Áo chống đạn trước đây thường được sản xuất với thành phần từ mô động vật. Do đó mà giá thành khá cao, chưa thể áp dụng một cách rộng rãi. Tuy nhiên, điều này sẽ sớm được khắc phục trong tương lai. Bởi lẽ mới đây, trường Kỹ thuật McKeylvey đã tìm ra được một giải pháp mới. Thay vì sử dụng mô động vật, chúng ta sẽ thay bằng các sợ tơ tổng hợp. Sợi cơ tổng hợp này có thành phần khá tương tự với mô động vật. Ưu điểm lớn nhất của nó là giá thành rẻ hơn rất nhiều. Chính vì vậy nên có thể sử dụng rộng rãi trong môi trường an ninh và quân đội. Để hiểu thêm về công nghệ sợi cơ mới nhất này, hãy cùng mypdrsite đọc bài viết sau đây.
Tìm hiểu về sợi cơ tổng hợp mới
Loại sợi cơ tổng hợp mới bền chắc hơn sợi Kevlar, có nhiều tiềm năng ứng dụng trong sản xuất đồ bảo hộ và lĩnh vực y sinh. Các nhà nghiên cứu ở Trường Kỹ thuật McKelvey tại Đại học Washington ở St. Louis phát triển phương pháp hóa học tổng hợp để polyme hóa protein bên trong vi khuẩn đã chỉnh sửa, cho phép vi khuẩn sản sinh loại protein cơ bắp cao phân tử, titin, có thể xe thành sợi. Họ công bố nghiên cứu hôm 30/8 trên tạp chí Nature Communications.
Theo Fuzhong Zhang, giáo sư Khoa năng lượng, môi trường và kỹ thuật hóa học. Thành phẩm có giá thành rẻ, chính vì vậy có thể mở rộng quy mô. Nó có nhiều ứng dụng mà trước đây chỉ có thể dùng sợi cơ tự nhiên. Hiện nay, những ứng dụng đó có thể trở thành hiện thực mà không cần dùng mô động vật.
Protein cơ nhân tạo mà phòng thí nghiệm của Zhang sản xuất là titin. Đây là một trong ba thành phần protein quan trọng của mô cơ. Kích thước phân tử lớn của titin đóng vai trò quan trọng đối với đặc tính cơ học của nó. Đây là protein lớn nhất được biết tới trong tự nhiên. Titin là protein dồi dào thứ ba trong cơ bắp. Một người trưởng thành chứa khoảng 0,5 kg titin. Đặc biệt, nó chức năng như một phân tử lò xo chịu trách nhiệm về tính đàn hồi thụ động của cơ bắp. Theo Cameron Sargent, nghiên cứu sinh tiến sĩ ở Khoa Sinh học và Y sinh, đồng tác giả nghiên cứu.
Ứng dụng của sợi cơ vào sản xuất áo chống đạn
Trong suốt thời gian dài, giới nghiên cứu tìm cách thiết kế vật liệu với đặc điểm tương tự cơ bắp với nhiều ứng dụng đa dạng như robot mềm. Nhằm khắc phục một số vấn đề ngăn vi khuẩn sản sinh protein lớn, nhóm nghiên cứu chỉnh sửa vi khuẩn để ghép những đoạn protein nhỏ thành polymer cao phân tử nặng cỡ 2 MDa (megadalton, dalton là đơn vị khối lượng nguyên tử, bằng một phần mười hai khối lượng của nguyên tử carbon 12), gấp khoảng 50 lần kích cỡ một protein vi khuẩn trung bình. Sau đó, họ sử dụng quá trình kéo sợi ướt để biến đổi protein thành sợi có đường kính khoảng 10 micron, hay 1/10 độ dày sợi tóc người.
Cộng tác với Young Shin Jun, giáo sư ở Khoa Năng lượng, Môi trường & Kỹ thuật hóa học và Sinan Keten, giáo sư ở Khoa Kỹ thuật cơ học tại Đại học Northwestern, nhóm nghiên cứu phân tích cấu trúc sợi để xác định cơ chế phân tử tạo ra sự kết hợp độc đáo giữa độ bền, chắc và khả năng giảm chấn để phân tán năng lượng cơ học dưới dạng nhiệt. Loại sợi mới thậm chí còn bền hơn Kevlar, vật liệu sử dụng phổ biến cho áo chống đạn.
Ngoài sử dụng làm quần áo bảo hộ hoặc áo chống đạn, Sargent cho biết vật liệu này cũng có nhiều ứng dụng y sinh tiềm năng. Do gần giống hệt protein trong mô cơ, vật liệu nhân tạo mới có sự tương tích sinh học, do đó có thể là lựa chọn tuyệt vời để khâu phẫu thuật và chỉnh sửa mô.
