Công nghệ mới giúp nuôi trồng tế bào thực vật để in 3D các loại gỗ

Nhóm nhà khoa học từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát minh một công nghệ nuôi trồng tế bào thực vật trong phòng thí nghiệm, sau đó sử dụng in 3D để tạo ra các loại gỗ khác nhau theo yêu cầu.

Ngừng chặt cây! Khẩu hiệu này sẽ vẫn là một khẩu hiệu mãi mãi? Chúng ta đã phá hủy cây cối như thể cây lớn lên trong một ngày và như thể số lượng không giới hạn.

Phá rừng không kiểm soát là một trong những nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu.

Một cuộc khảo sát về rừng toàn cầu cho thấy, kể từ khi bắt đầu nền văn minh nhân loại, chúng ta đã xóa sổ 54% tổng số cây trên Trái đất, mặc dù ai cũng biết rằng nạn phá rừng không kiểm soát là một trong những nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu, các đợt nắng nóng, hạn hán và sóng thần.

Chúng ta vẫn chặt cây với số lượng lớn hàng ngày để làm những sản phẩm như giấy, sáp, thuốc, cao su và đồ nội thất. Một số sản phẩm có ý nghĩa cơ bản với cuộc sống đến mức chúng ta không thể tưởng tượng được cuộc sống sẽ thế nào nếu không có những sản phẩm này.

Điều đó có nghĩa là chúng ta sẽ tiếp tục chặt cây để thỏa mãn nhu cầu và mong muốn của mình?

Trong tương lai, có thể vấn đề chặt phá rừng sẽ không có ý nghĩa. Tất cả có thể bắt đầu bằng một phát minh mang tính đột phá, được đăng trên Engineer vào tháng 5/2022. Một nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Materials Today đã làm rõ bản chất một loại gỗ, được trồng trong phòng thí nghiệm in 3D đầu tiên trên thế giới. Từ kết quả của nghiên cứu này, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã chứng minh được, chặt phá rừng không còn cần thiết để sản xuất gỗ.

Sản xuất đồ gỗ không chặt cây

Các tác giả MIT, trên cơ sở kết quả đạt được của nghiên cứu, đã chế tạo ra gỗ có thể tùy chỉnh trong phòng thí nghiệm từ những tế bào của một loài thực vật có hoa được gọi là Zinnia elegans, thường được gọi là giống zinnia thông thường. Nhóm nghiên cứu tuyên bố, phương pháp hoàn toàn mới lạ này cho phép nhóm nghiên cứu in sinh học các mảnh gỗ có hình dạng và kích cỡ bất kỳ. Điều đó có nghĩa là, nếu cần một chiếc bàn gỗ, công nghệ mới có thể trực tiếp sản xuất một chiếc bàn gỗ từ các tế bào.

Sử dụng công nghệ này, sẽ không còn nạn chặt phá rừng và lãng phí, tương tự như quá trình sản xuất đồ gỗ nội thất truyền thống. Kết quả kỳ diệu này đạt được bằng phương pháp xử lý các tế bào zinnia thông thường, trước tiên bằng môi trường lỏng và sau đó bằng dung dịch gel. Dung dịch gel bao gồm các hormone và chất dinh dưỡng.

Vật chất thực vật nhân tạo từ tế bào, công nghệ mới in 3D sản xuất gỗ các loại. (Video Finite Future).

Bằng cách thay đổi nồng độ của các kích thích tố này, các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát độ cứng, sức mạnh, mật độ và nhiều tính chất vật lý và cơ học khác của vật chất thực vật được trồng trong phòng thí nghiệm.

Nhấn mạnh tầm quan trọng của nghiên cứu, các nhà khoa học đã viết trong bài báo: “Công trình nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp mới để tạo ra những vật liệu thực vật, có thể điều chỉnh được bằng công nghệ in 3D từ nuôi cấy tế bào với khả năng giảm chất thải, tăng năng suất và tỷ lệ sản xuất, giảm sự gián đoạn môi trường vì những mẫu cấy được tạo ra từ một mẫu thực vật, không phải hy sinh toàn bộ thảm thực vật”.

Đây chỉ là một bước khởi đầu nhỏ

Sau khi hoàn thành công trình nghiên cứu tại MIT, tác giả chính của nghiên cứu, Ashley Beckwith thành lập một công ty có tên là FORAY bioscience nhằm tiếp tục phát triển các kỹ thuật và phương pháp trồng gỗ mới mà không cần chặt cây. Phương pháp hiện nay liên quan đến việc phát triển các chất thực vật từ những tế bào giống zinnia thông thường chỉ là bước đầu tiên của sự phát triển công nghiệp theo hướng tế bào này.

Đây cũng là phương pháp đầu tiên sử dụng kỹ thuật mô để sản xuất chất thực vật trong phòng thí nghiệm. Cho đến nay, các nhà khoa học chỉ sử dụng phương pháp này cho nuôi cấy tế bào động vật.

“Các khái niệm tương tự chưa được dịch chuyển sang không gian nuôi cấy thực vật, đặc biệt là đối với kỹ thuật sản xuất vật liệu. Do đó, công trình đại diện cho cái nhìn đầu tiên về phương thức tiếp cận nông nghiệp tế bào để tạo ra nguyên liệu thực vật”, các nhà nghiên cứu bình luận trong báo cáo khoa học.

Beckwith và nhóm nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch in 3D gỗ trong phòng thí nghiệm từ những tế bào của cây như cây thông. Nếu nhóm nhà khoa học của FORAY bioscience thành công và được công nhận, thế giới có thể sẽ có giải pháp chấm dứt nạn chặt phá rừng.