Đề thi thử ĐGTD ĐHBK HN năm 2025 - Mã đề 05

Vật liệu nano và ứng dụng vật liệu nano trong y học

[0] Vật liệu nano (nano materials) là một trong những lĩnh vực nghiên cứu đỉnh cao sôi động nhất trong thời gian gần đây. Điều đó được thể hiện bằng số các công trình khoa học, số các bằng phát minh sáng chế, số các công ty có liên quan đến khoa học, công nghệ nano gia tăng theo cấp số mũ.

[1] Vật liệu nano là một loại vật liệu có cấu trúc các hạt, các sợi, ống, hay các tấm mỏng,.. Có kích thước rất nhỏ khoảng từ 1 – 100 nanomet theo ít nhất một chiều (1 nanomét = 1 phần tỷ mét, tức là mảnh hơn sợi tóc người từ 50.000 - 100.000 lần). Vật liệu nano là một thuật ngữ rất phổ biến, tuy vậy không phải ai cũng có một khái niệm rõ ràng về thuật ngữ đó. Để hiểu rõ khái niệm vật liệu nano, chúng ta cần biết hai khái niệm có liên quan là khoa học nano (nanoscience) và công nghệ nano (nanotechnology).

[2] Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng và sự can thiệp (manipulation) vào vật liệu ở các mức độ nguyên tử, phân tử và đại phân tử. Tại các mức độ đó, tính chất của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các mức độ lớn hơn. Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị, và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng và kích thước trên quy mô nano mét.

[3] Vật liệu nano là đối tượng của hai lĩnh vực là khoa học nano và công nghệ nano, nó liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Kích thước của vật liệu nano thuộc một khoảng khá rộng, từ vài nm đến vài trăm nm. Tính chất thú vị của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước rất nhỏ bé của chúng, có thể so sánh với các kích thước tới hạn của đặc tính hóa lí của vật liệu. Vật liệu nano nằm giữa tính chất lượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật liệu. Đối với vật liệu khối, độ dài tới hạn của các tính chất rất nhỏ so với độ lớn của vật liệu, nhưng đối với vật liệu nano thì điều đó không đúng nên các tính chất lạ bắt đầu từ nguyên nhân này. [4] Ví dụ: Vật liệu sắt từ được hình thành từ những đô men (domain) từ, trong lòng một đô men các nguyên tử có từ tính sắp xếp song song với nhau nhưng lại không nhất thiết phải song song với mô men từ của nguyên tử ở một đô men khác. Giữa hai đô men có một vùng chuyển tiếp được gọi là vách đô men. Độ dày của vách đô men phụ thuộc vào bản chất của vật liệu mà có thể dày từ 10-100 nm. Nếu vật liệu tạo thành từ các hạt chỉ có kích thước bằng độ dày vách đô men thì sẽ có các tính chất khác hẳn với tính chất của vật liệu khối vì ảnh hưởng của các nguyên tử ở đô men này tác động lên nguyên tử ở đô men khác.

[5] Có thể nói y dược là thị trường lớn nhất tiêu thụ vật liệu nano. Vật liệu nano được ứng dụng nhiều trong sinh học vì kích thước của nó so sánh được với kích thước của tế bào (10- 100 nm), virus (20-450 nm), protein (5-50 nm), gen (2 nm rộng và 10-100 nm chiều dài). Với kích thước nhỏ bé, cộng với việc “ngụy trang” giống như các thực thể sinh học khác và có thể thâm nhập vào các tế bào hoặc virus. Vật liệu từ nano trong sinh học được sử dụng nhiều trong phân tách tế bào (magnetic cell separation), dẫn truyền thuốc (drug delivery), thân nhiệt cao cục bộ (hyperthermia), tăng độ sắc nét hình ảnh trong cộng hưởng từ hạt nhân (MRI contrast enhancement). Vật liệu nano dùng trong các trường hợp này là các hạt nano. [6] Sử dụng vật liệu nano dạng hạt để dẫn truyền thuốc (drug delivery) đến một vị trí nào đó trên cơ thể là một trong những ứng dụng của vật liệu nano, thuốc được liên kết với hạt nano có tính chất từ, bằng cách điều khiển từ trường để hạt nano cố định ở một vị trí trong một thời gian đủ dài để thuốc có thể khuyếch tán vào các cơ quan mong muốn.

