by 1) Cây ăn thịt.
Gần đây trên báo chí có tin hơi giật gân là “cây ăn thịt tái xuất ở Việt Nam sau 100 năm”. Thông tin này dựa trên kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học ở Viện Sinh học nhiệt đới là vừa tìm thấy cây ăn thịt Nepenthes thorelii còn gọi là cây nắp ấm Thorel ỏ vườn quốc gia Lò Gò - Xa Mát tỉnh Tây Ninh. Nhiều nhà khoa học khác có ý kiến hai chữ “tái xuất” là không đúng vì một số nơi khác ở Việt Nam gần đây vẫn thấy có nhiều cây nắp ấm tức là cây ăn thịt xuất hiện.
Điểm qua những tin tức trên để thấy rằng cây ăn thịt mà ta gọi là cây nắp ấm có nhiều ở Việt Nam. Đó là một loại cây mà các nhà phỏng sinh học trên thế giới gần đây rất chú ý vì bắt chước hoa của loài cây này, người ta đã chế tạo được vật liệu siêu trơn (super slippery material) có nhiều ứng dụng trong khoa học công nghệ.
Bên trong thành bình có những tuyến hình như cái lồng chuyên tiết ra chất dịch khiến thành bình rất trơn và phía trên gần miệng ấm lại có các tuyến tiết ra chất dịch thơm để hấp dẫn sâu bọ. Quan sát thật kỹ thành bình thì thấy có nhiều sợi nhỏ kết lại thành chất xốp thấm sâu và giữ lâu chất dịch làm trơn, nhờ đó thành bình bên trong không cho bất cứ vật gì to cũng như nhỏ bám dính vào, đó là bề mặt siêu trơn.
Các loại côn trùng như ruồi, bọ, kiến ong, thậm chí cả con chim một khi đã đến miệng bình thì bị trơn tuột rơi xuống đáy. Ở phía dưới gần đáy có dung dịch cũng do các tuyến đặc biệt tiết ra làm tiêu hóa. Các con vật nhỏ rơi xuống đấy dần dần biến thành chất để nuôi cây.
Ở Việt Nam căn cứ vào hình dạng của bông hoa, người ta gọi là cây nắp ấm còn các nước khác người ta gọi bằng nhiều tên nhưng đều có nghĩa là cây ăn thịt: pitcher plant, carnivorous plant, flesh eating plant.
2. Bắt chước cây ăn thịt làm vật liệu siêu trơn
Vật lý cũng như các nhà công nghệ rất chú ý đến những đặc điểm làm cho thành bình ở hoa của cây ăn thịt rất trơn.
Quan sát kỹ bằng kính hiển vi thì thấy vòng quanh miệng hoa có cấu tạo là các tế bào sợi đan kết với nhau theo chiều dài, có nhiều bậc và nhiều đường rãnh lõm xuống, kích thước chỉ vào cỡ micromet. Các rãnh lõm giữ cho chất dịch bôi trơn thấm sâu vào còn bờ trên của các rãnh lại giữ cho chất dịch cố định, không làm ướt dính bên ngoài.
Từ đó đã làm được vật liệu siêu trơn như sau:
- Chế tạo chất rắn xốp có cấu tạo là các sợi rắn cỡ micromet xếp lại thành từng chồng.
- Chế tạo chất bôi trơn là dung dịch không dễ bay hơi nhưng dễ thấm sâu vào các kẽ nhỏ, lỗ nhỏ cỡ micromet. Thành phần hóa học của chất bôi trơn này được tham khảo từ dung dịch mà các tuyến dịch hình túi ở hoa cây ăn thịt tiết ra.
- Cho chất bôi trơn thấm sâu vào chất rắn xốp, có được vật liệu siêu trơn. Nhà khoa học chế tạo được vật liệu siêu trơn này là Tak-sing Wong ở Đại học Havard (Mỹ) và gọi tên vật liệu này là SLIPS, ghép các chữ cái đầu của Slippery Liquid
- Infused Porous Surface nghĩa là bề mặt xốp thấm chất lỏng làm trơn.
Vật liệu này không cho bất kỳ chất lỏng chất rắn nào bám dính vào nên còn có tên là vật liệu “Omniphobic” nghĩa là ghét tất cả mọi thứ, trong lúc vật liệu như là lá sen ghét nước thì gọi là hydrophobic.
Hình 2
3. Ứng dụng của vật liệu siêu trơn SLIPS
Vật liệu siêu trơn SLIPS có tính chất là không cho chất gì khác bám dính vào luôn trơn tuột, ở bất cứ điều kiện nào: áp suất lớn, độ ẩm cao, không chứa nước hay chất béo như dầu mỡ v.v nên được dùng để phủ lên bề mặt vật liệu nhằm vào nhiều ứng dụng. Sau đây là một số thí dụ.
a. Phủ một lớp SLIPS lên tấm kính làm xét nghiệm. Trên tấm kính các bác sĩ có thể nhỏ vào đấy máu, một số dung dịch thử v.v tất cả đều kết thành một giọt tròn (hình cầu), hoàn toàn không bị dính vào tấm kính. Lượng chất dùng vào xét nghiệm giảm đi rõ rệt và pha trộn đều hơn.
b. Phủ SLIPS bên trong các đường ống dẫn. Các ống dẫn, đặc biệt là ống dẫn nhỏ khi dùng để cho một chất lỏng nào đấy chảy qua, do ma sát với thành Ống nên lưu lượng hạn chế. Nếu bên trong Ống có phủ chất siêu trơn SLIPS, lưu lượng qua Ống có thể hàng chục, thậm chí hàng trăm lần cao hơn. Điều này có thể ứng dụng cho các ống nhỏ như ống dẫn máu trong y học hoặc cho cả các ống to như ống dẫn dầu, dẫn hóa chất v.v
c. Đặc biệt là Ống dẫn nước ở những nơi lạnh, có băng tuyết. Nhiều trường hợp ở các nước lạnh mùa đông ống nước ngoài trời bị vỡ vì nước lạnh bên trong ống hóa đá, nở ra. Khi ống nước có phủ chất siêu trơn ở bên trong, khi trời lạnh bên trong sát thành ống không có chất nào lạ bám vào, không tạo mầm cho nước đá kết tinh, nên tuy bên ngoài lạnh, bên trong vẫn chỉ có nước chảy, không đông thành nước đá nên ống không bị vỡ.
Với cách chống bám dính kiểu như ở hoa của cây ăn thịt có thể tạo ra những bề mặt không những chỉ ghét nước mà còn ghét mọi chất lỏng khác như dầu mỡ v.v Do đó SLIPS có khả năng mở rộng để làm chảo chống dính, sơn tường không quét sơn bôi bẩn được v.v Khả năng ứng dụng của vật liệu siêu trơn còn đang được nghiên cứu để phát triển.
Tác giả: Nguyễn Xuân Chánh
0 comments: