20. Một khối lập phương bằng nhôm (alpha =23cdot 10^-6K^-1) có cạnh 20,0 cm nối trên thuỷ ngân. Hỏi khối đó chìm sâu thêm xuống thuỷ ngân bao nhiêu khi nhiệt độ tǎng từ 270 K đến 320 K. (Hệ số nở khối của thuỷ ngân là beta =1,80cdot 10^-4K^-1) . Cho biết khối lượng riêng của nhôm là rho _(1)=2,79g/cm^3 và của thủy ngân là rho _(2)=13,6 g/cm^3 Đáp số: 0,266 mm

Sản xuất nhiên liệu từ quang hợp nhân tạo (1) Nhân loại đang phải đối mặt với  vấn đề khủng hoảng năng lượng:  nhiên  liệu  hóa  thạch  đang  dần  cạn kiệt, những túi dầu trong lòng  đất đang vơi đi một cách không  kiểm soát, phát triển năng lượng  hạt nhân gặp phải những vấn đề  về  nguy  cơ  mất  an  toàn...  Cùng  với đó là phát thải khí nhà kính gia  tăng ở mức báo động, trở thành  mối  nguy  hại  lớn  và  hiểm  họa  khôn lường (gây ra hiện tượng ấm  lên  toàn  cầu,  khí  hậu  diễn  biến  không theo quy luật, những hiện  tượng thời tiết cực đoan gia tăng  mạnh mẽ...). An ninh năng lượng  và phát triển bền vững đang đặt  ra  thách  thức  chưa  từng  có  đối  với loài người. Những hệ lụy là vô  cùng lớn, quyết định sự tồn vong  của Trái đất. (2) Từ năm 1970, thế giới đã chứng  kiến    sự tăng trưởng nhanh chóng  về nhu cầu năng lượng, trong đó  nguồn cung cấp chủ yếu là nhiên  liệu hóa thạch và sản xuất điện  tập  trung.  Nhưng  dự  kiến  bức  tranh về năng lượng tương lai  sẽ  rất khác. Hiện tại, cuộc chiến  về sản lượng trên thị trường dầu  mỏ  ở  Trung  Đông  đã  đẩy  giá  năng lượng đè nặng lên vai người  dân. Những ông lớn trong ngành  năng lượng đang sử dụng nguồn  cung năng lượng như vũ khí trong  cuộc chiến thương mại toàn cầu  khi sự phụ thuộc của các quốc gia  vào  dầu  mỏ,  khí  đốt  ngày  càng  trở nên bức thiết hơn bao giờ hết.  Nga, Mỹ, EU và những quốc gia  khác đang cố gắng tối đa sức ảnh  hưởng và tác động chính trị của  mình lên cán cân năng lượng toàn  cầu. Chính vì vậy, Ủy ban châu Âu  (EC) đã thúc đẩy sự hình thành  một  Liên  minh  năng  lượng  cho  sự phối hợp các chính sách năng  lượng bao gồm cả việc tiết kiệm  năng lượng và giảm khí thải CO 2 cho đến việc đa dạng hóa nguồn  cung an ninh năng lượng. (3) Cùng  với  cuộc  chiến  năng  lượng,  một  vấn  đề  khác  đe  dọa  trực tiếp mối an nguy và phát triển  bền vững của nhân loại chính là  việc phát thải khí nhà kính đang  ngày  càng  gia  tăng  -  là  nguyên  nhân  chủ  yếu  của  hiện  tượng  ấm  lên  toàn  cầu.  Việc  sử  dụng  nhiên liệu hóa thạch đồng nghĩa  với việc tăng cường phát thải khí  nhà kính. Hiện tốc độ giải phóng  CO 2  tiếp tục tăng nhanh do các  hoạt động công nghiệp của con  người  và  cả  do  những  nguyên  nhân  của  ấm  lên  toàn  cầu  như  băng tan, khí nhà kính giải phóng  từ lòng đất... Một nghiên cứu của  Viện Hải dương học NOAA (Mỹ)  đã cho thấy, CO 2  trong khí quyển  tiếp  tục  tăng  nhanh  vào  năm  2019  với  mức  trung  bình  trong  tháng 5 đạt đỉnh 414,7 ppm, đây  là chỉ số cao nhất theo mùa được  ghi nhận trong 61 năm quan sát  trên đỉnh núi lửa lớn nhất Hawaii.  Giá  trị  đỉnh  năm  2019  cao  hơn  3,5 ppm so với đỉnh 411,2 ppm  vào tháng 5/2018, đánh dấu bước  nhảy hàng năm cao thứ hai trong  lịch sử. (4) Những vấn đề nêu trên đã đặt  ra yêu cầu về chiến lược phát triển  bền vững trong tương lai là phải  đáp  ứng  được  mục  tiêu  lâu  dài  về năng lượng và khí hậu. Xuất  phát từ đó, nhằm biến thách thức  thành cơ hội, các nhà khoa học  khắp thế giới đang nỗ lực nghiên  cứu tạo ra các nguồn năng lượng  sạch và bền vững. Những nguồn  năng  lượng  này  phải  giải  quyết  được bài toán 2 trong 1, tức là vừa  tái  tạo  nguồn  năng  lượng,  vừa  giảm phát thải khí nhà kính. Bởi  vậy, mục tiêu lớn nhất mà các nhà  khoa học đặt ra là biến tài nguyên  CO 2  dư thừa trong khí quyển và  nguồn năng lượng mặt trời vô tận  thành nguồn nhiên liệu phục vụ  các hoạt động của cuộc sống.   (5) Chuyển  đổi  quang  hóa  CO 2 thành  nhiên  liệu  được  các  nhà  khoa học kỳ vọng là giải pháp đột  phá để lưu trữ năng lượng mặt trời  dưới dạng các kiên kết hóa học.  Tuy  nhiên,  thách  thức  lớn  nhất  hiện  nay  mà  chúng  ta  chưa  thể  vượt qua đó là hydrocarbon có giá  trị năng lượng cao hiếm khi được  tạo ra theo phương pháp truyền  thống vì những thách thức động  học.   (6) Thực  vật  sử  dụng  ánh  sáng  mặt trời để điều khiển các phản  ứng hóa học giữa nước và CO 2 .  