Laser mới được tạo từ protein huỳnh quang của sứa

Dân trí Một nghiên cứu mới cho thấy, protein huỳnh quang từ sứa đã được trưởng thành từ vi khuẩn lần đầu tiên được sử dụng để tạo ra tia laser. Các nhà nghiên cứu cho biết, khám phá mới này là bước tiến lớn về laser quang tử học. Những tia laser này có tiềm năng, hiệu quả và nhỏ gọn hơn so với những laser thông thường. Có thể mở ra hướng nghiên cứu mới trong vật lý lượng tử và máy tính quang học.

Laser quang tử học truyền thống sử dụng chất bán dẫn vô cơ cần được làm lạnh tới nhiệt độ cực kỳ thấp. Nhiều thiết kế gần đây dựa trên vật liệu điện tử hữu cơ, giống như sử dụng đi ốt phát quang hữu cơ (OLED), hoạt động ở nhiệt độ phòng nhưng cần được cung cấp bởi pico giây (một phần nghìn tỷ của một giây) xung ánh sáng.

Laser mới được tạo từ protein huỳnh quang của sứa - 1

Protein huỳnh quang đã cách mạng hóa hình ảnh y sinh học và cho phép các nhà khoa học theo dõi các quá trình bên trong tế bào, nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Würzburg và Đại học Công nghệ Dresden ở Đức đã tạo ra một tia laser quang tử học hoạt động ở nhiệt độ phòng chạy bằng xung nano giây - chỉ phần tỷ của một giây.

Ông Malte Gather, giáo sư tại trường Đại học St. Andrews ở Scotland - Trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: "Pi cô giây xung của năng lượng thích hợp là khó khoảng hơn 1.000 lần để làm xung nano giây, để tạo ra những laser quang tử học”.

Các protein huỳnh quang được sử dụng như một công cụ sản xuất tế bào sống hoặc mô sống trước đây nhưng bây giờ các nhà nghiên cứu đã bắt đầu sử dụng chúng như một loại vật liệu. Cho thấy lần đầu tiên cấu trúc phân tử của chúng là thực sự thuận lợi cho các hoạt động ở độ sáng cao.

Giáo sư Gather cùng nhóm nghiên cứu, cho thấy về mặt di truyền học biến đổi gen, vi khuẩn E.coli tăng cường sản xuất protein huỳnh quang màu xanh lá cây (EGFP). Họ đã cho protein này vào các vi hốc quang trước khi chúng phải chịu bơm quang học, nơi tia ánh sáng nano giây được sử dụng để mang hệ thống đến nới cần năng lượng để tạo ra ánh sáng laser. Quan trọng hơn, sau khi đạt ngưỡng phát ra laser quang tử học, năng lượng được bơm nhiều hơn vào thiết bị dẫn đến sự phát ra laser thông thường. Điều này giúp xác nhận sự phát xạ đầu tiên là do sự phát ra laser quang tử học. Đây là cách tiếp cận khác khi sử dụng vật liệu hữu cơ, từ trước đến nay chưa được chứng minh.

Laser thông thường tạo ra các chùm cường độ lớn bằng các lợi thế là các photon có thể được khuếch đại bởi các nguyên tử bị kích thích trong các tia laser gọi là "môi trường kích hoạt laser”. Thường được làm từ vật liệu vô cơ, chẳng hạn như kính, tinh thể hoặc gali dựa trên chất bán dẫn .

Ánh sáng laser quang tử học là gần như không thể phân biệt được từ ánh sáng laser thông thường, nhưng quá trình vật lý tạo ra nó dựa vào hiện tượng lượng tử để khuếch đại ánh sáng. Lặp đi lặp lại sự hấp thụ và tái phát xạ của các photon bởi các nguyên tử hay phân tử trong môi trường kích hoạt laser làm tăng các hạt giả dược được gọi là quang tử học. Trong điều kiện nhất định, trước khi mức năng lượng cần thiết cho sự phát laser thông thường đạt được - các quang tử học đồng bộ hóa trong mối ghép lượng tử được gọi là ngưng tụ, từ đó phát ra ánh sáng laser. Laser thông thường đòi hỏi nhiều hơn một nửa trong số các nguyên tử trong môi trường kích hoạt laser bị kích thích trước khi ánh sáng được tạo ra. Đây không phải là trường hợp ở laser quang tử học, có nghĩa là, chúng cần ít năng lượng được bơm từ hệ thống.

Theo Giáo sư Gather, một trong những lợi thế quan trọng của cách tiếp cận mới là một phần ánh sáng phát quang của các phân tử protein được bảo vệ trong một vỏ hình trụ quy mô nanomet, ngăn cản chúng làm ảnh hưởng đến nhau. Vật lý cơ bản cho thấy việc thiết kế được cải tiến cho phép laser quang tử học nhỏ gọn và hiệu quả hơn so với laser thông thường.

