Nếu phải kể ra một sinh vật lì lợm, sống ngoan cường và mãnh liệt nhất trong thế giới tự nhiên, thì đó chỉ có thể là gấu nước.
Loài bọ 8 chân, dài vỏn vẹn nửa milimet này đã bị tạo hoá lưu đày tới những nơi khắc nghiệt nhất của Trái Đất, từ đỉnh của dãy Himalaya cho tới đáy rãnh đại dương Mariana, từ sa mạc nóng bức ở xích đạo cho đến sông băng lạnh giá ở Nam Cực.
Thế mà chúng vẫn lì lợm sống, từ 530 triệu năm trước cho đến tận bây giờ.
Không những vậy, gấu nước còn được dự đoán sẽ trở thành sinh vật cuối cùng tồn tại trên Trái Đất, khi tất cả các loài vật khác, bao gồm cả con người đã tuyệt chủng.
Đó là bởi chúng có thể chịu đựng được vô số điều kiện sống siêu khắc nghiệt mà không một sinh vật nào có thể chịu đựng được.
Cụ thể, gấu nước có thể tồn tại trong dải nhiệt từ -272 cho tới 357 độ C, dải áp suất từ chân không cho đến 1.200 atm và không ăn không uống trong suốt 30 năm mà vẫn sống.
Trong nỗ lực đi tìm điểm tới hạn của gấu nước, các nhà khoa học đã thử ném chúng ra chân không vũ trụ trong 12 ngày, và kì diệu thay chúng vẫn không chết. Khi họ cố thử phơi nhiễm chúng dưới mức phóng xạ 5.700 Gray, gấu nước vẫn chẳng xi nhê. Trong so sánh, mức phóng xạ 10-20 Gray đã đủ để giết chết con người.
Các nhà khoa học đã thử ném gấu nước ra chân không vũ trụ và xuống Mặt Trăng, nhưng chúng vẫn không chết.
Gấu nước cũng từng bị thả rơi xuống Mặt Trăng, để hứng chịu một cú va chạm ở vận tốc 3240 km/h. Chúng cũng từng bị gắn lên đầu đạn và bắn đi với vận tốc 825m/s. Trong cả hai trường hợp, gấu nước vẫn sống.
Mọi thử nghiệm lên đến đỉnh điểm vào năm 2022, khi các nhà khoa học còn đưa gấu nước vào trạng thái lượng tử. Đến con mèo của Schrodinger còn nửa sống nửa chết ở trạng thái này, nhưng gấu nước thì phần nhiều vẫn sống sót.
Thật không hổ danh là loài sinh vật lì lợm nhất hành tinh.
Những con gấu nước bất tử, không sợ trời, không sợ đất đã làm nản lòng bất kỳ nhà khoa học muốn tìm cách giết chết chúng. Nhưng bây giờ, một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã nảy ra một ý tưởng mới: Họ đè gấu nước ra xăm mình
Sức sống mãnh liệt của gấu nước từng truyền cảm hứng cho rất nhiều người đam mê tattoo. Bây giờ, nó tiếp tục truyền cảm hứng cho các nhà khoa học.
Ý tưởng này được khởi xướng bởi Ding Zhao và Min Qiu, hai kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Micro/Nano của tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc. Trong đó, bộ đôi muốn thử nghiệm kỹ thuật vi chế tạo tương thích sinh học trên các sinh vật siêu nhỏ.
Vi chế tạo là kỹ thuật chế tác vật liệu ở kích thước siêu nhỏ, từ micro xuống đến nano, nghĩa là 1 phần triệu cho đến 1 phần tỷ của 1 mét.
Các kỹ thuật này đã đóng góp vào cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba và thứ tư của loài người, với việc giúp chúng ta tạo ra các con chip, bộ vi xử lý bán dẫn, các tấm pin năng lượng mặt trời và vô số cảm biến điện tử.
Bây giờ, các nhà khoa học đang cố gắng đưa vi chế tạo lên một tầm cao mới, sử dụng công nghệ này trong lĩnh vực sinh học, để thúc đẩy các tiến bộ y sinh khi vi chế tạo có thể được thực hiện trên mô tế bào sống, thậm chí là DNA của sinh vật.
Vi chế tạo là kỹ thuật chế tác vật liệu ở kích thước siêu nhỏ, từ micro xuống đến nano, nghĩa là 1 phần triệu cho đến 1 phần tỷ của 1 mét.
Một thách thức lớn của vi chế tạo sinh học là làm thế nào chúng ta có thể chế tác các vật liệu sống mà chúng vẫn còn sống.
Khi chế tạo chip điện tử, các kỹ sư không ngần ngại việc nhúng các vật liệu bán dẫn vào axit và bazo siêu đậm đặc, nung chúng đến nhiệt độ tan chảy, đưa chúng vào lò plasma hoặc chiếu tia laser để quang khắc.
Mọi thao tác này đều mang tính phá hủy. Nhưng với sinh vật sống, đặc biệt là vi sinh vật, sử dụng các phương pháp vi chế tạo phá hủy sẽ có thể làm chết sinh vật. Khi đó, điều mà chúng ta làm sẽ trở nên vô nghĩa.
Vì vậy, để thử nghiệm một phương pháp vi chế tạo không làm chết sinh vật đầu tiên, các nhà khoa học Trung Quốc đã lựa chọn loài sinh vật lì lợm nhất, khó chết nhất để tham gia vào thí nghiệm.
Không ai khác, đó chính là gấu nước.
Gấu nước được chọn để thử nghiệm vi chế tạo vì chúng… khó chết.