[7] Trong sinh dược học, khi cần phải phân tách một loại tế bào đặc biệt nào đó ra khỏi các tế bào khác. Hạt từ nano có tính tương hợp sinh học (biocompatible) được sử dụng. Quá trình này gồm hai giai đoạn: dán nhãn cho tế bào (labelling) bằng các hạt nano từ; và phân tách các tế bào được dán nhãn bằng các dụng cụ phân tách. Các hạt nano từ được phủ bởi một loại hóa chất, thường được dùng là chất hoạt hóa bề mặt (surfactant) để làm tăng độ tương hợp sinh học và làm tăng khả năng ổn định trong dung dịch của hạt nano. Cơ chế dán nhãn tế bào theo cơ chế giống như ta phủ một lớp hóa chất miễn dịch đặc hiệu bên ngoài hạt nano thì chúng có thể bám vào các tế bào máu, các tế bào ung thư, vi khuẩn … Để phân tách các tế bào được đánh dấu, người ta dùng một dụng cụ tạo ra gradient từ trường bằng cách đặt một thanh nam châm chẳng hạn để hút các hạt nano từ đang liên kết với các tế bào và bằng cách đó, các tế bào được tách khỏi các tế bào khác không được đánh dấu.

(Nguồn: “http://iasvn.org)

Tương lai sẽ như thế nào với virut corona

[0] Trước tình hình như hiện nay, nhiều người đặt câu hỏi về tương lai của loại virut corona mới đã lây lan trên toàn thế giới. Liệu một chiến dịch tiêm chủng quốc tế, như chiến dịch chống bệnh đậu mùa trước đây sẽ ngăn chặn hoàn toàn virus hay không? Liệu vắc xin có hoạt động trên các biến thể mới không? Hay vi-rút sẽ tồn tại trong chúng ta một thời gian dài và chuyển thành một bệnh nhẹ, như cảm lạnh thông thường? Gần đây, một nhóm các chuyên gia quốc tế đã chia sẻ ý kiến, dự đoán và mối quan tâm của họ với giới báo chí.

[1] Bác sĩ T. Jacob John nghiên cứu về vi rút và là người lãnh đạo các nỗ lực của Ấn Độ nhằm chống lại các bệnh do vi rút gây ra, bại liệt và HIV / AIDS. Ông dự đoán rằng loại virus có tên SARS-CoV-2 sẽ trở thành một căn bệnh truyền nhiễm khác mà nhân loại phải học cách chung sống.

[2] Virut corona đang thay đổi một cách nhanh chóng. Các biến thể mới đang xuất hiện ở các quốc gia khác nhau và tiềm ẩn những rủi ro mới. Liệu vắc-xin có hoạt động trên các biến thể mới không? Các chuyên gia nói rằng virut càng lây lan nhiều thì càng có nhiều khả năng là một biến thể mới khó điều trị hoặc không thể xác định được. Một số loại vắc-xin được phát triển gần đây dường như kém hiệu quả hơn đối với các biến thể mới của vi rút. Ví dụ, công ty Novavax gần đây đã phát hiện ra rằng vắc-xin của họ không hoạt động tốt trong việc chống lại các phiên bản đột biến của vi-rút được tìm thấy ở Anh và Nam Phi. Ashley St. John là một người nghiên cứu về hệ thống miễn dịch tại Trường Y Duke-NUS ở Singapore cho biết: “các mũi tiêm sẽ cung cấp thêm một biện pháp bảo vệ, nên vắc xin vẫn có thể được sử dụng để làm chậm hoặc ngăn vi rút lây lan”. Hiện tại, các nhà khoa học đồng ý rằng việc tiêm chủng càng nhanh càng tốt cho nhiều người là rất quan trọng.