Khi những tia nắng mặt trời chạm  vào lá cây sẽ kích thích các điện  tử  (electron)  trong chất diệp lục.  Những  điện  tử  bị  kích  thích  khi  nhận  được  năng  lượng  từ  ánh  sáng  mặt  trời  sẽ  thúc  đẩy  các  phản ứng hóa học biến đổi CO 2  và  nước thành glucose. Nhiều phát  minh mang tính ứng dụng rộng rãi  trong cuộc sống nhờ việc chúng  ta bắt chước tự nhiên. Không nằm  ngoài những phát hiện quan trọng  đó, các nhà khoa học đã học hỏi  chính  những  “người  thầy  thực  vật” để làm một công việc có ích.  Theo  đó,  trong  một  nghiên  cứu  mới công bố trên tạp chí  Nature ,  các nhà khoa học thuộc Đại học  Illinois  tại  Urbana-Champaign  (Mỹ) đã tạo ra bước đột phá trong  việc chuyển đổi CO 2  dư thừa trong  khí quyển thành các nguồn năng  lượng hữu ích cho cuộc sống.   (7) Các nhà khoa học của Đại học  Illinois  tại  Urbana-Champaign  (Mỹ)  đã  sử  dụng  các  hạt  nano  vàng  (Au)  để  thay  thế  cho  chất  diệp lục - một sắc tố hoạt động  như một chất xúc tác trong quang  hợp tự nhiên, giúp thúc đẩy phản  ứng hóa học ở thực vật. Có thể  nói,  đây  là  một  bước  tiến  lớn,  hướng tới việc xây dựng một hệ  thống tái chế carbon, trong đó tận  dụng ánh sáng mặt trời để chuyển  đổi hiệu quả CO 2  và nước thành  nhiên liệu lỏng. Bằng cách tối ưu  hóa hệ thống thực hiện phản ứng,  giờ đây họ có thể điều khiển các  phản ứng hóa học hai electron để  tăng tính hiệu quả về mặt năng  lượng. (8) Mục tiêu ở đây là sản xuất các  hydrocacbon  phức,  hóa  lỏng  từ  CO 2  dư  thừa  và  các  tài  nguyên  bền vững khác như ánh sáng mặt  trời. Nhiên liệu lỏng là lý tưởng vì  chúng dễ vận chuyển, an toàn và  tiết kiệm hơn so với khí đốt. Hơn  nữa,  chúng  được  tạo  ra  từ  các  phân tử chuỗi dài chứa nhiều liên  kết  hơn,  có  nghĩa  là  chúng  lưu  trữ năng lượng nhiều hơn. Nhóm  nghiên  cứu  của  Đại  học  Illinois  do GS P.K. Jain dẫn đầu đã phát  triển một quy trình nhân tạo, sử  dụng  cùng  một  phần  ánh  sáng  xanh lục của phổ ánh sáng  được  thực vật sử dụng trong quá trình  quang  hợp  tự  nhiên  để  chuyển  CO 2  và nước thành nhiên liệu, với  Sungju Yu (bên phải) và P.K. Jain - các tác giả của công trình. chất xúc tác là các hạt nano vàng  giàu điện tử.   (9) Trong  quang  hợp,  thực  vật  chuyển  đổi  năng  lượng  từ  ánh  sáng mặt trời thành glucose bằng  cách sắp xếp lại các phân tử nước  và CO 2 . Quá trình mới bắt chước  khả năng tự nhiên này thông qua  các thao tác hóa học tạo ra nhiên  liệu lỏng mà không cần chất diệp  lục.  Nhưng  thay  vì  dựa  vào  các  sắc tố thực vật có khả năng phân  hủy sinh học để chuyển đổi năng  lượng ánh sáng thành năng lượng  hóa  học,  các  nhà  khoa  học  đã  tìm ra một phương pháp tốt hơn,  đó là phát triển quang hợp nhân  tạo, tạo ra các hydrocacbon năng  lượng  cao  bằng  cách  tận  dụng  các hạt nano vàng giàu electron  có kích thước 13-14 nanomet làm  chất xúc tác. Trong nghiên cứu,  các  nhà  khoa  học  đã  chọn  sử  dụng các chất xúc tác kim loại để  hấp thụ ánh sáng xanh và chuyển  các electron và proton cần thiết  cho các phản ứng hóa học giữa  CO 2  và nước. Các hạt nano vàng  hoạt  động  đặc  biệt  tốt  như  một  chất xúc tác vì bề mặt của chúng  tương tác thuận lợi với các phân  tử CO 2 , tăng hiệu quả hấp thụ ánh  sáng  và  không  bị  phá  vỡ  hoặc  biến chất như các kim loại khác. (10) Nghiên  cứu  mới  này  đã  tạo  ra  bước  tiến  xa  hơn  khi  chuyển  CO 2  thành các phân tử nhiên liệu  hydrocarbon phức tạp (bao gồm  propan và metan) được tổng hợp  bằng cách kết hợp ánh sáng xanh  với các hạt nano vàng trong chất  lỏng ion. Ngoài propan và metan,  phương pháp này cũng cho phép  tạo  ra  ethylene,  acetylene  và  propene.  Đây  là  những  nguyên  liệu quan trọng mà một ngày nào  đó cho phép lưu trữ năng lượng  khả thi dùng trong pin nhiên liệu. (11) Như  vậy,  bằng  cách  chuyển  đổi CO 2  thành các phân tử phức  tạp hơn như propan, công nghệ  năng lượng xanh hiện đã tiến một  bước gần hơn đến việc sử dụng  CO 2  dư thừa để lưu trữ năng lượng  mặt  trời  dưới  dạng  liên  kết  hóa  học.  