01:14 | 18-06-2018

Bộ cảm biến công nghệ nano biến dấu vân tay phân tử thành mã vạch

Các tác giả cho thấy hình ảnh một siêu bề mặt cảm biến dạng pixel thuộc quang phổ học phân tử. Nó bao gồm các metapixels (siêu điểm ảnh) được tạo ra để tập trung khối lượng ánh sáng thành kích thước nano, nhằm khuếch đại và phát hiện vân tay hấp thụ của các phân tử mẫu phân tích, ở các bước sóng cộng hưởng cụ thể. Kết quả hiển thị đồng thời dựa trên hình ảnh của tất cả các siêu điểm ảnh cho ta một bản đồ không gian của phân tử vân tay hấp thụ, lấy mẫu từ các bước sóng cộng hưởng riêng lẻ. Bản đồ hấp thụ dạng pixel này có thể được xem như là một mã vạch hai chiều của phân tử  vân tay, mã hóa các dải hấp thụ đặc trưng như thuộc tính của hình ảnh kết quả. Nguồn: EPFL

Các tác giả cho thấy hình ảnh một siêu bề mặt cảm biến dạng pixel thuộc quang phổ học phân tử. Nó bao gồm các metapixels (siêu điểm ảnh) được tạo ra để tập trung khối lượng ánh sáng thành kích thước nano, nhằm khuếch đại và phát hiện vân tay hấp thụ của các phân tử mẫu phân tích, ở các bước sóng cộng hưởng cụ thể. Kết quả hiển thị đồng thời dựa trên hình ảnh của tất cả các siêu điểm ảnh cho ta một bản đồ không gian của phân tử vân tay hấp thụ, lấy mẫu từ các bước sóng cộng hưởng riêng lẻ. Bản đồ hấp thụ dạng pixel này có thể được xem như là một mã vạch hai chiều của phân tử vân tay, mã hóa các dải hấp thụ đặc trưng như thuộc tính của hình ảnh kết quả. Nguồn: EPFL
Quang phổ hồng ngoại là phương pháp chuẩn để phát hiện và phân tích các hợp chất hữu cơ. Nhưng nó đòi hỏi quy trình phức tạp và các dụng cụ cồng kềnh, đắt đỏ, khiến cho việc tối giản hóa thiết bị trở nên khó khăn, và gây cản trở khi sử dụng trong một vài ứng dụng y tế và công nghiệp, cũng như trong việc thu thập dữ liệu thực địa, chẳng hạn như đo nồng độ chất gây ô nhiễm. Hơn nữa, do giới hạn về độ nhạy thấp, nó đòi hỏi số lượng mẫu lớn.
Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Trường Kỹ thuật thuộc Đại học Bách khoa Liên bang Lausanne (EPFL) của Thụy Sĩ và Đại học Quốc gia Úc (ANU) đã phát triển một hệ thống quang tử nano nhỏ gọn và nhạy bén, có thể xác định các đặc tính hấp thụ của một phân tử mà không cần dùng đến phổ kế thông thường.
Hệ thống của họ bao gồm một bề mặt bao phủ bởi hàng trăm bộ cảm biến nhỏ gọi là metapixels (siêu điểm ảnh), có thể tạo ra một mã vạch riêng biệt cho mỗi phân tử mà bề mặt tiếp xúc. Người ta có thể phân tích và phân loại hàng loạt các mã vạch này bằng cách sử dụng công nghệ nhận dạng và phân loại mẫu tiên tiến như mạng lưới nơron nhân tạo. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Science – như một nút giao giữa vật lý, công nghệ nano và dữ liệu lớn.
Dịch các phân tử thành mã vạch
Các liên kết hóa học trong các phân tử hữu cơ đều có hướng và chế độ rung cụ thể. Điều này nghĩa là mỗi phân tử có một tập hợp các mức năng lượng đặc trưng, thường nằm ở dải hồng ngoại trung - tương ứng với bước sóng trong khoảng 4 - 10 micron (1 micron = 10^-3 mm). Do đó, mỗi loại phân tử hấp thụ ánh sáng ở các tần số khác nhau, tạo cho chúng một “dấu ấn” độc nhất. Quang phổ hồng ngoại có thể phát hiện một phân tử có trong mẫu hay không bằng cách xem mẫu có hấp thụ tia sáng ở tần số “dấu ấn” của nó hay không. Tuy nhiên, các phân tích như vậy đòi hỏi các dụng cụ thí nghiệm đồ sộ với giá trên trời.
Hệ thống tiên phong do các nhà khoa học EPFL phát triển vừa nhạy vừa có khả năng tối giản hóa thiết bị; sử dụng các cấu trúc nano có thể thu được ánh sáng ở cấp độ nano và do đó khả năng phát hiện ra các mẫu trên bề mặt là rất cao. "Các phân tử chúng tôi muốn khám phá chỉ cỡ nanomet, vì vậy việc thu hẹp khoảng cách kích thước này là một bước quan trọng", Hatice Altug, trưởng phòng thí nghiệm BioNanoPhotonic Systems của EPFL và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết..
Cấu trúc nano của hệ thống được nhóm lại thành các metapixels sao cho mỗi metapixel đó cộng hưởng ở một tần số khác nhau. Khi một phân tử tiếp xúc với bề mặt, cách phân tử hấp thụ ánh sáng sẽ tạo ra thay đổi trong cách vận hành của tất cả các metapixels mà nó tiếp xúc.
Andreas Tittl, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Quan trọng hơn, các metapixels được sắp xếp sao cho các tần số dao động khác nhau được ánh xạ tới các khu vực khác nhau trên bề mặt.”
Việc này giúp tạo ra một bản đồ hấp thụ ánh sáng pixel mà có thể dịch sang mã vạch phân tử - tất cả đều không sử dụng đến phổ kế.
Các nhà khoa học đã sử dụng hệ thống này để phát hiện phân tử polymer, thuốc trừ sâu và các hợp chất hữu cơ. Hơn nữa, hệ thống của họ tương thích với công nghệ chế tạo mạch tích hợp (CMOS).
Aleksandrs Leitis, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Nhờ vào các đặc tính quang học độc đáo của những bộ cảm biến này, chúng ta có thể tạo ra mã vạch ngay cả với các nguồn sáng và thiết bị dò tìm băng thông rộng.”
Có một số ứng dụng tiềm năng cho hệ thống mới này. Dragomir Neshev, một đồng tác giả khác của nghiên cứu cho biết: “Ví dụ, có thể sử dụng nó để chế tạo các thiết bị thử nghiệm y tế di động, giúp tạo mã vạch cho từng dấu ấn sinh học trong mẫu máu”.
Có thể sử dụng trí thông minh nhân tạo kết hợp với công nghệ mới này để tạo và xử lý toàn bộ thư viện mã vạch phân tử cho các hợp chất khác nhau, từ protein và DNA đến thuốc trừ sâu và polymer. Việc này sẽ cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ mới để phát hiện nhanh chóng và chính xác một lượng nhỏ các hợp chất có trong các mẫu phức tạp.
Phạm Nhật theo Sciencedaily
CHIA SẺ
Trang chủ Khoa Học

Bộ máy hành chính nhà Nguyễn: Những tiên tiến trong cấu trúc và vận hành

Đào Lê Tiến Sỹ
18/06/2018 08:10

Vài thập niên trở lại đây, giới sử học trong và ngoài nước đã ghi nhận những thành tựu đáng kể trong việc đánh giá lại triều Nguyễn - một vương triều từng hứng chịu những chỉ trích chính trị, xã hội nặng nề.

Trong số đó, công trình Quan và lại ở miền Bắc Việt Nam - một bộ máy hành chính trước thử thách (1820-1918) của Emmanuel Poisson đã có những đóng góp vượt ra khỏi các quan điểm sử học truyền thống trước đây.
Tiến sĩ Emmanuel Poisson.
Thành tựu của công trình này trước hết nằm ở khối tư liệu đặc biệt phong phú mà tác giả đã thu thập, xử lý và trình bày một cách công phu. Việc sử dụng đa dạng các bảng số liệu, bảng thống kê, các loại sơ đồ, biểu đồ cùng hàng loạt các con số nhằm biểu thị bộ máy hành chính qua từng năm, ở từng địa phương đã chứng tỏ một phương pháp nghiên cứu thực nghiệm triệt để. Việc xử lý cặn kẽ hơn một nghìn bản tư liệu các loại, gồm các lý lịch, báo cáo, thư từ, biên bản xử án, đề thi sát hạch,… đã giúp các nhận định có sức thuyết phục cao, và vì thế các kết luận dù ngắn nhưng lại trở nên đặc biệt hấp dẫn. Dựa trên các số liệu thu thập được, Poisson muốn chứng minh sự năng động, tiến bộ không chỉ ở bộ máy chính quyền nói chung mà còn ở cá nhân các quan lại trước những đòi hỏi của thời đại.
Trong những phân tích về bộ máy hành chính triều Nguyễn của Poisson, một điểm nhấn là ông đã dành sự quan tâm đáng kể cho hệ thống các quan địa phương và giới thuộc lại, điều mà trước nay nhiều phân tích thường bỏ qua.
Poisson muốn lưu ý sự cai trị không chỉ ở cấp vĩ mô, mà còn ở những thành phần vi mô, ở những con người hằng ngày phải xử lý các công việc do cấp trên ban xuống và trong hầu hết các trường hợp phải xuống tận hiện trường để giải quyết các vụ việc của người dân, trở thành cầu nối quan trọng giữa chính quyền trung ương cấp cao với dân chúng. Là người nắm bắt và giải quyết những vấn đề của thực tiễn, chính bản thân họ là kết quả của những phương thức đào tạo và tuyển dụng, bổ dụng vốn thường xuyên được điều chỉnh để thích hợp với những nhu cầu mới. Nhưng việc triển khai quyền lực một cách hiệu quả đến từng làng xã vướng phải một thực tế mà nhiều ông vua không mong muốn, đó là sự hình thành và ngày một phình to thế lực của những quan địa phương thông qua việc sử dụng hệ thống “người nhà” do họ dựng nên.
Một vài công trình trước đây đã nhận thấy cải cách hành chính là một hoạt động thường xuyên ở các triều đại phong kiến và ở ngay các vua nhà Nguyễn mà Minh Mệnh là tiêu biểu, thì họ vẫn ít thừa nhận tính năng động của bộ máy hành chính và các quan lại trước cuộc tấn công của người Pháp. Khảo sát các hình thức hoạn lộ khác nhau kéo dài từ 1820 đến 1918, Poisson đã rũ bỏ cách nhìn mang tính dân tộc chủ nghĩa trước đây về hai phe “chủ chiến” và “chủ hòa” (hay “hợp tác”) trong triều đình nhà Nguyễn và phân tích thuyết phục về sự phức tạp trong hoạn lộ của giới quan lại, ở đó chủ nghĩa cơ hội và tinh thần dân tộc dưới hình thức quyền chức thường xuyên bị đánh đồng.
Đi tìm sự tương đồng trong động cơ làm quan của Nguyễn Trãi, Nguyễn Bỉnh Khiêm và Ngô Thì Nhậm, Poisson chứng minh trường hợp quan Phụ chánh Nguyễn Trọng Hợp là điển hình cho thái độ hợp tác với chính quyền thuộc địa nhằm “duy trì một nền cai trị thực sự phục vụ đất nước”. Cơ sở cho nhận định này là việc tác giả bác bỏ quan điểm xem sự hợp tác như một cách thức nhẫn nhục và xem đó là một thái độ tùy thời thông minh, phù hợp với bối cảnh chính trị xã hội mới giữa thập kỷ 1890.
Bên cạnh một số vấn đề cần trao đổi thêm (như chưa mô tả đầy đủ và rõ ràng con đường làm quan của những người xuất thân từ các “lò rèn đúc nhân tài” ở địa phương) thì công trình của E. Poisson kể từ khi được xuất bản thành sách lần đầu bằng tiếng Pháp tại Paris năm 2004 đến nay vẫn cho thấy giá trị mới mẻ trong cách tiếp cận bộ máy hành chính triều Nguyễn. Điều quan trọng hơn, cuốn sách còn có ý nghĩa tiền phong trong việc kích thích và gợi mở những suy tư mới không chỉ với vấn đề quan lại mà còn với cả giai đoạn lịch sử chuyển tiếp sang thuộc địa của xã hội Việt Nam.
Tiến sĩ Emmanuel Poisson hiện là Giáo sư Lịch sử Việt Nam tại Đại học Paris 7 - Denis Diderot. Ông từng làm việc với tư cách thành viên Viện Viễn Đông Bác cổ Pháp tại Hà Nội. Trong thời gian sáu năm (1995 - 2001), ông đã tiếp xúc với nhiều nguồn tài liệu phong phú để chuẩn bị cho việc biên soạn công trình này. Ngày 12/6 vừa qua, ông đã thuyết trình về tác phẩm tại tọa đàm do Trung tâm Văn hóa Pháp L’Espace tổ chức ở Hà Nội.
Theo: khoahocphattrien.vn

GÓP Ý - TRAO ĐỔI

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TỈNH HÀ TĨNH

ReCaptcha:

Bình luận