Blog TSK

Gấu trúc khổng lồ vẫn đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng cao

Một nghiên cứu mới cho thấy những con gấu trúc trong tự nhiên bị chia cắt và cô lập hơn so với 30 năm trước và nhiều loài tiếp tục đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng cao mặc dù số lượng tổng thể của chúng đã tăng lên gần đây, một nghiên cứu mới cho thấy.

Nghiên cứu cho thấy, thay đổi khí hậu, mất môi trường sống và giảm khả năng sinh sản – một rủi ro cố hữu đối với các quần thể nhỏ, vùng sâu, vùng xa, nơi có ít bạn tình tiềm năng – có thể gây ra nguy cơ tuyệt chủng cho những loài động vật này.

Các nhà khoa học cần tìm cách khôi phục sự kết nối hoặc đưa các động vật giống mới vào các quần thể này, các tác giả của nghiên cứu cho biết.

Stuart Pimm, giáo sư sinh thái học bảo tồn tại Trường Môi trường Nicholas của Đại học Duke, người đã giúp thiết kế nghiên cứu mới cho biết: “Các mô hình của chúng tôi cho thấy rằng các quần thể có ít hơn 30 cá thể, trong trường hợp tốt nhất, có 1/5 nguy cơ tuyệt chủng trung bình trong 100 năm. Một số có thể không may mắn như vậy”.

Triển vọng dài hạn sáng sủa hơn cho gấu trúc khổng lồ?

Các mô hình dự đoán: Khi biến đổi khí hậu gia tăng trong những năm tới, gấu trúc khổng lồ sẽ bị đẩy cao hơn và sâu hơn vào các ngọn núi của Trung Quốc để tìm kiếm nguồn thực phẩm chủ yếu trong chế độ ăn uống của chúng là tre, và quần thể của chúng thậm chí sẽ trở nên phân tán và dễ bị tuyệt chủng hơn.

Tính dễ bị tổn thương này sẽ tăng lên do tre chết hàng loạt trên phần lớn các phạm vi của gấu trúc khổng lồ — một sự kiện theo chu kỳ, theo lịch sử, xảy ra cứ sau 65 đến 120 năm.

Những tai nạn về nhân khẩu học, chẳng hạn như cái chết sớm của những con cái trong độ tuổi sinh sản hoặc sự mất cân bằng về số lượng con đực và con cái được sinh ra trong một khoảng thời gian dài, cũng có thể làm tăng tốc độ chết của một nhóm dân số bị cô lập. Vì vậy giao phối cận huyết có thể làm giảm thể lực.

Để đánh giá tác động tổng hợp của những yếu tố này đối với động vật trong mỗi quần thể gấu trúc khổng lồ trong số 33 quần thể gấu trúc khổng lồ được xác định trong Cuộc điều tra về gấu trúc lần thứ tư vào năm 2015, các nhà khoa học đã lập mô hình số phận của mỗi con vật từ khi sinh ra đến khi chết theo hàng chục kịch bản khác nhau.

Pimm nói: “Thực hiện các mô hình dựa trên cá nhân khá tốn thời gian và công sức nhưng cung cấp nhiều dữ liệu thô về số phận có thể xảy ra của những quần thể này, ở mức độ chi tiết mà không thể thực hiện được bằng cách lập mô hình ở quy mô rộng hơn.

Nghiên cứu được đưa ra vào thời điểm mà triển vọng dài hạn của gấu trúc khổng lồ dường như đang trở nên tươi sáng. Việc bảo tồn của chính phủ Trung Quốc đã giúp quần thể hoang dã của loài này phục hồi trong những thập kỷ gần đây ước tính khoảng 17%, với khoảng 1.850 cá thể động vật. Để ghi nhận những thành tựu này, Sách đỏ của IUCN đã nâng cấp tình trạng của gấu trúc từ “nguy cấp” lên “dễ bị tuyệt chủng” cách đây 5 năm và đầu tháng này, chính phủ Trung Quốc đã làm theo.