Nguồn  năng  lượng  này  có  thể được sử dụng vào những lúc  không có ánh sáng mặt trời hoặc  vào  thời  điểm  nhu  cầu  sử  dụng  năng lượng cao nhất. (12) Có thể nói, thành quả nghiên  cứu của các nhà khoa học thuộc  Đại học Illinois đã tạo ra bước đột  phá, mở ra triển vọng mới trong  việc  giải  quyết  bài  toán  khủng  hoảng  năng  lượng  và  an  ninh  môi trường. Tuy nhiên, theo đánh  giá của cộng đồng các nhà khoa  học trong lĩnh vực này thì còn rất  nhiều việc phải làm phía trước để  công nghệ này sẵn sàng được sử  dụng và nhân rộng, đáp ứng nhu  cầu cuộc sống. (Nguồn: “Sản xuất nhiên liệu từ quang hợp nhân tạo”, Nguyễn Đức Minh, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Việt Nam, số 10, năm 2019) Đâu là nhận xét đúng về vấn đề năng lượng toàn cầu? A. Nguồn tài nguyên năng lượng trên thế giới là vô tận và không bao giờ vơi cạn B. Nguồn tài nguyên năng lượng trên thế giới đang dần cạn kiệt C. Nguồn tài nguyên năng lượng trên thế giới đang được tái sinh D. Các phương án trên đều sai

PHẦN 2: ĐỌC HIỂU PHOTON LÀ MỘT CÔNG CỤ Photon là hạt ánh sáng. Một tia sáng hoặc một chùm sáng là tập hợp của rất nhiều photon. Nếu bạn đang đọc bài viết này thì tức là đang có những dòng photon mang hình ảnh của các từ ngữ vào trong mắt bạn. Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều là ánh sáng và tất cả chúng đều được cấu thành bởi các photon. Các photon có ở khắp nơi quanh bạn. Chúng lan truyền qua những sợi cáp nối để phân phối tín hiệu mạng, truyền hình và điện thoại. Chúng được dùng trong việc tái chế chất dẻo, để phá vỡ các vật thể thành những khối cấu trúc nhỏ có thể sử dụng trong những vật liệu mới. Chúng được dùng ở bệnh viện, trong những chùm tia chiếu đến và phá hủy các mô ung thư. Chúng là chìa khóa cho mọi loại nghiên cứu khoa học. Photon là thiết yếu trong vũ trụ học: nghiên cứu quá khứ, hiện tại và tương lai của vũ trụ. Các nhà khoa học nghiên cứu các ngôi sao qua việc khảo sát bức xạ điện từ mà chúng phát ra, như sóng vô tuyến và ánh sáng nhìn thấy. Các nhà thiên văn học phát triển những bản đồ thiên hà của chúng ta và những thiên hà lân cận qua việc chụp ảnh bầu trời bằng vi sóng. Họ phát hiện bụi vũ trụ cản trở việc quan sát các ngôi sao ở xa nhờ việc phát hiện ánh sáng hồng ngoại của chúng. Các nhà khoa học thu thập những tín hiệu mạnh, dưới dạng bức xạ tử ngoại; tia X và tia gamma phát ra bởi những vật thể năng lượng cao trong thiên hà của chúng ta và ở xa hơn. Họ còn thu được cả những tín hiệu yếu, như mẫu ánh sáng mờ nhạt được gọi là nền vi sóng vũ trụ, có vai trò như một bản ghi chép về trạng thái của vũ trụ vài giây sau Vụ nổ lớn. Photon cũng vẫn quan trọng trong vật lý học. Năm 2012, các nhà khoa học ở Máy va chạm hardon lớn đã khám phá ra boson Higgs qua việc nghiên cứu sự phân hủy của nó thành các cặp photon. Nhà vật lý Donna Strickland đã cùng chia sẻ giải Nobel vật lý năm 2018 cho công trình phát triển các xung laser cực ngắn, cường độ cao tạo bởi ánh sáng năng lượng cao hội tụ mạnh. Các thiết bị được gọi là nguồn sáng tạo ra những chùm tia X, tử ngoại và hồng ngoại cường độ mạnh giúp các nhà khoa học chia nhỏ các bước của những quá trình hóa học nhanh nhất và khảo sát vật chất ở cấp độ phân tử. Jennifer Dionne, phó giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu tại đại học Stanford, cho biết: “Trong toàn bộ quang phổ điện từ, các photon có thể cung cấp cho chúng ta vô vàn thông tin về thế giới.” Dionne hướng dẫn nghiên cứu trong lĩnh vực quang nano, một ngành vật lý trong đó các nhà khoa học kiểm soát ánh sáng và nghiên cứu tương tác của chúng với các phân tử và cấu trúc có kích thước nano. Cùng với những dự án khác, phòng thí nghiệm của bà sử dụng photon để tăng hiệu quả của các chất xúc tác, chất dùng để kích thích các phản ứng hóa học xảy ra với hiệu quả cao. “Ánh sáng – photon – là một thuốc thử trong hóa học mà người ta không phải lúc nào cũng nghĩ tới”, Dionne nói. “ Người ta thường nghĩ tới việc thêm các hóa chất mới kích hoạt một phản ứng nhất định hoặc để kiểm soát nhiệt độ hay độ pH của một dung dịch. Ánh sáng có thể mang lại một hướng nghiên cứu hoàn toàn mới và một bộ công cụ hoàn toàn mới.” Một số nhà vật lý thậm chí còn dang tim kiếm những loại photon mới. Các “photon tối” trên lý thuyết sẽ giữ vai trò như một loại boson đo mới, làm trung gian cho tương tác giữa các hạt vật chất tối. Theo Dionne, các photon luôn chứa đầy những điều bất ngờ. Từ “thù hình” ở dòng số 1 có nghĩa là A. các đơn chất khác nhau của cùng một nguyên tố. B. các chất khác nhau có cùng số lượng các nguyên tố. C. các hợp chất có cùng phần trăm các nguyên tố . D. các hợp chất khác nhau của cùng một nguyên tố. Thí nghiệm trên động vật: Những