Xăm hình hứa hẹn sẽ hữu ích trong công nghệ robot sinh học

Loài Tardigrades, hay còn gọi là gấu nước, là những sinh vật siêu nhỏ có khả năng tồn tại trong môi trường cực đoan như đói khát, nhiệt độ lạnh, bức xạ, áp suất và cả trong chân không không gian. Chúng có thể sống sót qua nhiều thử thách mà hầu hết các sinh vật khác không thể chịu đựng được, điều này đã khiến các nhà khoa học chú ý và tìm cách học hỏi từ khả năng đặc biệt của chúng.

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Trung Quốc gần đây đã xăm hình lên Tardigrades như một phần trong nghiên cứu phát triển robot sinh học sống. Phương pháp này, được chi tiết trong một bài nghiên cứu đăng trên tạp chí Nano Letters vào cuối tháng 3 vừa qua, có thể mở ra những ứng dụng quan trọng trong việc phát triển các vi sinh robot, hay còn gọi là microbial cyborgs.

Để thực hiện thí nghiệm, các nhà khoa học đã làm khô Tardigrades, khiến chúng rơi vào trạng thái cryptobiotic (tạm chết), sau đó làm lạnh chúng ở nhiệt độ cực thấp dưới -226 độ F (-143 độ C) và phủ lên chúng một lớp anisole, một hợp chất hữu cơ có mùi anise. Bằng cách sử dụng tia điện tử tập trung, các nhà khoa học đã vẽ các hình vẽ vi mô như hình vuông, đường kẻ, chấm và thậm chí là logo của một trường đại học trên cơ thể Tardigrades. Tia điện tử này tác động lên lớp anisole, tạo thành một hợp chất mới và bám chặt vào cơ thể loài động vật này.

Sau đó, họ làm ấm các Tardigrades trở lại nhiệt độ phòng dưới điều kiện chân không, và lớp anisole chưa phản ứng với tia điện tử sẽ chuyển thành khí, để lại hình xăm do hợp chất mới tạo thành. Cuối cùng, Tardigrades được tái hydrat hóa và sống sót.

Điều đáng mừng là hình xăm không ảnh hưởng đến sức khỏe của Tardigrades sau khi chúng được hồi phục, mặc dù chỉ có khoảng 40% Tardigrades sống sót qua thí nghiệm này. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tin rằng tỷ lệ sống sót có thể cải thiện với việc hoàn thiện kỹ thuật hơn nữa.

Các nhà khoa học tin rằng kỹ thuật này có thể mở ra khả năng in vi mạch hoặc cảm biến lên mô sống, đặc biệt là trong các ứng dụng như bảo quản sinh học, y học sinh học và khám phá vũ trụ. Các robot sinh học vi mô có thể thực hiện các nhiệm vụ bên trong cơ thể, như vận chuyển thuốc, giám sát và điều trị các bệnh tật.

Ông Ding Zhao, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Chúng tôi không chỉ tạo ra những hình xăm vi mô trên Tardigrades mà còn có thể áp dụng công nghệ này lên các sinh vật sống khác, bao gồm cả vi khuẩn."

Chuyên gia Gavin King của Đại học Missouri, người sáng tạo ra kỹ thuật ice lithography được sử dụng trong nghiên cứu này, cũng nhận định: "Đây là một bước đột phá, mở ra thế hệ mới của các thiết bị sinh học và cảm biến vật lý sinh học mà trước đây chỉ có trong khoa học viễn tưởng."