Điều này mang đến cho những nghiên cứu mới đầy hứa hẹn ở lĩnh vực máy tính quang học và các ứng dụng y tế. Tia laser nhỏ dựa trên vật liệu sinh học cũng có thể có khả năng được cấy ghép trong cơ thể con người.

Đ.T.V-NASATI (Theo Livescience)

MỚI NHẤT
Khởi nghiệp: Đừng vội nghĩ đến tiền!
Khởi nghiệp: Đừng vội nghĩ đến tiền!

(Dân trí) - Sáng 31/8, BTC Giải thưởng Nhân tài Đất Việt đã tổ chức cuộc giao lưu cùng sinh viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội với chủ đề "Cơ hội thành công của Startup Việt Nam". Các chuyên gia đã chia sẻ những kinh nghiệm và nhiều câu chuyện sinh động về chủ đề này.

Thứ tư, 31/08/2016 - 03:30

Nghe nhạc có tác dụng hỗ trợ điều trị cho bệnh nhân ung thư
Nghe nhạc có tác dụng hỗ trợ điều trị cho bệnh nhân ung thư

(Dân trí) - Kết quả nghiên cứu cho thấy: Nghe nhạc có tác dụng hỗ trợ điều trị cho bệnh nhân ung thư vì nó có ảnh hưởng tích cực không chỉ về mặt tinh thần mà còn về thể chất nhờ giảm các triệu chứng lo âu, đau đớn, mệt mỏi và cải thiện chất lượng sống.

Thứ tư, 31/08/2016 - 11:47

Nghiên cứu tín hiệu bí ẩn từ một hành tinh cách chúng ta 94 năm ánh sáng.
Nghiên cứu tín hiệu bí ẩn từ một hành tinh cách chúng ta 94 năm ánh sáng.

(Dân trí) - Một tín hiệu mạnh mẽ đã được phát hiện đến từ vùng lân cận của một ngôi sao giống mặt trời. Hiện nay, các nhà thiên văn đang cố gắng tìm ra ý nghĩa của nó.

Thứ tư, 31/08/2016 - 11:30

Sử dụng graphene để tạo ra "nguyên tử nhân tạo"
Sử dụng graphene để tạo ra "nguyên tử nhân tạo"

(Dân trí) - Một nhóm các nhà khoa học đã tạo ra một ‘nguyên tử nhân tạo' bằng cách sử dụng graphene, mở ra các khả năng tính toán lượng tử.

Thứ tư, 31/08/2016 - 07:00

Chế tạo thành công máy hàn bình bảo ôn tự động
Chế tạo thành công máy hàn bình bảo ôn tự động

(Dân trí) - Nhóm tác giả là sinh viên đến từ Khoa Cơ điện - Điện tử (trường Đại học Lạc Hồng) hiện đang công tác tại công ty TNHH Thương mại dịch vụ sản xuất tự động AZ-Auto đã chế tạo thành công máy hàn bình bảo ôn tự động. Giải pháp này xuất sắc đạt giải Ba tại Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Đồng Nai năm 2015.

Thứ tư, 31/08/2016 - 06:51

Các rô-bốt nano kiểm soát bằng suy nghĩ có thể đưa thuốc vào trong não người.
Các rô-bốt nano kiểm soát bằng suy nghĩ có thể đưa thuốc vào trong não người.

(Dân trí) - Lần đầu tiên, chỉ bằng ý nghĩ, con người đã điều khiển các nano rô-bốt bên trong một sinh vật sống. Công nghệ này cho phép thả một loại thuốc ở bên trong cơ thể các con gián thông qua phản ứng với hoạt động não người, đây có thể là một kỹ thuật hữu ích cho việc điều trị các chứng rối loạn não như tâm thần phân liệt và rối loạn tăng động giảm chú ý - ADHD.

Thứ tư, 31/08/2016 - 06:08

Cảnh báo về nguy cơ chết người khi chơi các loại nhạc cụ thuộc bộ hơi
Cảnh báo về nguy cơ chết người khi chơi các loại nhạc cụ thuộc bộ hơi

(Dân trí) - Các nhạc công hãy cẩn thận: phải làm sạch nhạc cụ của bạn. Cái chết của một nhạc công do bị nhiễm khuẩn từ chiếc kèn túi của mình đã nêu bật lên những nguy hiểm rình rập bên trong các nhạc cụ.