tranh cãi chưa có hồi kết Thí nghiệm trên động vật được biết đến là phương pháp thử nghiệm giúp nghiên cứu và phát triển nhiều lĩnh vực, đặc biệt là thuốc và các phương pháp điều trị bệnh trước khi áp dụng trên con người. Hãy cùng tìm hiểu về những lợi ích và bất lợi của thí nghiệm trên động vật để bạn có được góc nhìn đa chiều về vấn đề này. Con người là một loài động vật thuộc lớp thú và là sản phẩm của quá trình tiến hóa như bao loài khác. Nhiều loài động vật trong lớp thú (như khỉ, thỏ, chuột, lợn, ...) có cấu tạo, quá trình sinh lí, bệnh tật tương tự như con người. Vì vậy, chọn động vật để thực hiện các thí nghiệm khoa học trước khi tác động trực tiếp lên con người là cần thiết để tránh các rủi ro không lường trước được. Vậy, sử dụng động vật làm thí nghiệm có vai trò như thế nào? Thứ nhất, động vật là đối tượng rất phù hợp với nghiên cứu khoa học sinh học. Đa số động vật được dùng làm thí nghiệm thường có vòng đời ngắn, dễ nuôi. Chẳng hạn, chuột trong phòng thí nghiệm chỉ sống được hai đến ba năm, vì vậy các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu tác động của các phương pháp điều trị hoặc thao tác di truyền trong toàn bộ tuổi thọ hoặc qua nhiều thế hệ. Đây là điều không thể thực hiện được trên đối tượng là con người. Đối với nghiên cứu ung thư dài hạn, nhờ vào tuổi thọ ngắn mà chuột đặc biệt phù hợp với loại nghiên cứu này Thứ hai, hình thành và phát triển nhiều phương pháp điều trị mới. Gần như mọi đột phá y tế trong 100 năm qua đều có kết quả trực tiếp đến từ nghiên cứu sử dụng động vật. Nghiên cứu trên động vật cũng góp phần vào những tiến bộ lớn trong việc tìm hiểu và điều trị các tình trạng như ung thư vú, chấn thương não, bệnh bạch cầu ở trẻ em, bệnh xơ nang, sốt rét, ... và nhiều bệnh khác. Thứ ba, động vật được sử dụng phổ biến trong các thử nghiệm tác dụng thuốc. Hệ thống sống như con người và động vật là vô cùng phức tạp. Việc nghiên cứu thuốc lên tế bào đích trong đĩa thí nghiệm chỉ cho thấy tác động lên tế bào đơn lẻ, mà không cho thấy được tác động tổng thể lên các cơ quan và nhiều quá trình sinh lí trong một cơ thể thống nhất. Vì vậy, việc thử nghiệm tác dụng chính, tác dụng phụ và liều dùng của thuốc lên một cơ thể toàn vẹn là cần thiết và không thể thay thế. Thứ tư, thí nghiệm trên động vật để đảm bảo độ an toàn sản phẩm về thực phẩm, mỹ phẩm dùng cho con người. Một số mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe phải được thử nghiệm trên động vật để đảm bảo an toàn trước khi sử dụng trên người. Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đồng ý việc sử dụng thử nghiệm trên động vật để đảm bảo an toàn khi sử dụng mỹ phẩm. Ngoài những vai trò to lớn, việc sử dụng động vật làm thí nghiệm gây ra nhiều tranh cãi. Đặc biệt là trên khía cạnh chuẩn mực đạo đức, giá trị nhân văn của con người. Dưới góc nhìn về đạo đức, thí nghiệm trên động vật bị coi là tàn nhẫn và vô nhân đạo. Theo tổ chức Hội Nhân đạo Quốc tế (Humane Society International), động vật được sử dụng trong các thí nghiệm thường bị ép ăn, sống trong điều kiện thiếu thức ăn và nước, bị gây tổn thương để nghiên cứu quá trình chữa bệnh. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) đã báo cáo vào năm 2016 rằng có đến 71.370 động vật bị tổn thương nhưng không được dùng giảm đau, bao gồm 1.272 động vật linh trưởng, 5.771 con thỏ, 24.566 chuột lang và 33.280 chuột hamster. Một ý kiến phản đối khác về việc sử dụng động vật làm thí nghiệm liên quan đến một số thuốc thử nghiệm thành công trên động vật nhưng không thành công ở người. Các thí nghiệm an toàn trên động vật không có nghĩa là an toàn với người. Việc sử dụng thuốc ngủ thalidomide vào những năm 1950 đã khiến 10.000 trẻ sơ sinh bị dị tật nghiêm trọng, dù đã được thử nghiệm đẩy đủ trên động vật trước khi phát hành rộng rãi. Thí nghiệm trên động vật về thuốc viêm khớp Vioxx cho thấy có tác dụng bảo vệ tim ở chuột, tuy nhiên loại thuốc này đã gây ra hơn 27.000 cơn đau tim và tử vong do tim đột ngột ở người trước khi bị rút khỏi thị trường. Theo đánh giá tổng thể, thí nghiệm trên động vật mang đến lợi ích nghiên cứu khoa học, tuy nhiên cần có sự kiểm soát và sử dụng có mục đích. Bản thân động vật cũng có cảm xúc và có quyền được lựa chọn sống theo cách tạo hoá ban tặng. Do đó, việc sử dụng động vật cho mục đích nghiên cứu cần được kiểm tra, cân nhắc và xin phép trước khi thực hiện.

