giây, 2 phút và 5 phút". Bằng cách này, vật liệu mới cũng có tiềm năng ứng dụng vào các hệ thống phân phối thuốc, cho phép thuốc được giải phóng trong cơ thể theo một khung thời gian cụ thể.

HOÀNG ĐIỂU (Theo BBC, Guardian)