Thứ ba, 30/08/2016 - 07:41

Phát động Giải thưởng Khoa học Công nghệ thanh niên Quả Cầu Vàng 2016
Phát động Giải thưởng Khoa học Công nghệ thanh niên Quả Cầu Vàng 2016

(Dân trí) - Sáng 30/8 tại Hà Nội, Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh đã tổ chức họp báo phát động Giải thưởng Khoa học Công nghệ (KHCN) Thanh niên Quả Cầu Vàng 2016 do Trung ương Đoàn TNCS Hồ CHí Minh phối hợp với Bộ KH&CN. Đây là Giải thưởng xét trao cho các cá nhân là thanh niên Việt Nam có độ tuổi không quá 35 đang học tập, công tác ở trong hoặc ngoài nước.

Thứ ba, 30/08/2016 - 03:26

Dùng  thực phẩm  tươi sống để  tránh nguy cơ mắc bệnh tim
Dùng thực phẩm tươi sống để tránh nguy cơ mắc bệnh tim

(Dân trí) - Theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Circulation, dùng các loại thực phẩm sạch tươi sống chính là thực hiện một chế độ ăn lành mạnh.

Thứ ba, 30/08/2016 - 02:02

Khoảnh khắc đáng yêu của chú gấu trúc nhỏ thích chơi trò lộn vòng tròn
Khoảnh khắc đáng yêu của chú gấu trúc nhỏ thích chơi trò lộn vòng tròn

(Dân trí) - Máy quay đã ghi lại được hình ảnh một chú gấu trúc nhỏ lăn tròn như quả bóng trên thảm cỏ ở Trung tâm gấu trúc Gengda Wolong ở Trung Quốc.

Thứ ba, 30/08/2016 - 07:48

Khoa học vui: Kỹ nghệ lấy một hình tròn mà không cần chạm tay và làm đổ cột
Khoa học vui: Kỹ nghệ lấy một hình tròn mà không cần chạm tay và làm đổ cột

(Dân trí) - Có một cột gồm rất nhiều hình tròn được xếp chồng lên nhau. Làm thế nào để lấy được hình tròn cuối cùng mà không chạm tay vào chúng và đồng thời không làm đổ những hình tròn được xếp chồng phía trên? Hãy theo dõi clip để nhớ lại một phần kiến thức cơ bản của Vật lý nhé.

Thứ ba, 30/08/2016 - 07:03

Công nghệ phát triển điều hòa không khí, giúp lái xe tỉnh táo
Công nghệ phát triển điều hòa không khí, giúp lái xe tỉnh táo

(Dân trí) - Công ty Denso cho biết họ hiện đang phát triển một công nghệ để giúp người lái xe tỉnh táo khi di chuyển bằng cách kết hợp công nghệ nhận dạng hình ảnh khuôn mặt với hệ thống điều hòa không khí là một trong những phương pháp để tránh rủi ro tại thời điểm lái xe.

Thứ ba, 30/08/2016 - 06:49

ĐÁNG QUAN TÂM
Phát hiện một "thiên hà ma” có cấu tạo từ vật chất tối bí ẩn
Phát hiện một "thiên hà ma” có cấu tạo từ vật chất tối bí ẩn

(Dân trí) - Các nhà khoa học đã tìm thấy một "thiên hà ma” – có khối lượng tương đương với thiên hà Ngân Hà (Milky Way) của chúng ta, nhưng hoàn toàn được tạo thành từ vật chất tối.

Thứ ba, 30/08/2016 - 06:29

Trung Quốc tiết lộ về thiết kế tàu thăm dò sao Hỏa
Trung Quốc tiết lộ về thiết kế tàu thăm dò sao Hỏa

(Dân trí) - Trung Quốc đã công bố những hình ảnh thiết kế về tàu thăm dò sao Hỏa đầu tiên của mình vào ngày 23/8. Theo dự kiến, con tàu này sẽ được ra mắt vào tháng 8/2020.

Thứ hai, 29/08/2016 - 02:56

Cuộc rượt đuổi làm "náo loạn" đại dương giữa cá mập đầu búa và cá đuối
Cuộc rượt đuổi làm "náo loạn" đại dương giữa cá mập đầu búa và cá đuối

(Dân trí) - Con cá mập đầu búa đã xác định được vị trí ẩn núp của con cá đuối ở dưới đáy đại dương. Bị hoảng loạn, con cá đuối cố vùng vẫy để lấy lại tự do – nhưng liệu hành động đó có quá trễ?

Thứ hai, 29/08/2016 - 02:36

Lần đầu tiên công bố Sách vàng Sáng tạo Việt Nam
Lần đầu tiên công bố Sách vàng Sáng tạo Việt Nam

(Dân trí) - Sáng 29/8, tại Hà Nội, Ban Thường trực Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam phối hợp với Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam, Bộ KH&CN và các bộ, ngành liên quan tổ chức lễ công bố và phát hành Sách vàng Sáng tạo Việt Nam năm 2016.