Hành lang được bảo vệ có thể giúp

Pimm cho biết việc tạo ra Vườn quốc gia gấu trúc khổng lồ mới mà Trung Quốc đang phát triển sẽ thúc đẩy hơn nữa khả năng sống sót của một số loài gấu trúc. Khi hoàn thành, công viên sẽ kết nối 67 khu bảo tồn gấu trúc khổng lồ hiện có ở các tỉnh Tứ Xuyên, Cam Túc, Thiểm Tây và giúp các loài động vật ở đó lai tạo dễ dàng hơn.

Động vật bên ngoài công viên sẽ không may mắn như vậy.

Pimm dự đoán: “Sẽ còn nhiều gấu trúc cô đơn không tìm được người hẹn hò. Ước tính có khoảng 59 con gấu trúc, tức khoảng 3% tổng dân số, sống trong 14 quần thể bị cô lập về mặt địa lý bên ngoài ranh giới tương lai của công viên.

“Ngoài ra còn có 4 quần thể với 41 cá thể bên trong vườn quốc gia được cách ly với các quần thể khác bằng đường giao thông và các rào cản tự nhiên. Đây là những quần thể mà mô hình của chúng tôi cho thấy là dễ bị tuyệt chủng nhất nếu không được can thiệp kịp thời ”.

Mặc dù số lượng những trường hợp ngoại lệ không may mắn này có vẻ ít, nhưng với tổng số loài vẫn còn ở mức 2.000, Pimm nói: “bất kỳ tổn thất nào đều là tổn thất đáng lo ngại”.

Để ngăn chặn sự suy giảm, các hành lang đất được bảo vệ nên được tạo ra — hoặc khôi phục, trong một số trường hợp — để kết nối các quần thể biệt lập với nhau và công viên mới, các tác giả của nghiên cứu lập luận.

Nếu không, nên đưa đàn giống mới vào. Một cách khả thi để làm điều này là huấn luyện những con gấu trúc đã được lai tạo và nuôi nhốt để kiếm thức ăn cho tre của chúng và sau đó thả chúng vào tự nhiên gần các quần thể biệt lập.

“Đây không phải là điều dễ dàng nhất trên thế giới. Một số sẽ chết đói, và không ai muốn điều đó, ”Pimm nói. “Nhưng chúng ta phải bắt đầu cố gắng giải cứu những quần thể bị cô lập này trong khi vẫn còn thời gian.”

Nghiên cứu xuất hiện trên Nature Ecology & Evolution. Các đồng tác giả khác của nghiên cứu là từ Phòng thí nghiệm Trọng điểm Nhà nước về Sinh thái Đô thị và Khu vực tại Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Môi trường Sinh thái của Học viện Khoa học Trung Quốc ở Bắc Kinh.

Chương trình Nghiên cứu và Thám hiểm Cao nguyên Tây Tạng lần thứ hai, Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc và Chương trình Nghiên cứu Ưu tiên Chiến lược của Viện Khoa học Trung Quốc đã tài trợ cho công việc này.

Nguồn: Futurity

Sáng tạo có phương pháp sẽ giúp chúng ta vượt qua các lối mòn tư duy. Liệu có nơi nào giảng dạy bạn cách sáng tạo? Khoá học ngắn hạn “PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO và ĐỔI MỚI” được giảng dạy uy tín, chất lượng tại Trung tâm Sáng tạo Khoa học–kỹ thuật (TSK) thuộc trường Khoa Học Tự Nhiên sẽ lời đáp hữu ích cho bạn. Bạn có thể điền thông tin tại đây hoặc liên hệ số điện thoại: (028) 38 301 743; 089 668 36 31 để thực hiện đăng ký.

Móc treo tường bằng gỗ tự nhiên thủ công

Được làm thủ công và thân thiện với môi trường bằng gỗ tự nhiên tinh tế đầy phong cách, những chiếc móc treo tường trang trí độc đáo này quá tốt để được bao phủ trong lớp áo khoác.

