Dùng nọc ong phát hiện chất nổ

Khoảng một phần ba chế độ dinh dưỡng của con người phụ thuộc vào thực vật được côn trùng thụ phấn, vì vậy ong giữ vai trò thiết yếu đối với sức khỏe và nguồn lương thực. Một nghiên cứu mới tại Mỹ cho thấy loài côn trùng quen thuộc này còn có thể hỗ trợ con người phát hiện những mối đe dọa nguy hiểm từ bom. Phát hiện của các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ Massachusetts, MIT, mở ra hướng phát triển cảm biến an ninh dựa trên những thành phần đặc biệt trong nọc ong. Theo thông tin được Tạp chí Discovery dẫn lại, các protein trong nọc ong, thường gọi là bombolitin, có khả năng nhận biết những phân tử riêng lẻ thuộc nhóm chất nổ nitro-thơm. TNT là một ví dụ tiêu biểu trong nhóm hóa chất này, vốn có thể xuất hiện trong nhiều vật liệu nổ mà lực lượng an ninh cần kiểm tra. Nếu được tích hợp vào thiết bị cảm biến tại sân bay hoặc những nơi đông người, bombolitin có thể giúp hệ thống phát hiện nhạy hơn đáng kể. Để kiểm chứng khả năng ấy, nhóm nghiên cứu MIT phủ bombolitin vào bên trong những ống nano các-bon, rồi cho các ống nano tiếp xúc với những mẫu không khí lấy từ khu vực lân cận nhiều loại vật liệu nổ. Bản thân ống nano các-bon vốn phát ra ánh sáng huỳnh quang, còn lớp protein nọc ong bên trong tạo nên một tín hiệu đặc biệt ở cấp độ phân tử. Tín hiệu này giống như tiếng vo ve cực nhỏ, không thể nghe bằng tai nhưng có thể được nhận biết qua sự biến đổi của ánh sáng. Khi các phân tử hợp chất nitro-thơm tiếp xúc với protein nọc ong, bước sóng ánh sáng huỳnh quang do ống nano phát ra thay đổi. Mức thay đổi rất nhỏ, mắt thường không quan sát được, nhưng một kính hiển vi đặc biệt có thể ghi nhận và phân tích chính xác. Nhờ cách theo dõi bước sóng, cảm biến không chỉ nhận biết có tín hiệu bất thường mà còn có thể cung cấp dấu hiệu rõ ràng hơn về sự hiện diện của chất nổ. Trước nghiên cứu này, MIT từng phát triển những máy cảm biến tương tự, dựa trên hiện tượng ánh sáng huỳnh quang tăng lên khi chất nổ xuất hiện. Tuy nhiên, phương pháp đo cường độ ánh sáng có thể mắc lỗi, bởi ánh sáng xung quanh dễ tác động đến kết quả phân tích của thiết bị. Việc quan sát sự thay đổi bước sóng được kỳ vọng giảm ảnh hưởng đó, qua đó đem lại khả năng phát hiện chính xác hơn trong môi trường kiểm tra thực tế. Các nhà nghiên cứu còn tiến thêm một bước khi kết hợp nhiều loại ống nano các-bon với nhiều loại bombolitin khác nhau. Mỗi tổ hợp protein và ống nano có thể phản ứng theo cách riêng trước từng nhóm hóa chất, giúp hệ thống phân biệt nhiều loại chất nổ. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện nọc ong có thể hỗ trợ nhận biết những phân tử TNT đang phân hủy, một dấu hiệu mà các thiết bị an ninh có thể cần quan tâm. Những máy cảm biến phát hiện chất nổ đang được sử dụng phổ biến tại sân bay hiện dựa vào việc phân tích các phân tử mang điện trong không khí. Tuy nhiên, các thiết bị này không thể phát hiện vật liệu nổ ở cấp độ từng phân tử, nên vẫn tồn tại giới hạn nhất định trong khả năng kiểm tra. Vì lý do đó, phát minh sử dụng protein nọc ong thu hút sự quan tâm của nhiều cơ quan, tổ chức quân đội và đơn vị dân sự. Công nghệ phát hiện chất nổ bằng nọc ong hiện vẫn đang trong quá trình chờ cấp bằng sáng chế, chưa phải giải pháp thương mại hoàn chỉnh. Dù vậy, nghiên cứu cho thấy những phân tử tự nhiên trong nọc ong có thể phối hợp với vật liệu nano để tạo thành cảm biến an ninh tinh vi. Từ nhiệm vụ thụ phấn cho cây trồng đến hỗ trợ truy tìm dấu vết TNT, ong một lần nữa cho thấy giá trị khoa học vượt xa hình ảnh quen thuộc trong đời sống.