Thứ hai, 29/08/2016 - 12:20

Thiết bị cải thiện giấc ngủ làm giảm nguy cơ rối loạn căng thẳng
Thiết bị cải thiện giấc ngủ làm giảm nguy cơ rối loạn căng thẳng

(Dân trí) - Giấc ngủ bị xáo trộn là kết quả tiêu cực từ rối loạn căng thẳng sau chấn thương tâm lý (PTSD). Một thiết bị đeo trên người được phát triển bởi công ty nghiên cứu cơ bản Arizona Brain State Technologies có thể giúp cải thiện giấc ngủ và làm giảm nguy cơ phát triển rối loạn căng thẳng sau chấn thương tâm lý (PTSD).

Thứ hai, 29/08/2016 - 10:48

Bản đồ mới về “dấu chân”con người hủy hoại đa dạng sinh học
Bản đồ mới về “dấu chân”con người hủy hoại đa dạng sinh học

(Dân trí) - Một nhà khoa học của Đại học James Cook cho biết một bản đồ mới về các “dấu chân sinh thái” của loài người cho thấy 97 % các khu vực vốn đa dạng giống loài trên trái đắt đã thay đổi một cách nghiêm trọng.

Thứ hai, 29/08/2016 - 08:15

Nghiên cứu mới sử dụng huyết thanh người để phát hiện các cơn đau tim
Nghiên cứu mới sử dụng huyết thanh người để phát hiện các cơn đau tim

(Dân trí) - Một nhóm nghiên cứu đã phát triển một cảm biến mới để phát hiện sớm bệnh tim ở người. Bệnh tim là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu cho cả nam giới và phụ nữ. Do đó, việc chẩn đoán nhanh chóng và chính xác các cơn đau tim là rất cấp thiết.

Thứ hai, 29/08/2016 - 07:46

HUTECH nhận bàn giao Trạm quan trắc nước thải Mobilab 3 từ AKIZ (CHLB Đức)
HUTECH nhận bàn giao Trạm quan trắc nước thải Mobilab 3 từ AKIZ (CHLB Đức)

Sáng 26/8/2016, Đại học Công nghệ TP.HCM - HUTECH đã tổ chức Lễ nhận bàn giao Trạm quan trắc nước thải di động Mobilab 3 của Dự án nghiên cứu Việt - Đức (AKIZ). Đây là một sản phẩm nghiên cứu quan trọng trong khuôn khổ Dự án nghiên cứu Việt - Đức (AKIZ) về giải pháp quản lý nước thải tổng hợp cho các khu công nghiệp giai đoạn 2 được Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam hợp tác với Bộ Nghiên cứu và Giáo dục (CHLB Đức) thực hiện.

Thứ hai, 29/08/2016 - 07:40

Các nhà sinh học sắp tái cơ cấu được mã di truyền của sự sống
Các nhà sinh học sắp tái cơ cấu được mã di truyền của sự sống

(Dân trí) - Các nhà khoa học đã thiết kế được – mặc dù chưa ghép nối hoàn chỉnh – một chương trình mã hóa gen của Escherichia coli mà có thể sử dụng một chương trình mã hóa protein khác từ một trong các gen mà tất cả các cơ thể sống đều có.

Thứ hai, 29/08/2016 - 07:31

Diễn đàn Khoa học Công nghệ truyền cảm hứng khởi nghiệp cho sinh viên
Diễn đàn Khoa học Công nghệ truyền cảm hứng khởi nghiệp cho sinh viên

(Dân trí) - Ngày 28/8, tại Đà Nẵng, diễn ra Diễn đàn Khoa học Công nghệ lần thứ 2 kết hợp dự án sáng tạo - khởi nghiệp.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 03:49

Kinh ngạc về khả năng thông minh của loài quạ
Kinh ngạc về khả năng thông minh của loài quạ

(Dân trí) - Chú quạ này đã trải qua một loạt các bài tập khác nhau chứng minh khả năng nhận biết về kích thước, cân nặng, mật độ, thành phần và thậm chí là mức độ nỗ lực mà nó nên cố gắng để chiến thắng.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 01:05

Màn ảo thuật kỳ diệu chỉ với hai chiếc cốc và một cây nến
Màn ảo thuật kỳ diệu chỉ với hai chiếc cốc và một cây nến

(Dân trí) - Với hai chiếc cốc và một cây nến chúng ta đã có thể làm nên một điều kỳ diệu. Chỉ cần cho một cây nến vào bên trong chiếc cốc rồi đốt cháy, sau đó phủ một miếng khăn ướt lên mặt cốc rồi úp chiếc cốc còn lại lên trên. Ngay sau khi cây nến tắt hai chiếc cốc dính chặt vào nhau.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 10:11