[3] Virut sẽ ở lại với chúng ta hay không? Vi rút sẽ tiếp tục ảnh hưởng đến con người trong bao lâu sẽ phụ thuộc chủ yếu vào sức mạnh của khả năng miễn dịch được cung cấp bởi vắc xin và các bệnh nhiễm trùng tự nhiên.Với câu hỏi "Có phải mọi người sẽ thường xuyên bị nhiễm trùng lặp lại không?". Jeffrey Shaman Nhà nghiên cứu của Đại học Columbia không có thông tin để trả lời câu hỏi đó. Giống như nhiều nhà nghiên cứu, ông cho biết cơ hội là rất nhỏ về việc vắc xin sẽ cung cấp khả năng miễn dịch suốt đời. Vì vậy, mọi người có thể phải học cách sống chung với COVID-19. Nhưng tình trạng đó sẽ phụ thuộc vào thời gian miễn dịch kéo dài và cũng như cách vi-rút phát triển. Trả lời cho câu hỏi về điều gì sẽ xảy ra tiếp theo, Jennie Lavine, một nhà nghiên cứu virus tại Đại học Emory, đồng tác giả của một nghiên cứu gần đây trên ấn phẩm Khoa học đã đưa ra một dự đoán khả quan: “Sau khi hầu hết mọi người đã tiếp xúc với vi-rút (qua tiêm chủng hoặc bị nhiễm vi-rút), vi-rút sẽ tiếp tục lưu hành, nhưng chủ yếu chỉ gây ra bệnh nhẹ, giống như cảm lạnh thông thường”. Đồng tác giả của nghiên cứu là Ottar Bjornstad. Ông nghiên cứu virus tại Đại học Bang Pennsylvania. Ông cho biết những người bị tái nhiễm với loại coronavirus mới thường có biểu hiện dạng bệnh yếu hơn. Dự đoán trong nghiên cứu của Lavin và Bjornsad dựa trên các nghiên cứu về cách các virut corona hoạt động theo thời gian. Các nhà nghiên cứu khẳng định SAR-CoV-2 sẽ tiếp tục phát triển, nhưng không nhanh chóng hoặc theo những cách khác nhau.

[4] Từ đại dịch cúm năm 1918 có thể giúp dự đoán cách thức COVID-19 sẽ hoạt động như thế nào?. Vào thời điểm đó, không có vắc xin nào có sẵn. Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ ước tính rằng một phần ba dân số thế giới đã bị nhiễm bệnh. Tuy nhiên, sau khi những người bị nhiễm chết hoặc đã phát triển khả năng miễn dịch, vi rút ngừng lây lan nhanh chóng. Sau đó, nó biến đổi thành một dạng ít nghiêm trọng hơn, mà các chuyên gia cho rằng vẫn tiếp tục lưu hành theo mùa.

[5] Bác sĩ Gagandeep Kang là một chuyên gia về bệnh truyền nhiễm tại Trường Cao đẳng Y tế Christian tại Vellore ở miền nam Ấn Độ. Kang nói rằng sự phát triển của virus đặt ra nhiều câu hỏi. Virus trở thành phiên bản mới ở giai đoạn nào? Các quốc gia sẽ cần phải tiêm chủng lại hay không? Hoặc có thể tiêm bổ sung? "Đây là những câu hỏi mà bạn sẽ phải giải quyết trong tương lai". Một số bệnh truyền nhiễm cao đã được kiểm soát bằng vắc-xin và cung cấp khả năng miễn dịch suốt đời - chẳng hạn như bệnh sởi. Sự lây lan của bệnh sởi giảm sau khi nhiều người đã được chủng ngừa. Tuy nhiên, không giống như bệnh sởi, trẻ em bị nhiễm COVID-19 không phải lúc nào cũng có dấu hiệu nhiễm trùng rõ ràng. Do dó, họ vẫn có thể lây nhiễm cho người khác. Điều đó có nghĩa là, các quốc gia không thể lơ là trong việc theo dõi diễn biến của loại vi-rút này.