Đọc văn bản sau và trả lời câu hỏi: Nghiên cứu mới về siêu dẫn gần nhiệt độ phòng (1) Vật  liệu  được  coi  là  chất  siêu  dẫn  khi  năng lượng điện được  truyền đi với hiệu suất  100%.  Các chất siêu dẫn có thể  ứng dụng trong một loạt các thiết  bị như máy chụp cộng hưởng từ  trong  bệnh  viện.  Tuy nhiên,  sự  phát triển của các ứng dụng này  đã bị cản trở bởi vì trạng thái siêu  dẫn chỉ xuất hiện tại nhiệt độ thấp  hơn nhiệt độ phòng (295 K).  Trong  một  bài  báo  mới được  công  bố  trên Tạp chí Nature * , Drozdov và  các cộng sự đã  báo cáo một kết  quả đáng ngạc nhiên về tính chất  siêu dẫn của lanthanum hydride.  Khi bị nén tại một áp suất lớn hơn  một  triệu  lần  áp  suất  khí  quyển  của  trái  đất,  lanthanum  hydride  sẽ xuất hiện tính chất siêu dẫn ở  nhiệt độ 250 K - nhiệt độ cao nhất  của chất siêu dẫn từng được biết  đến. (2) Siêu  dẫn  được  phát  hiện  lần  đầu tiên trong thủy ngân tại nhiệt  độ dưới 4 K vào năm 1911. Nhiệt  độ  mà  tại  đó  vật  liệu  trở  thành  chất siêu dẫn được gọi là nhiệt độ  tới hạn.  Sau khi phát hiện ra siêu  dẫn, người ta thấy rằng cần thiết  phải tìm kiếm các vật liệu có nhiệt  độ tới hạn lớn hơn 4 K.  Trong hơn  một thế kỷ qua, nhiều chất siêu  dẫn đã được phát hiện, giá trị của  nhiệt độ tới hạn liên tiếp được cải  thiện và dần hướng tới mục tiêu  cuối  cùng  là  bằng  với  nhiệt  độ  phòng  (25 o C,  tương  đương  với  298 K). (3) Drozdov và  các  cộng  sự  đã  phá vỡ kỷ lục vào năm 2014 khi  họ  phát  hiện  ra  rằng  hydrogen  sulfide (một chất gây ra mùi thối  của  trứng  gà)  thể  hiện  tính  chất  siêu  dẫn  tại  nhiệt  độ  tới  hạn  khoảng  200  K  khi  nó  được  nén  với  một  áp  suất  gấp  2  triệu  lần  áp  suất  khí  quyển.  Sau  đó,  vào  năm 2018, hai nhóm nghiên cứu  độc  lập  (Drozdov  và  cộng  sự;  Somayazulu và cộng sự) đã công  bố  gần  như  đồng  thời  kết  quả  nghiên  cứu  của  mình  với  khẳng  định,  lanthanum  hydride  có  thể  xuất hiện tính chất siêu dẫn ở nhiệt  độ cao hơn (từ 215 đến 280 K). (4) Đặc điểm chung của các chất  siêu  dẫn  hydrogen  sulfide  và  lanthanum  hydride  là  chúng  rất  giàu hydro và tính chất siêu dẫn  chỉ  xuất  hiện  dưới  một  áp  suất  cực cao (hơn một triệu lần áp suất  khí quyển).  Trong điều kiện khắc  nghiệt như vậy, các liên kết hóa  học bị thay đổi đáng kể và hình  thành các cấu trúc mới không ổn  định.  Trong trường hợp lanthanum  hydride, áp suất cao đã dẫn đến  sự hình thành cấu trúc LaH 10 , cấu  trúc  hóa  học  này  có  hàm  lượng  hydro cao hơn nhiều so với cấu  trúc của lanthanum hydride tại áp  suất khí quyển. (5) Để đạt được áp suất cực cao  (gần bằng một nửa áp suất tại lõi  của trái đất), Drozdov và các cộng  sự đã sử dụng một thiết bị gọi là  tế bào đe bằng kim cương.  Thiết  bị này có thể nằm gọn trong lòng  bàn tay và tạo áp lực bằng cách  nén  mẫu,  trong  đó  mẫu  được  nằm trong một lá kim loại mỏng,  giữa hai viên kim cương có hình  dạng dẹt. Tuy nhiên cần  lưu  ý  rằng,  với  cấu  tạo  này  chỉ  một  số  phép  đo  là  có  thể  thực  hiện được,  vì mẫu có kích thước  rất nhỏ (~0,01 mm) và được bao  quanh bởi các lá kim loại và kim  cương  có  kích  thước  tương  đối  lớn.    Hơn nữa, để có thể đo được  độ  dẫn  điện,  các  dây  dẫn  điện  cần phải tiếp xúc với mẫu, nhưng  phải cách ly điện bằng giấy bạc. (6) Các  tác  giả  đã  vượt  qua  được  những  thách  thức  trong  việc  thiết  kế thí nghiệm  siêu dẫn với áp suất  cực cao và đã báo cáo những kết  quả  quan  trọng  về  tính  chất  siêu  dẫn tại nhiệt độ cao của lanthanum  hydride.  Để chứng minh rằng một  vật liệu là siêu dẫn, các nhà nghiên  cứu  thường  kiểm  tra  3  tính  chất  của vật liệu như sau: điện trở bằng  không, sự  giảm nhiệt độ tới hạn dưới  một từ trường  và từ thông bị đẩy ra  khỏi  bên  trong  vật  liệu  (một  hiện  tượng  vật  lý  được  gọi  là  hiệu  ứng  Meissner).  Drozdov  và  các  cộng  sự đã phát hiện ra 2 đặc tính đầu  tiên của chất siêu dẫn.  