Nguồn: home-designing.com

Phương pháp chính là biểu hiện của trí tuệ. Ai ai cũng có sẵn tiềm năng sử dụng trí tuệ của mình để vận hành công việc, cuộc sống. Những công cụ mạnh để hỗ trợ chúng ta đưa ra các giải pháp tối ưu cho các khó khăn đã được xây dựng từ rất lâu bởi nhà khoa học người Nga. Nếu bạn quan tâm đến việc cải thiện khả năng giải quyết vấn đề và ra quyết định một cách mới mẻ, nhanh chóng thì khóa học PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO và ĐỔI MỚI tại Trung tâm Sáng tạo Khoa học–kỹ thuật (TSK) thuộc trường Khoa Học Tự Nhiên là một lựa chọn phù hợp. Bạn có thể điền thông tin tại đây hoặc liên hệ số điện thoại: (028) 38 301 743; 089 668 36 31 để thực hiện đăng ký.

Dark Mode của điện thoại có thể không thực sự tiết kiệm nhiều pin

Theo một nghiên cứu mới, tính năng Dark Mode của điện thoại không tạo ra sự khác biệt lớn đối với thời lượng pin.

Khi các bản cập nhật hệ điều hành Android và Apple bắt đầu cho phép người dùng tùy chọn đặt điện thoại thông minh của họ ở Dark Mode, tính năng này cho thấy tiềm năng tiết kiệm pin của các điện thoại mới hơn có màn hình cho phép các pixel màu tối sử dụng ít năng lượng hơn so với các pixel màu sáng hơn.

Và trong khi các chương trình nghiên cứu mới rằng Dark Mode có thể không tạo sự khác biệt lớn trong kéo dài thời lượng pin, điều đó không có nghĩa là tính năng không thể hữu ích.

Charlie Hu, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Purdue cho biết: “Khi ngành công nghiệp vội vã áp dụng Dark Mode, nó vẫn chưa có các công cụ để đo chính xác mức tiêu thụ điện năng qua các pixel. Nhưng giờ đây, chúng tôi có thể cung cấp cho các nhà phát triển những công cụ họ cần để cung cấp cho người dùng những ứng dụng tiết kiệm năng lượng hơn”.

Dựa trên những phát hiện của họ bằng cách sử dụng các công cụ mà họ đã xây dựng, các nhà nghiên cứu làm rõ sự thật về tác động của Dark Mode đối với tuổi thọ pin và đề xuất những cách mà người dùng đã có thể tận dụng tốt hơn khả năng tiết kiệm năng lượng của tính năng này.

Nghiên cứu đã xem xét sáu ứng dụng được tải xuống nhiều nhất trên Google Play: Google Maps, Google News, Google Phone, Google Calendar, YouTube và Calculator. Các nhà nghiên cứu đã phân tích mức độ ảnh hưởng của Dark Mode ảnh hưởng đến 60 giây hoạt động của mỗi ứng dụng này trên Pixel 2, Moto Z3, Pixel 4 và Pixel 5.

Mặc dù nhóm của Hu chỉ nghiên cứu các ứng dụng và điện thoại Android, nhưng phát hiện của họ có thể có ý nghĩa tương tự đối với điện thoại Apple, bắt đầu với iPhone X. Nhóm gần đây đã trình bày công trình này tại MobiSys 2021, một hội nghị của tổ chức Association for Computing Machinery.

Sự thật 1: Dark Mode chỉ tạo ra sự khác biệt đáng chú ý đối với thời lượng pin trong một số trường hợp nhất định

Điện thoại thông minh ra mắt sau năm 2017 có thể sẽ có màn hình OLED. Bởi vì loại màn hình này không có đèn nền như màn hình LCD của các điện thoại cũ, màn hình sẽ tiêu thụ ít điện năng hơn khi hiển thị các điểm ảnh tối màu. Màn hình OLED cũng cho phép màn hình điện thoại siêu mỏng, linh hoạt và có thể gập lại.