(Nguồn: Associated Press; the Health & Lifestyle Report, VOA)

Sự phân hủy $H_2O_2$ theo phương trình hóa học: $2H_2O_2(aq)

⎯⎯→ 2H_2O(l) + O_2(g)$, được nghiên cứu và cho kết quả tại một nhiệt độ cụ thể như sau:

Một máy rada quân sự đặt trên mặt đất ở đảo Lý Sơn có tọa độ (15°29′B, x°Đ). Cho bán kính Trái Đất là 6400 km, tốc độ lan truyền sóng $v = \dfrac{2\pi}{9}c$ và 1 hải lí = 1852 m.

Máy bộ đàm là một thiết bị di động cầm tay và có radio hai chiều thu phát. Trong thời gian Chiến tranh thế giới thứ hai, Donald L. Hings, kỹ sư phát thanh Alfred J. Gross, và nhóm kỹ sư tại Motorola đã phát triển thiết bị này. Đầu tiên, thiết bị được sử dụng cho bộ binh, sau đó các thiết kế tương tự được tạo ra cho các đơn vị pháo binh dã chiến và xe tăng. Ngày nay, nó được sử dụng phổ biến trong tất cả các lĩnh vực của đời sống như: Các công ty dịch vụ bảo vệ. Công ty kinh doanh vận tải, Taxi. Các công trường xây dựng, nhà máy, cảng biển. Khu du lịch, công viên, nhà hàng, khách sạn, cao ốc. Lĩnh vực dầu khí, môi trường nguy hiểm, dễ cháy nổ. Lực lượng vũ trang, công an, quân đội. Nhà ga, cảng hàng không, máy bay và dịch vụ mặt đất,…

Ngày nay, mọi người ở thành thị, nông thôn, núi cao, biển xa đều có thể sử dụng điện thoại, nghe đài phát thanh, xem truyền hình một cách dễ dàng với đủ loại dịch vụ như điện thoại di động, truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp, internet không dây,...

Làm thế nào mà những âm thanh cuộc sống điện tử đã truyền các thông tin về lời ca tiếng hát của một ca sĩ, về hình ảnh và màu sắc của một cảnh thiên nhiên rì rào mát rượi đến nơi khác trên Trái Đất?

Để truyền được các thông tin như âm thanh, hình ảnh,… đến những nơi xa, người ta đều áp dụng một quy trình chuẩn là:

Biến các âm thanh (hoặc hình ảnh,…) muốn truyền tín thành các dao động điện, gọi là các dao động điện âm tần (hoặc tín hiệu âm tần).

Dùng sóng điện từ tần số cao (cao tần), gọi là sóng mang, để truyền các tín hiệu âm tần (hoặc thị tần) đi xa.

Dùng máy thu với anten thu để chọn và thu lấy sóng điện từ cao tần.

Tách tín hiệu ra khỏi sóng cao tần rồi dùng loa để nghe âm thanh đã truyền tới (hoặc dùng màn hình để xem hình ảnh)

Năm 1928, Karpterenco đã tiến hành lai cây cải bắp (loài Brassica có 2n = 18 NST) với cây cải củ (loài Raphanus có 2n = 18 NST) với hi vọng tạo ra được loài cây mới có rễ là cải củ còn phần trên cho cải bắp.

Đây là hai loài có họ hàng gần nên có thể giao phấn với nhau và cho ra con lai. Hầu hết con lai khác loài được tạo ra này đều bị bất thụ. Tuy nhiên, một số rất ít cây lai hữu thụ do ngẫu nhiên đột biến xảy ra làm tăng gấp đôi bộ NST của con lai (con lai chứa 18 NST của cải bắp, 18 NST của cải củ). Như vậy, loài mới đã được tạo ra.