Các nhà khoa học đang nghiên cứu kiếm ánh sáng - “lightsaber” tí hon mà con người có thể chạm vào, dùng trong lĩnh vực y tế

Trong tương lai, những vết thương của con người có thể được chữa trị bằng một thanh "lightsaber" tí hon, nghe có vẻ khó tin, nhưng đây chính là công nghệ plasma mới đang được nghiên cứu.

Nếu dự án nghiên cứu thú vị này thành công, chúng ta có thể sẽ thương mại hoá những bút plasma jet lạnh áp suất khí quyển (low-temperature atmospheric pressure plasma jets - APPJ), có thể sử dụng ngay trong môi trường bình thường, hứa hẹn một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực y tế.

Plasma là trạng thái ion hoá nên thành phần của plasma luôn có chứa các hạt mang điện là ion và electron tự do khiến cho plasma có tính dẫn điện rất tốt. Bên cạnh các hạt mang điện tích, là trạng thái có năng lượng cao plasma còn phát sáng, chứa các gốc tự do và hoạt chất. Các thành phần này khi tiếp xúc với môi trường có thể biến đổi môi trường đó tạo nên rất nhiều ứng dụng của plasma. 

Plasma lạnh là plasma ở nhiệt độ phòng nên có thể tác động trực tiếp lên vết thương hở biến đổi môi trường vết thương để giúp các vết thương hở liền nhanh hơn. 

Các kỹ sư từ Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử Trung Quốc đã tìm ra cách giải phóng một dòng ion được tạo ra bằng vi sóng và làm cho nó mở rộng đủ xa để chạm vào các bề mặt gần đó. Các kỹ sư có thể kết hợp nhiều APPJ nhỏ để làm ion hóa bề mặt vật liệu. Các bác sĩ cũng có thể sử dụng chúng để khử trùng vết thương, làm sạch răng và thậm chí giúp đông máu.

“Với sự phát triển của plasma jet nhiệt độ thấp, các ứng dụng của plasma trong lĩnh vực y sinh sẽ được mở rộng, không chỉ dùng như một con dao phẫu thuật mà còn cho điều trị da, khử trùng và điều trị ung thư ", kỹ sư Wenjie Fu nói.

Chỉ có một vấn đề nhỏ. Cho đến bây giờ, những  plasma jet này có một giới hạn khó chịu - để ổn định chúng, bạn sẽ cần một ống phân cực làm từ vật liệu như thạch anh.

Điều này sẽ giống như bọc một thanh lightsaber trong một ống nhựa trong để giữ nó: không hoàn toàn thiết thực và cũng chẳng ai muốn làm vậy.

Để loại bỏ hộp chứa như vậy mà không làm tăng nhiệt độ của plasma jet, các nhà nghiên cứu đã bỏ bộ dẫn vi sóng mà các thiết bị khác sử dụng để tạo plasma và thay vào đó là dùng cấu trúc loại cáp đồng trục.

Kết hợp với khoảng cách giữa các phần tử, chúng có thể làm tăng mật độ điện trường của vi sóng mà không cần thêm năng lượng.

Một vài điều chỉnh quan trọng ở phần cuối của hệ thống truyền tải đồng trục này cũng cho phép chúng dẫn khí xung quanh bên ngoài và plasma xuống trung tâm, cho phép chúng bỏ ống thạch anh và vẫn điều chỉnh các đặc tính của khí.

Kết quả là một dòng plasma được định hướng có thể tiêu diệt vi khuẩn và làm đông máu, và đủ mát để chạm vào; hoặc nó có thể được tăng cường để đốt thịt (cho mục đích phẫu thuật).

Công nghệ y tế này chỉ mới ở đầu một đoạn đường dài, nhưng với bằng chứng về những gì có thể làm được, một “lightsaber tí hon" như vậy có thể nằm trong tay bác sĩ trong tương lai không xa.