Hu, người đã nghiên cứu các cách để cải thiện hiệu quả năng lượng của điện thoại thông minh kể từ lần đầu tiên được tung ra thị trường hơn một thập kỷ trước cho biết: Nhưng độ sáng của màn hình OLED quyết định phần lớn đến mức độ tiết kiệm pin của Dark Mode. Các công cụ phần mềm mà Hu và đồng sự đã phát triển dựa trên công nghệ mô hình hóa điện năng mới đang chờ cấp bằng sáng chế mà họ đã phát minh ra để ước tính chính xác hơn mức tiêu thụ điện năng của màn hình điện thoại OLED.

Nhiều người sử dụng cài đặt độ sáng tự động mặc định của điện thoại, có xu hướng giữ mức độ sáng khoảng 30% -40% hầu hết thời gian khi ở trong nhà. Ở độ sáng 30% -50%, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc chuyển từ Light Mode sang Dark Mode chỉ tiết kiệm trung bình 3% -9% điện năng cho một số điện thoại thông minh khác nhau có màn hình OLED.

Tỷ lệ phần trăm này quá nhỏ nên hầu hết người dùng sẽ không nhận thấy một chút thời lượng pin lâu hơn. Nhưng độ sáng càng cao khi chuyển từ Light Mode sang Dark Mode thì khả năng tiết kiệm năng lượng càng cao.

Tình huống 1: Chuyển từ Light Mode sang Dark Mode vào một ngày nắng

Giả sử rằng bạn đang sử dụng điện thoại OLED ở Light Mode khi ngồi bên ngoài xem một trận đấu bóng đá vào một ngày nắng đẹp. Nếu điện thoại được đặt tự động điều chỉnh mức độ brightness, thì màn hình có thể đã trở nên thực sự sáng, điều này làm hao pin.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc chuyển từ Light Mode sang Dark Mode ở mức độ brightness 100% sẽ tiết kiệm trung bình 39% -47% pin. Vì vậy, việc bật Dark Mode trong khi màn hình điện thoại của bạn ở mức độ brightness này có thể cho phép điện thoại của bạn dùng được lâu hơn rất nhiều so với khi bạn để ở Light Mode.

Các thử nghiệm khác do ngành thực hiện đã không phân tích nhiều ứng dụng hoặc điện thoại như nhóm của Hu đã làm để xác định ảnh hưởng của Dark Mode lên tuổi thọ pin — và họ đang sử dụng các phương pháp kém chính xác hơn.

“Các thử nghiệm được thực hiện trước đây để so sánh ảnh hưởng của Light Mode với Dark Mode lên tuổi thọ pin đã coi điện thoại như một hộp đen, gộp chung màn hình OLED với các thành phần khác của điện thoại. Công cụ của chúng tôi có thể cô lập chính xác phần tiêu hao pin của màn hình OLED”, Pranab Dash, một nghiên cứu sinh đã làm việc với Hu trong nghiên cứu cho biết.

Tình huống 2: Sử dụng Dark Mode để dễ nhìn hơn mà không làm hao pin điện thoại nhanh hơn

Thông thường, việc tăng mức độ brightness của điện thoại sẽ tiêu hao pin nhanh hơn — bất kể bạn đang ở Light Mode hay Dark Mode. Nhưng kể từ khi thực hiện nghiên cứu này, Dash đã thu thập dữ liệu chỉ ra rằng mức độ brightness thấp hơn ở Light Mode dẫn đến mức tiêu thụ điện năng tương tự như mức độ brightness cao hơn ở Dark Mode.

Ví dụ: sử dụng ứng dụng Google News ở Light Mode ở mức độ brightness 20% ​​trên Pixel 5, sẽ tiêu thụ lượng điện năng tương tự như khi điện thoại ở mức độ brightness 50% trong Dark Mode.

Vì vậy, nếu nhìn vào điện thoại ở Dark Mode sẽ dễ nhìn hơn nhưng bạn cần mức độ brightness cao hơn để nhìn rõ hơn, bạn không phải lo lắng về mức độ brightness này sẽ ảnh hưởng nhiều hơn đến tuổi thọ pin của điện thoại.