Trong thí nghiệm này, Zhao và Qiu đã từ từ sấy khô một con gấu nước, để đưa chúng vào “trạng thái ẩn sinh”. Trong trường hợp bạn lo lắng chúng sẽ biến thành mực một nắng, thì đừng sợ, gấu nước có thể mất tới 97% nước trong cơ thể mà vẫn sống. Chúng chỉ tạm dừng các chức năng sinh học, rơi vào trạng thái nửa tỉnh nửa mê. Ngay khi được bù nước trở lại, gấu nước sẽ lập tức cựa quậy.
Mục tiêu của việc đưa gấu nước vào trạng thái ẩn sinh là để giảm tối đa thiệt hại có thể xảy ra với chúng trong quá trình vi chế tạo, bắt đầu bằng việc đưa chúng lên “bàn xăm mình”.
Chiếc bàn xăm thực chất là một tờ giấy carbon-composite được làm lạnh xuống -143 độ C. Con gấu nước nằm lên đó, trong khi các nhà khoa học phủ anisole, một hợp chất hữu cơ có mùi như hoa hồi nấu phở lên chúng.
Ngay khi anisole tiếp xúc với giấy lạnh, nó sẽ bị đóng thành một lớp băng phủ lên cơ thể để bảo vệ gấu nước. Quá trình xăm hình bây giờ mới diễn ra.
Tia electron được sử dụng để quang khắc gấu nước trên băng.
Thay vì sử dụng kim, Zhao và Qiu sẽ chiếu một chùm tia electron hội tụ vào vị trí mà họ muốn vẽ hình cho con gấu nước. Electron tiếp xúc với anisole sẽ kích hoạt một phản ứng tạo thành một hợp chất tương thích sinh học sẽ bám vào bề mặt của gấu nước ở nhiệt độ cao hơn.
Sau đó, điều cần làm chỉ là úp con gấu nước vào một chiếc chuông chân không, rút hết không khí ra rồi tăng dần nhiệt độ cho nó ấm lại nhiệt độ phòng.
Trong quá trình này, lớp băng anisole sẽ thăng hoa, chỉ để lại hợp chất tương thích sinh học mà nó sinh ra ở những vị trí anisole được chiếu tia electron.
Hình xăm lúc này sẽ lộ ra. Các nhà khoa học bù nước cho con gấu nước sống lại. Và kể từ giờ phút này, nó sẽ vĩnh viễn có mực trên người:
Con gấu nước và hình xăm đầu tiên của nó.
Công bố thí nghiệm đột phá trên tạp chí Nano Letters, Zhao và Qiu cho biết kỹ thuật vi chế tạo sinh học của mình đã cho phép tạo ra nhiều mẫu hình xăm trên cơ thể gấu nước, với độ phân giải 72 nanomet. Họ đã tạo ra các mẫu hình vuông, hình chấm, đường thẳng, thậm chí một logo của Trường Đại học Tây Hồ ở Hàng Châu, Trung Quốc.
Những con gấu nước tất nhiên vẫn còn sống sau toàn bộ quy trình. Chúng cũng thể hiện hành vi hoàn toàn bình thường, cho thấy việc xăm mình không ảnh hưởng đến sức khỏe của gấu nước.
Đó thực sự là một điều đáng kinh ngạc, hãy tưởng tượng bạn vào tiệm tattoo, bị bắt nằm vào lò nướng để sấy khô, rồi bị đặt lên một chiếc giường – 143 độ C.
Thợ xăm sẽ đổ nước lên người bạn, và khi ở trên chiếc giường đó, nước ngay lập tức đóng băng. Sau đó, họ sẽ xăm cho bạn, nhét bạn vào một buồng chân không, rồi mới bù nước và làm ấm cơ thể bạn trở lại.
Con người, chắc chắn không thể sống sót qua chuỗi quy trình khắc nghiệt này, nhưng gấu nước thì có thể.
Độ phân giải của những nét xăm trên mình gấu nước có thể xuống tới 70 nanomet.
Quan trọng hơn, nghiên cứu này không chỉ một lần nữa chứng minh sức sống mãnh liệt của gấu nước, mà nó còn chỉ ra các kỹ thuật vi chế tạo trên sinh vật sống là hoàn toàn khả thi.
Thành công đầu tiên này chắc chắn chưa khiến Zhao và Qiu thỏa mãn và chưa dừng lại. Bộ đôi cho biết mục tiêu tiếp theo mà họ muốn đạt được là có thể khắc được một thứ gì đó có công dụng lên cơ thể gấu nước, thay vì chỉ là một hình xăm đơn thuần. Kế đó, họ sẽ tiến tới thu nhỏ mũi kim electron, để có thể khắc được thứ gì đó lên thân của vi khuẩn.
Cuối cùng, kỹ thuật này có thể được dùng để in các thiết bị điện tử hoặc cảm biến vi mô lên mô sống hoặc các sinh vật sống. Hãy tưởng tượng một ngày bạn có thể in một cảm biến nhiệt độ ngay trên bàn tay của mình, khắc một vi mạch theo dõi đường huyết dưới da hoặc thậm chí tạo ra một con chip ngay trên bề mặt của não bộ.
Có thể thấy chế tác mẫu vật chất sống là một thách thức không hề nhỏ về mặt khoa học kỹ thuật. Nhưng với việc các nhà khoa học đã vượt được qua thách thức đó, đây sẽ là điểm khởi đầu cho một thế hệ thiết bị dựa trên vật liệu sinh học, mà trước đây chỉ xuất hiện trong khoa học viễn tưởng.
Ding Zhao và Min Qiu cùng những “thợ xăm” trong “tiệm tattoo” đầu tiên cho gấu nước tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Micro/Nano của tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc
Nguồn tin: https://genk.vn/gau-nuoc-sinh-vat-li-lom-nhat-hanh-tinh-khong-so-troi-khong-so-dat-vua-bi-cac-nha-khoa-hoc-de-ra-xam-minh-20250425112511615.chn