Năm 2013, trong một lần ghé thăm Bệnh viện Ugandan ở châu Phi, Manu Prakash - một nhà nghiên cứu lý sinh học người Ấn Độ - trông thấy một chiếc máy ly tâm được người ta sử dụng để… chặn cửa ra vào.
Đây là thiết bị dùng để quay các ống nghiệm chứa mẫu thử với tốc độ cao nhằm làm cho các chất trong máu chìm xuống đáy ống. Quá trình này dùng để tách mọi thứ, từ tế bào cho đến các vi khuẩn hay ADN. Vì vậy, nó đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong ngành khoa học hiện đại và là thiết bị cực kỳ cần thiết trong các bệnh viện hay phòng thí nghiệm.
| Manu Prakash giới thiệu về sản phẩm kính hiển vi bỏ túi của mình. (Nguồn: TED) |
| Manu Prakash đang làm việc tại Đại học Stanford. Anh có sở thích chế tạo ra các thiết bị giá rẻ tương tự như Paperfude. Năm ngoái, anh đã chế tạo ra Foldscope, kính hiển vi bỏ túi với giá chỉ 1 USD bằng một tờ giấy. Prakash cũng là người sáng tạo ra miếng dán da phát hiện ký sinh trùng nhờ sóng siêu âm với giá không tới 10 USD. Năm ngoái, anh đã được trao giải thưởng “thiên tài” MacArthur trị giá 625.000 USD, dành cho người có những đóng góp hay cải tiến đặc biệt cho xã hội. |
Dù rất quan trọng nhưng yếu điểm của thiết bị này là… chạy bằng điện. Vì vậy, tại các quốc gia kém phát triển, những nơi chưa có điện, chúng trở nên vô ích tại các bệnh viện. Và, cũng vì vậy là rất nhiều loại xét nghiệm chẩn đoán cơ bản không thể thực hiện được.
Prakash cho biết: “Mặc dù bệnh viện liệt kê kết quả của tất cả các loại xét nghiệm họ đã làm, nhưng thật ra, đa số xét nghiệm đó đều cần dùng đến máy ly tâm mới làm được. Tôi thấy những bệnh viện này thực sự cần một chiếc máy ly tâm không sử dụng điện”.
Ý tưởng từ món đồ chơi
Với quyết tâm tạo ra một máy ly tâm giá rẻ, Saad Bhamla và những thành viên nghiên cứu trong nhóm Prakash bắt đầu bằng việc tìm hiểu hoạt động của các thiết bị có chức năng xoay đơn giản. Ban đầu, trò chơi yo – yo được chọn thử nghiệm, nhưng đáng tiếc nó chỉ xoay được 4.000 vòng/phút. Với tốc độ xoay này, phải tốn rất nhiều thời gian mới có thể thực hiện được một xét nghiệm đơn giản. Điều tương tự cũng xảy ra với các thiết bị xoay bằng tay, máy đánh trứng hay máy làm ráo rau củ…
Prakash đã yêu cầu đội ngũ của mình mang nhiều đồ chơi đến phòng thí nghiệm hơn. Và một trong số họ đã mang trò chơi con quay dây đến. Món đồ chơi đơn giản này được biết đến từ khoảng hơn 5.000 năm trước. Chúng được làm từ những sợi dây xỏ xuyên qua giữa hai lỗ trên những chiếc đĩa nhỏ hình tròn có hai lỗ, hay đơn giản là chiếc cúc áo. Khi chơi, người ta cầm hai bên đầu dây xoay vòng chiếc đĩa ở giữa để dây xoắn lại. Sau đó kéo nhẹ 2 đầu dây ra ngoài để chiếc đĩa tự xoay với tốc độ cực nhanh theo hướng ngược lại.
Cả nhóm đã rất ngạc nhiên khi chứng kiến loại đồ chơi này có thể xoay được đến 10.000 vòng/phút. Prakash cho biết: “Đây đích thực là thứ chúng tôi cần. Nhóm đã dành ra 6 tháng để tìm hiểu xem làm cách nào để nó có thể xoay nhanh đến vậy và làm sao để nó quay nhanh hơn nữa”.
Paperfuge – máy ly tâm siêu rẻ
Nhóm nghiên cứu đã thử thay đổi kích cỡ của chiếc đĩa, vị trí của những cái lỗ hay chất liệu dây và tốc độ kéo dây của người sử dụng. Cuối cùng, tốc độ xoay lớn nhất mà món đồ chơi đạt được là 125.000 vòng/phút. Đây được xem là tốc độ nhanh nhất do một thiết bị sử dụng sức người tạo ra. Prakash đặt tên cho nó là Paperfuge.
| Một chiếc Paperfuge. (Nguồn: The Atlantic) |
Hiện tại, chiếc máy ly tâm Paperfuge sử dụng một chiếc đĩa làm bằng giấy không thấm nước, dây cước câu cá cột với hai tay cầm gỗ để dễ dàng xoay. Với chưa đầy 2 phút xoay, Paperfuge đã có thể tách các tế bào khỏi huyết tương và trong 15 phút, nó có thể tách ký sinh trùng sốt rét khỏi mẫu máu… Thiết bị này rất nhẹ và chỉ trị giá 20 xu Mỹ (khoảng 5.000 đồng) và được giới chuyên môn đánh giá là giúp các xét nghiệm chẩn đoán trở nên chính xác, nhanh chóng. Các nhân viên y tế có thể sử dụng máy một cách dễ dàng kể cả ở những vùng xa xôi, hẻo lánh.
Andres Martinez - một nhà sáng tạo các thiết bị y tế có giá thành thấp nhận định: “Chiếc máy được thiết kế thật đơn giản nhưng cũng rất thông minh. Bên cạnh những tính năng hiệu quả, Paperfuge sẽ là thiết bị tạo cảm hứng cho những suy nghĩ sáng tạo ra các sản phẩm công nghệ đơn giản dùng để cải thiện chất lượng cuộc sống trong thời buổi thế giới đang ngày càng phát triển như hiện nay”.
Nhóm nghiên cứu vẫn đang thử nghiệm chế tạo công cụ bằng những vật liệu khác. Hiện họ đã mang Paperfuge đến vùng nông thôn Madagascar để các nhân viên y tế sử dụng và kiểm nghiệm. Prakash nói: “Lần đầu tiên khi bạn giải thích về Paperfuge, mọi người sẽ nhìn bạn với ánh mắt đầy nghi ngờ. Nhưng khi bạn mang nó ra chứng minh cho mọi người, nó được xem như một bóng đèn ở nơi chưa có điện”.