Sắp có: Các ứng dụng được thiết kế với tính năng tiết kiệm năng lượng ở Dark Mode

Hu và nhóm của ông đã xây dựng một công cụ mà các nhà phát triển ứng dụng có thể sử dụng để xác định mức tiết kiệm năng lượng của một hoạt động nhất định ở Dark Mode khi họ thiết kế một ứng dụng. Công cụ này có tên là Per-Frame OLED Power Profiler (PFOP), dựa trên mô hình nguồn OLED chính xác hơn mà nhóm đã phát triển. Văn phòng Thương mại hóa Công nghệ của Quỹ Nghiên cứu Purdue đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế về công nghệ mô hình hóa công suất này. Cả PFOP và công nghệ mô hình hóa công suất đều có sẵn để cấp phép.

Sự thật 2: Điện thoại của bạn không đo chính xác mức sử dụng pin của ứng dụng — chưa

Cả điện thoại Android và Apple đều có một cách để xem mức độ tiêu thụ pin của mỗi ứng dụng riêng lẻ. Bạn có thể truy cập tính năng này trong phần cài đặt của điện thoại Android và Apple.

Tính năng này có thể cung cấp cho bạn một ý tưởng sơ bộ về các ứng dụng ngốn nhiều năng lượng nhất, nhưng Hu và Dash nhận thấy rằng tính năng “Pin” hiện tại của Android không có nội dung trên màn hình, có nghĩa là nó không xem xét tác động của Dark Mode đối với mức tiêu thụ điện năng .

Sắp có: Ước tính chính xác hơn về mức sử dụng pin của ứng dụng của bạn

Nhóm của Hu đã phát triển một cách chính xác hơn để tính toán mức tiêu thụ pin của ứng dụng dành cho Android và thực sự đã sử dụng công cụ này để đưa ra kết quả nghiên cứu về mức độ tiết kiệm điện của Dark Mode ở các mức độ sáng nhất định. Không giống như tính năng hiện tại của Android, công cụ mới này có tính đến ảnh hưởng của Dark Mode lên tuổi thọ pin.

Công cụ này, được gọi là Android Battery +, dự kiến ​​sẽ có sẵn cho các nhà cung cấp nền tảng và nhà phát triển ứng dụng trong năm tới.

Nguồn: Futurity

Sáng tạo có phương pháp sẽ giúp chúng ta vượt qua các lối mòn tư duy. Liệu có nơi nào giảng dạy bạn cách sáng tạo? Khoá học ngắn hạn “PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO và ĐỔI MỚI” được giảng dạy uy tín, chất lượng tại Trung tâm Sáng tạo Khoa học–kỹ thuật (TSK) thuộc trường Khoa Học Tự Nhiên sẽ lời đáp hữu ích cho bạn. Bạn có thể điền thông tin tại đây hoặc liên hệ số điện thoại: (028) 38 301 743; 089 668 36 31 để thực hiện đăng ký.

Surreal Mixed Media Pictures của Lluís Tudela

Có trụ sở tại Barcelona, Lluís Tudela lớn lên ở một ngôi làng nhỏ của Costa Brava, Nothern Catalonia (Tây Ban Nha). Anh bắt đầu học nhiếp ảnh trước khi theo học lĩnh vực audiovisual ở trường đại học. Hiện nay, Tudela kết hợp sự nghiệp thị giác với lĩnh vực truyền thông và nghệ thuật. Những hình ảnh trong series “Les Anèmones”, dựa theo ý tưởng của họa sĩ Rosa Tharrats, truyền đạt ý tưởng về việc mở ra chất liệu và khơi gợi sự căng thẳng, minh bạch và cân bằng tinh tế. “Công việc của tôi nói chung hướng tới những ý tưởng về tâm lý con người, các quan điểm, các quá trình hữu cơ và nhân tạo như song tính, lai ghép, đối đầu, ngụy trang, tích hợp, đột biến hoặc biến đổi” theo lời Tudela.