Đặc tính cuối  cùng - hiệu ứng Meissner đã không  thể quan sát được vì các mẫu quá  nhỏ. (7) Việc tìm kiếm tính chất siêu dẫn  nhiệt độ cao trong các vật liệu giàu  hydro có thể được liên kết với các  dự đoán trước đó vào năm 2004. Dự  đoán này dựa trên một lý thuyết cho  rằng các nguyên tố với khối lượng  nguyên tử thấp có thể đóng góp vào  giá trị nhiệt độ tới hạn cao.  Hydro  là nguyên tố nhẹ nhất trong bảng  tuần hoàn, do đó tối ưu cho nhiệt  độ tới hạn cao.  Dựa trên logic này,  việc thay thế hydro bằng một đồng  vị  deuterium  nặng  hơn  sẽ  dẫn  tới  giảm nhiệt độ tới hạn.  Drozdov và  các cộng sự đã quan sát tính chất  siêu  dẫn  với  đồng  vị  này  và  thấy  rằng nhiệt độ tới hạn của lanthanum  deuteride thấp hơn so với lanthanum  hydride. Kết luận này gần như chính  xác theo dự đoán của lý thuyết. (8) Từ quan điểm khoa học, những  kết quả này cho thấy chúng ta đang  bước  vào  giai  đoạn  chuyển  đổi  từ  tìm  kiếm  chất  siêu  dẫn  bằng  thực  nghiệm,  trực  giác  hoặc  may  mắn  sang tìm kiếm chất siêu dẫn dựa trên  các hướng dẫn được dự đoán bởi lý  thuyết. Nhiệt độ tới hạn của vật liệu  siêu dẫn từ lâu đã được coi là một  trong  những  tính  chất  khó  có  thể  tính toán chính xác.  Tuy nhiên, các  thực nghiệm trên hydrogen sulfide  và lanthanum hydride đã được thúc  đẩy bởi các kết quả từ tính toán lý  thuyết.  Những thành công đáng chú  ý này dường như được thúc đẩy bởi  các tiến bộ trong các phương pháp  tính toán gần đây. (9) Tầm quan trọng thực tế của tính  chất  siêu  dẫn  trong  các  vật  liệu  được tổng hợp với số lượng cực nhỏ  tại một áp suất lớn hơn áp suất khí  quyển một triệu lần là gì?  Câu trả  lời phụ thuộc vào việc các trạng thái  siêu dẫn có thể được phục hồi tại  áp suất khí quyển hay không.  Bản  thân kim cương là một ví dụ về vật  liệu  được  hình  thành  tại  áp  suất  cao nhưng có thể tồn tại trong áp  suất  khí  quyển.  Nỗ  lực  sản  xuất  kim cương tổng hợp cung cấp động  lực đáng kể cho sự phát triển của  các phương pháp thực nghiệm với  áp  suất  cao.  Tuy  nhiên,  ngày  nay  kim cương tổng hợp được phát triển  bằng cách sử dụng một kỹ thuật với  áp  suất  thấp  gọi  là  lắng  đọng  hơi  hóa học.  Về mặt lạc quan, cuối cùng  có thể sử dụng các phương pháp với  áp suất thấp tương tự để tạo ra các  chất siêu dẫn siêu bền được phát  hiện ban đầu tại áp suất cao. (10) Trong vài năm tới, các thí nghiệm  có  thể  sẽ  tập  trung  vào  việc  tìm  kiếm tính siêu dẫn trong các vật liệu  giàu hydro có áp suất thấp hơn.  Do  đó dường như nhiều khả năng giấc  mơ  siêu  dẫn  nhiệt  độ  phòng  có  thể được thực hiện trong tương lai  gần.  Tại  thời  điểm  đó,  thách  thức  lớn  sẽ  chuyển  từ  đẩy  nhiệt  độ  tới  hạn lên cao hơn sang đẩy áp suất  cần thiết xuống thấp hơn. (Nguồn: “Nghiên cứu mới về siêu dẫn gần nhiệt độ phòng”, Nguyễn Tuấn Hưng, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Việt Nam, số 9, năm 2019) Nội dung chính của văn bản trên là? A. Những trạng thái tồn tại của siêu dẫn B. Những ứng dụng của siêu dẫn C. Những cách sản xuất ra hydro D. Những nghiên cứu về siêu dẫn gần nhiệt độ phòng

1. Mới đây nhóm nghiên cứu của PGS.TS. Đỗ Văn Mạnh, Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã triển khai thành công hệ thống xử lý bùn thải thành phân hữu cơ và khí biogas, với công suất phát điện đạt 20 kW, tại thành phố Buôn Mê Thuột, Đắk Lắk. 2. Công nghệ này được nhóm bắt đầu nghiên cứu từ năm 2016, trong Chương trình nghiên cứu khoa học công nghệ theo Nghị định thư do Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì, với mục tiêu xây dựng quy trình công nghệ xử lý bùn thải hiệu quả ở quy mô công nghiệp, tạo ra những sản phẩm nông nghiệp có giá trị bền vững. 3. So với các quy trình xử lý truyền thống, công nghệ cho hiệu suất chuyển hóa bùn thải thành khí sinh học cao, giúp rút ngắn thời gian xử lý trong khoảng 15-20 ngày. Đặc biệt, hai sản phẩm thu được sau quá trình xử lý gồm khí biogas và phân bón sinh học đều đạt tiêu chuẩn sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất. Khí biogas sinh ra dùng làm nguyên liệu cho máy phát điện, đáp ứng tiêu chuẩn nhiên liệu của châu Âu. 4. TS Mạnh cho biết, bùn thải được đưa vào bể tiền xử lý để điều chỉnh độ pH và các thông số khác trước khi đưa vào bể xử lý chính. Công đoạn này tạo điều kiện tốt nhấtcho các nhóm vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy bùn thải yếm khí, có thể giảmđộ pH bằng axit hoặc dùng bazơ để tăng pH. 5. Sau bước tiền xử lý, nhóm tiến hành phân hủy yếm khí bùn thải để tạo ra khíbiogas. Tuy nhiên, khí biogas sau khi được tạo ra vẫn còn nhiều tạp chất (CO2, Họs,20 SO), có thể gây kết tinh trong buồng đốt hoặc ăn mòn các  đường dẫn, bình chứa nhiên liệu cũng như bếp đốt . Vì vậy, TS Mạnh và cộng sự đã tự chế tạo và thiết kế thành công được thiết bị lọc quay ly tâm tốc độ cao để làm sạch khí sinh học trước khi nạp vào hệ thống máy phát điện, nhờ vậy nhóm nghiên cứu đã giải mã thành công công nghệ do Đài Loan chuyển giao. 6. Biogas được đưa vào máy ly tâm tốc độ cao HGRPB để loại bỏ tạp chất bằng dung dịch hấp thụ KOH. Dưới tác động của cơ quay trục giữa, dung dịch KOH được chuyển động ly tâm với tốc độ cao, làm tăng cường quá trình tiếp xúc giữa dung dịch hấp thụ và dòng khí đi vào. Nhờ vậy, dung dịch hấp thụ không bị kéo ra ngoài theo dòng khí, giúp biogas sau xử lý có độ ẩm và đạt tiêu chuẩn dành cho phát điện. 7. "Công đoạn quan trọng nhất nằm ở kỹ thuật điều chỉnh chế độ công nghệ để gia tăng hiệu suất chuyển hóa từ bùn hữu cơ sang khí sinh học hiệu quả cao. Thiết bị do nhóm thiết kế cho ưu điểm nhỏ gọn hơn, được tạo ra từ vật liệu dễ tìm, phù hợp với điều kiện trong nước", TS Mạnh nói và cho biết, thiết bị có khả năng phát hiện thời gian bão hòa của khí, phản ứng tiếp xúc nhanh, thu được khí  biogas sạch gần như 100%, đạt tiêu chuẩn làm nhiên liệu phát điện. 8. Nhóm đã đưa công nghệ ứng dụng xử lý bùn thải tại một doanh nghiệp sản xuất bia tại Đắk Lắk, toàn bộ 15mở bùn mỗi ngày được xử lý để phát điện với công suất 20 kW. Lượng điện này phục vụ lại vận hành máy bơm, các thiết bị xử lý của hệ thống hoặc đèn chiếu sáng trong các trang trại rau. 9. Lượng bùn thải sau quá trình phân hủy còn lại được phối trộn với các thành phần vi lượng và vi sinh vật để tạo phân bón hữu cơ sinh học giúp đất tăng độ ẩm và độ tơi xốp, nâng cao hiệu quả sử dụng phân. Loại phân hữu cơ được bón cho cây rau ngắn ngày cho chất lượng tốt, hạn chế sâu bệnh và tăng năng suất. 10. Bùn thải từ các hoạt động sản xuất, chứa rất nhiều các tế bào vi sinh vật và hỗn hợp các protein, polisaccarit, lipit. Hiện nay, việc xử lý bùn thải tại Việt Nam mới chỉ áp dụng phương pháp ủ hoặc chôn lấp, chưa có hệ thống công nghệ xử lý hoàn thiện quy mô lớn, kết hợp với xử lý chất thải rắn. Nếu không được xử lý kịp thời, khối lượng lớn bùn thải sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng môi trường. 11. "Công nghệ xử lý bùn thải được nhóm hoàn thiện với mục tiêu vừa có thể hạn chế thải các chất ô nhiễm ra ngoài môi trường, vừa tạo ra những sản phẩm giá trị như khí biogas, phân bón hữu cơ. Từ đó góp phần tạo nên một nền nông nghiệp tuần hoàn, bền vững", TS Mạnh nói. 12. Tuy nhiên đây mới là thành công ở quy mô xử lý nhỏ. Để có thể phát triển hệ thống ở quy mô bán công nghiệp với khối lượng 80 tấn, đem lại hiệu quả cao, nhómnghiên cứu cho rằng cần phải làm chủ công nghệ và có sự phối hợp giữa các bên liên quan trong việc xây dựng những nhà máy xử lý bùn thải tại các thành phố, khu công nghiệp lớn. (Theo Nguyễn Xuân,  Công nghệ xử lý bùn thải tạo khí sinh học phát điện , Báo VnExpress, ngày 21/11/2020) Ý nào sau đây thể hiện rõ nhất nội dung chính của bài đọc trên? A. Phát triển công nghệ xử lý bùn thải tạo khí sinh học phát điện tại Tây Nguyên. B. Vai trò của công nghệ xử lý bùn thải trong giảm phát thải ô nhiễm không khí. C. Các phương pháp hiệu quả giúp xử lý ô nhiễm sinh ra từ các nhà máy bia. D. Kế hoạch xây dựng các nhà máy xử lý bùn thải tại các khu công nghiệp lớn.