Những bức ảnh được chụp trong khu vườn của một biệt thự bên biển ở Cap de Creus (Tây Ban Nha). Khu vườn được thiết kế vào những năm 1960, bởi Rosa, thư ký riêng của Salvador Dalí, được gọi là “Captain Moore”, sống trong ngôi nhà. Công việc bà ấy của dựa trên chất liệu vải thô và khi tìm thấy khu vườn này đầy những tác phẩm điêu khắc, bà đã can thiệp chúng. Nhiếp ảnh gia giải thích: “Bà ấy mời tôi chụp tác phẩm sắp đặt này và nó trở thành một dự án nghệ thuật hợp tác – được triển lãm tại Bombon Projects Barcelona – nơi những bức ảnh bị bóp méo và hiện thực hóa ở định dạng dệt. Bị cuốn hút bởi các tác phẩm điêu khắc, Lluís rất thu hút sự kết hợp giữa vật liệu nhân tạo và tự nhiên. “Tôi nghĩ ý tưởng của Rosa thật tuyệt vời và chúng tôi đã có một quá trình rất đặc biệt,” anh kết luận.

Nguồn: Fubiz

Môn học mạnh về khả năng vận dụng phương pháp để ứng phó với công việc, cuộc sống chính là PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO và ĐỔI MỚI. Đây là chìa khoá để tiếp cận với các nguyên tắc thủ thuật giúp tư duy có nền tảng và định hướng hơn. Tại Trung tâm Sáng tạo Khoa học–kỹ thuật (TSK) thuộc trường Khoa Học Tự Nhiên là một nơi đáng tin cậy để bạn theo học. Bạn có thể điền thông tin tại đây hoặc liên hệ số điện thoại: (028) 38 301 743; 089 668 36 31 để thực hiện đăng ký.

Chụp ảnh như một cách để khám phá trải nghiệm

Có trụ sở tại London và miền Bắc nước Anh, Thomas Duffield là một nhiếp ảnh gia và nhà nghiên cứu. Anh ấy hiện đang hoàn thành bằng Tiến sĩ tại Đại học Huddersfield. Lớn lên trong một trang trại nhỏ ở ngoại ô Leeds, Thomas hướng nội về kinh nghiệm của chính gia đình anh. Đề cập đến các khía cạnh ít được thảo luận hơn của cuộc sống gia đình, tác phẩm nhiếp ảnh của anh hướng đến địa hình của sự yếu đuối chung của con người. Tìm thấy sức mạnh thông qua việc hòa giải những tổn thương của chúng ta, tác phẩm tôn vinh vẻ đẹp và sự dịu dàng của cuộc sống gia đình. Trong series “The whole house is shaking”, anh ấy đã xem lại trải nghiệm của chính mình.

Những người được chụp trong loạt ảnh này là các thành viên trong gia đình anh ấy và những hình ảnh được chụp tại trang trại nhỏ mà anh ấy lớn lên ở miền Bắc nước Anh. “Ẩn sau sự lớn lên của em gái và tôi, loạt hình ảnh đề cập đến cuộc đấu tranh của cha tôi với chứng nghiện heroin. Với chân dung của mẹ, em gái và ông nội của tôi, bộ truyện hướng về những thành viên thân thiết trong gia đình tôi như một phương tiện để khám phá những dư âm cảm xúc bắt nguồn từ chương khó khăn này trong lịch sử gia đình của chúng tôi ”, anh giải thích. Để làm được như vậy, anh đã lấy cảm hứng từ tác phẩm nhiếp ảnh lấy chủ đề gia đình. Tác phẩm như Pictures From Home của Larry Sultans đến Ray’s A Laugh của Richard Billingham. “Trải nghiệm công việc này khiến tôi yên tâm rằng chủ đề gia đình không chỉ là một lĩnh vực hợp pháp để khám phá; nhưng một trong đó là phong phú và đầy thách thức. Bản chất biểu diễn của các bức chân dung của Alessandra Sanguinetti cũng để lại dấu ấn trong tôi, khi tôi bắt đầu di chuyển qua lại giữa việc sử dụng cả những bức ảnh được dàn dựng và quan sát trong cách tiếp cận của mình”, anh kết luận.

Sức sáng tạo của mỗi người là vô tận, nhưng để sáng tạo một cách dễ dàng, thuần thục thì cần phải được học và vận dụng đúng phương pháp một cách đều đặn. Nếu bạn đang trăn trở hoặc mong muốn có được phẩm chất sáng tạo, hãy đăng ký ngay khóa học PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO và ĐỔI MỚI tại Trung tâm Sáng tạo Khoa học–kỹ thuật (TSK) thuộc trường Khoa Học Tự Nhiên nhé. Đây là môn học bổ ích cho mọi đối tượng, mọi ngành nghề có thể áp dụng, phát triển khả năng ứng phó và đưa ra các giải pháp thông minh cho cuộc sống. Bạn có thể điền thông tin tại đây hoặc liên hệ số điện thoại: (028) 38 301 743; 089 668 36 31 để thực hiện đăng ký.

Nguồn: Fubiz

Áp suất biến đổi hợp chất ‘ lỏng’ theo những cách kỳ lạ

Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng những điều đáng chú ý đã xảy ra khi một hợp chất “lỏng” của mangan và sulfua (MnS2) được nén trong một chiếc đe kim cương.

Ashkan Salamat, phó giáo sư vật lý tại Đại học Nevada, Las Vegas, cho biết: “Đây là một kiểu cơ chế chuyển giao năng lượng mới, và vì vậy theo quan điểm của cộng đồng khoa học thì điều này rất, rất thú vị”.

Ví dụ, khi áp suất tăng lên, MnS2, một chất cách điện mềm, chuyển sang trạng thái kim loại và sau đó lại trở thành chất cách điện, các nhà nghiên cứu mô tả trong một bài báo đăng trên tạp chí Physical Review Letters.

“Thực tế là vật liệu này đi từ chất cách điện sang kim loại và trở lại chất cách điện là rất hiếm.”

Ranga Dias, trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí và vật lý, và thiên văn học tại Đại học Rochester cho biết: “Kim loại thường vẫn là kim loại, rất khó có khả năng chúng có thể được thay đổi trở lại thành chất cách điện. Thực tế là vật liệu này đi từ chất cách điện sang kim loại và trở lại chất cách điện là rất hiếm.”

Hơn nữa, sự chuyển đổi đi kèm với sự suy giảm chưa từng thấy về điện trở và thể tích trong một phạm vi thay đổi áp suất cực kỳ hẹp — tất cả đều xảy ra ở khoảng 80 độ F. Salamat cho biết, nhiệt độ tương đối thấp làm tăng khả năng quá trình chuyển đổi kim loại cuối cùng có thể được khai thác cho công nghệ.

Trong các bài báo trước đây trên tạp chí Nature and Physical Review Letters, Dias và Salamat đã đặt ra các tiêu chuẩn mới để đạt được độ siêu dẫn ở nhiệt độ phòng. Một mẫu số chung cho công việc của họ là khám phá các cách “đặc biệt kỳ lạ” mà kim loại chuyển tiếp và các vật liệu khác hoạt động khi chúng được ghép nối với sulfua, và sau đó được nén trong một cái đe kim cương.

“Các hiện tượng mới mà chúng tôi đang báo cáo là một ví dụ cơ bản về phản ứng dưới áp suất cao — và sẽ tìm thấy một vị trí trong sách giáo khoa vật lý,” Salamat nói. “Có một điều gì đó rất hấp dẫn về cách lưu huỳnh hoạt động khi nó được gắn vào các nguyên tố khác. Điều này đã dẫn đến một số đột phá đáng chú ý ”.

Những đột phá mà phòng thí nghiệm Dias và Salamat đã đạt được liên quan đến việc nén các picolit vật liệu đơn thuần – có kích thước bằng một hạt máy in phun duy nhất.

Spin và áp lực

Dias và Salamat giải thích rằng cơ bản của các quá trình chuyển đổi được mô tả trong bài báo này là cách các trạng thái spin (mô men động lượng) của các electron riêng lẻ tương tác khi áp dụng áp lực.