1. Các nhà nghiên cứu ở Viện Công nghệ Skoltech đã tìm ra một cách để sử dụng các cảm biến hóa học và thị giác máy tính để xác định liệu thịt gà nướng đã chín đúng chưa. Công cụ này có thể giúp các nhà hàng giám sát và theo dõi các quá trình tải nướng tự động và biết đâu một ngày nào đó sẽ có mặt trong chiếc lò nướng “thông minh” của chính bạn. 2. Khi nào thì miếng ức gà trên vỉ nướng sẽ sẵn sàng lên bàn ăn? Thường thì người đầu bếp sẽ quan sát miếng thịt thật gần và hít hà mùi thơm để đảm bảo miếng thịt đã được nướng chín một cách hoàn hảo. Tuy nhiên với một khu bếp lớn, bạn không thể phụ thuộc vào đôi mắt hoặc cái mũi của chỉ một người để đảm bảo một lượng lớn thức ăn đều đã chín tới. Đó là nguyên nhân vì sao ngành khách sạn vẫn luôn tìm kiếm những công cụ đủ nhạy với giá thành hợp lí để thay thế đánh giá chủ quan của con người. 3. Giáo sư Albert Nasibulin của Viện Công nghệ Skoltech và Trường đại học Aalto nhà nghiên cứu Fedor Fedorov và đồng nghiệp của họ đã quyết định nghiên cứu theo hướng này: thiết kế một cái “mũi điện tử” – một dãy các cảm biến dò các hợp phần cụ thể của một mùi – để “ngửi” thịt gà nướng và một thuật toán thị giác máy tính để “nhìn” vào đó. “Mũi điện tử đơn giản hơn và ít đắt đỏ hơn là sử dụng máy sắc kí khi hoặc máy khối phổ. Trước đây chúng đã từng được sử dụng để dò mùi của nhiều loại phô mai hoặc phát hiện táo hoặc chuối bị hỏng. Còn thị giác máy tính có thể phân biệt các mẫu hình ảnh, ví dụ phát hiện bánh quy bị vỡ. 4. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp hai kỹ thuật này để theo dõi độ chín một cách chính xác trong điều kiện không tiếp xúc trực tiếp với miếng thịt. Họ chọn thịt gà, một trong những loại thực phẩm phổ biến nhất, rồi tiến hành nướng một lượng lớn thịt ức gà để “huấn luyện” máy móc đánh giá và dự đoán độ chín của miếng thịt nướng. Trong nghiên cứu, “mũi điện tử được thiết kế với tám cảm biến: dò khói, cồn, CO, và các hợp phần khác, nhiệt độ, độ ẩm rồi đặt nó vào trong hệ thống hút khói của bếp. Đồng thời thuật toán thị giác máy tính được sử dụng để tìm mối liên hệ giữa các bức ảnh chụp các miếng gà nướng. Dựa trên dữ liệu mùi vị và hình ảnh thu được, máy móc sẽ xác định độ chín của từng miếng thịt gà nướng theo thời gian thực. 5. Để xác định những thay đổi về mùi vị trong các giai đoạn của quá trình nướng gà, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp phân tích nhiệt trong trường (Thermal Gravimetric Analysis) để theo dõi số lượng hạt vật chất bay hơi trong quá trình nướng mà mũi điện tử có thể phát hiện; và phương pháp phân tích vi sai chuyển động (Differential Mobility Analysis) để đo đạc kích thước và phổ khối lượng của các hạt vật 35 chất bay hơi. 6. Nhưng có lẽ phần quan trọng nhất của thí nghiệm này là sự tham gia của 16 nghiên cứu sinh và nhà nghiên cứu. Họ sẽ kiểm tra độ mềm, độ thơm ngon, độ đậm đà của hương vị, độ đẹp mắt và độ chín của từng miếng ức gà nướng rồi đánh giá trên thang điểm 10. Sau đó các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành so sánh dữ liệu thu được với đánh giá của máy tính. 7. Các nhà nghiên cứu đã nướng thịt bên ngoài phòng thí nghiệm và sử dụng căng tin của Skoltech để làm địa điểm thí nghiệm. “Do diễn ra trong đại dịch COVID-19, chúng tôi phải đeo khẩu trang và thực hiện các thí nghiệm với từng nhóm nhỏ. Đó là một trải nghiệm rất lạ. Người tham gia phải tuân theo một quy trình nếm thức ăn do nhóm nghiên cứu đặt ra. Chúng tôi đã nướng nhiều mẫu, đánh số và cho tình nguyện viên nếm thử trong điều kiện bị bịt mắt. Đó là một trải nghiệm thú vị đối với các nhà khoa học vật liệu, vốn thường làm việc với dữ liệu từ các công cụ phân tích phức tạp. Tuy nhiên, các môn thịt gà cũng là một loại vật liệu mà.”, Fedorov nói. 8. Nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống của họ có khả năng nhận diện rất tốt thịt gà nướng chưa chín, vừa tới hoặc quá lửa. Do đó nó hoàn toàn có thể được dùng để kiểm soát chất lượng trong bếp ăn. Họ cũng lưu ý là việc sử dụng các kỹ thuật này trên những phần thịt gà khác, ví dụ như cánh hoặc đùi - hoặc cho những phương pháp chế biến khác, thì “mũi điện tử” và “mắt điện tử có thể phải được huấn luyện trên dữ liệu mới. 9. Các nhà nghiên cứu đang lập kế hoạch kiểm tra các cảm biến của mình trong môi trường bếp nhà hàng. Một ứng dụng tiềm năng của nó có thể là “đánh hơi” mùi thịt hỏng ngay ở giai đoạn đầu khi mũi người chưa thể nhận sự thay đổi của mùi vị. “Chúng tôi tin hệ thống này có thể tích hợp với bếp ăn công nghiệp và thậm chí là bếp gia đình như một công cụ hỗ trợ và tư vấn về độ chín và mùi vị của miếng thịt, khi  không thể trực tiếp đo nhiệt độ hoặc đo nhiệt độ không hiệu quả”, Fedorov nói. (Theo Anh Vũ tổng hợp, “Mũi điện tử và thị giác máy tính giúp nướng hoàn hảo thịt gà”, Tạp chí Tia sáng, ngày 11/02/2021) Diễn đạt nào dưới đây thể hiện rõ nhất ý chính của bài đọc trên? A. Sử dụng “mũi điện tử và thị giác máy tính để đánh giá độ chín của thịt gà. B. “Lò nướng thông minh” để nướng thịt gà. C. Nghiên cứu nhiệt độ để nướng chin thịt gà hoàn hảo. D. Ứng dụng của “mũi điện tử và thị giác máy tính trong ngành công nghiệp thực phẩm.