Khi MnS2 ở trạng thái cách điện bình thường, các điện tử chủ yếu ở trong các obitan chưa ghép đôi, “spin cao”, khiến các nguyên tử chủ động bật lại. Điều này dẫn đến vật liệu có khả năng chống lại điện tích cao hơn vì có ít không gian tự do hơn cho các electron riêng lẻ cố gắng đi qua vật liệu.

Nhưng khi có áp lực – và vật liệu bị nén về trạng thái kim loại – các obitan electron “bắt đầu nhìn thấy nhau, ngay lập tức tiến về phía nhau, và các cặp electron bắt đầu liên kết lại thành một”, Salamat nói.

Điều này mở ra nhiều không gian hơn cho các electron riêng lẻ di chuyển qua vật liệu — đến mức điện trở giảm đột ngột 8 bậc độ lớn, khi áp suất tăng từ 3 gigapascal (435.000 psi) lên 10 gigapascal.

Đây là một “cú huých” tương đối so với 182 đến 268 gigapascal cần thiết cho vật liệu siêu dẫn. Dias nói: “Với một phạm vi áp suất nhỏ, sự sụt giảm lực cản ở mức độ này thực sự rất lớn.

Điện trở thấp vẫn được duy trì ngay cả trong giai đoạn cuối – khi MnS2 trở lại thành chất cách điện – bởi vì các điện tử vẫn ở trạng thái “spin thấp”.

Khoa học cơ bản, tiềm năng lớn

Như thường xảy ra với những khám phá mới trong khoa học cơ bản, những ứng dụng khả thi vẫn chưa được khám phá. Tuy nhiên, Salamat nói, một kim loại chuyển tiếp, với một lượng biến dạng tương đối nhỏ, có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác — ở nhiệt độ phòng, không kém — có khả năng hữu ích.

“Bạn có thể tưởng tượng có một công tắc logic hoặc đĩa cứng ghi, trong đó một hoán vị rất nhỏ trong biến dạng hoặc điện áp có thể làm cho một thứ gì đó chuyển từ trạng thái điện tử này sang trạng thái điện tử khác. Các phiên bản mới của bộ nhớ flash, hoặc bộ nhớ trạng thái rắn, có thể hoán vị và thực hiện một cách tiếp cận mới bằng cách sử dụng các loại vật liệu này, ”Salamat nói.

“Bạn có thể thực hiện các thao tác khá tích cực để lái những vật liệu này ở tốc độ 300 kelvin, khiến chúng có khả năng hữu ích cho công nghệ”.

Các đồng tác giả khác đến từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne; Đại học Bourgogne; Đại học Nevada, Las Vegas; và Đại học Rochester.

Quỹ Khoa học Quốc gia và Bộ Năng lượng đã hỗ trợ nghiên cứu. Viện Siêu máy tính Quốc gia UNLV đã cung cấp tài nguyên tính toán và các phần của công việc được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne và Đại học Bourgogne.

Nguồn: Futurity

Những kỳ vọng, ước ao rèn luyện phẩm chất sáng tạo cho bản thân là điều chính đáng. Nhưng sáng tạo có phương pháp thì cần phải được giảng giải đúng, được thực hành và trau dồi thường xuyên. Bạn hãy tìm cho mình một nơi uy tín để học tập và bắt đầu hành trình đến với sáng tạo nhé.

Hiện nay, chỉ có duy nhất khóa học PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO và ĐỔI MỚI tại Trung tâm Sáng tạo Khoa học–kỹ thuật (TSK) thuộc trường Khoa Học Tự Nhiên có chia sẻ về 40 nguyên tắc thủ thuật sáng tạo. Đây là môn học bổ ích cho mọi đối tượng, mọi ngành nghề có thể áp dụng và trau dồi phẩm chất sáng tạo. Nếu bạn quan tâm, vui lòng điền thông tin tại đây hoặc liên hệ số điện thoại: (028) 38 301 743; 089 668 36 31 để thực hiện đăng ký.