Đề thi Đánh giá tư duy Đại học Bách khoa Hà Nội năm 2026 có đáp án (Đề 03)

Đọc đoạn trích sau đây và trả lời các câu hỏi từ 1 đến 10:

1.    Trong lúc mọi người đang hân hoan về ứng dụng của vật liệu nano thì các nhà khoa học lại đặt ra câu hỏi rằng liệu vật liệu nano có an toàn không, nhất là khi nó hiện diện ở khắp mọi nơi. Một nguyên tắc bất di bất dịch của độc chất học là tất cả mọi thứ đều độc hoặc không độc, chính nồng độ và đường dùng của nó quyết định điều đó. Ví dụ, nước là một chất tưởng chừng cần thiết và vô hại, nếu ta uống 1,5-2 lít mỗi ngày là tốt cho sức khỏe nhưng nếu một người uống 10 lít nước thì sẽ bị ngộ độc chết.

2.    Bản chất vật liệu nano rất khác với vật liệu cùng loại kích cỡ lớn vì vật liệu nano có kích thước nhỏ, tỷ lệ của nhân so với bề mặt lớn hơn nhiều so với vật liệu cùng loại không nano; bên cạnh đó, khả năng vận chuyển và tạo hình của vật liệu nano cũng thay đổi, dẫn đến biến đổi tính chất vật lý, hoá học, quang học và sinh học.

3.    Vì thế, một số nhà khoa học đã bắt đầu xem xét về tính an toàn của chúng. Nghiên cứu của Poland và cộng sự (2008) trên Nature Nanotechnology là hồi chuông lớn nhất về độc tính của nano. Nghiên cứu này cho thấy sợi nano carbon đường kính 50 nanomet (nm), dài 100 micromet tạo ra khối u ở mô cơ hoành tương tự sợi Amiăng, tuy nhiên sợi carbon rối đường kính 15 nm thì không. Nguyên nhân là sợi carbon dài làm cho đại thực bào không tiêu được trong quá trình gọi là "thực bào chán nản". Nhiều nghiên cứu sau đó cũng củng cố cho luận điểm một số sợi nano gây ra ung thư ở chuột giống với Amiăng.

4.    Sau đấy, các nước phát triển hiểu rằng họ không thể không quan tâm đến độc tính của các vật liệu nano và liên tục tài trợ cho các nghiên cứu về độc tính nano. Một số ví dụ điển hình về độc tính của vật liệu nano đã được công bố như: carbon dạng kim cương và dạng fullerenes gần như trơ, nhưng carbon đen hay ống nano carbon gây độc, phụ thuộc nồng độ, chiều dài hay dạng kết tụ. Thử nghiệm trên mô hình cá cho thấy tiểu phân nano bạc 10 nm hoặc 35 nm gây độc chết, nhưng độc tính giảm khi bọc citrate hoặc fulvic acid, silicat (SiO2) 15 nm gây hành vi giống bệnh Parkinson, còn silicat 50 năm thì độc tính giảm (cũng trên mô hình cá). Các kết quả nghiên cứu về nano cũng cho thấy mỗi loại vật liệu nano (tuy cùng chất, ví dụ cùng là nano bạc), nhưng tuỳ vào đặc điểm (kích thước, hình dạng, cấu trúc, chất bao phủ và cách chế tạo) là một "cá thể" riêng biệt với tính chất khác nhau. Không thể từ một cá thể này mà suy ra tính chất của cá thể khác.

5.    Quay lại chủ đề về nano bạc, một số nghiên cứu ủng hộ cho tác dụng của các loại nano bạc trong diệt khuẩn và virus: nano bạc 5 nm, 25 nm và 30 nm có khả năng tiêu diệt tế bào bị nhiễm herpesvirus và Epstein-Barr Virus; nano bạc 3,5 nm , 6,5 nm và 12,9 nm trộn lẫn với chitosan có khả năng diệt E . coli và cúm H1N1. Tất cả các nghiên cứu này đều chỉ là thử nghiệm trên tế bào, rất ít thử nghiệm trên động vật, còn thử nghiệm lâm sàng trên người thì hoàn toàn chưa có. Lưu ý là chưa có bất cứ nghiên cứu nào dùng nano bạc trị nCoV, SARS hay MERS. Còn về độc tính của nano bạc, chỉ cần tra cứu trong Pubmed (cơ sở dữ liệu các nghiên cứu của Hoa Kỳ) thì ra hơn 2.855 kết quả, có cả độc tính trên vết thương hở, hô hấp và tiêu hóa. Một số kết quả cụ thể như khi cho chuột cống trong thí nghiệm hít nano bạc 18 nm thì bị viêm phổi sau 90 ngày. Nghiên cứu của Kwon và cộng sự (2012) trên chuột nhắt cũng chứng minh rằng hít phải nano bạc 20 nm và 30 nm gây độc phổi cấp và dẫn tới việc nano bạc thâm nhập vào các cơ quan khác nhau; nano bạc 20 nm có khả năng gây độc gene trên dòng tế bào MERS. Nghiên cứu của Kwon và cộng sự (2012) trên chuột nhắt cũng chứng minh rằng hít phải nano bạc 20 nm và 30 nm gây độc phổi cấp và dẫn tới việc nano bạc thâm nhập vào các cơ quan khác nhau; nano bạc 20 nm có khả năng gây độc gene trên dòng tế bào gan HepG2.

6.    Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ không khuyến cáo dùng nano bạc đường uống, vì họ cũng không thể biết hết tác dụng của nano bạc trong cơ thể, dù là kích cỡ nào. Do đó, các sản phẩm có nano bạc mà nhiều người đang sử dụng trong phòng chống COVID-19 cần phải chứng minh rõ ràng các đặc điểm nano bạc như: kích thước, hình dạng, cách chế tạo, độ phân tán, lớp vỏ bao, thử nghiệm để chứng minh hiệu quả phòng chống COVID-19, mô hình thử nghiệm, thử nghiệm tính độc hại và an toàn của sản phẩm theo đường dùng, thử nghiệm lâm sàng.

7.    Trong y khoa, việc nghiên cứu phát triển các vật liệu nano để chế tạo các sản phẩm hỗ trợ chẩn đoán, điều trị bệnh và tăng cường giải phóng thuốc tới tế bào đích đang được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Mặc dù các sản phẩm nano từ hữu cơ đã được nhiều quốc gia chấp thuận sử dụng nhưng các tiểu phân nano vô cơ đa phần vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm trên động vật. Triển vọng của tiểu phân nano vào trị bệnh là rất lớn, tuy nhiên điều quan trọng cần quan tâm chính là độc tính của chúng. Liệu việc sử dụng chúng có an toàn trên người hay không luôn là câu hỏi được đặt ra và cần giải quyết thông qua các thử nghiệm từ động vật tới thử nghiệm lâm sàng.
(Nguồn: Trích từ bài báo của TS. Phạm Đức Hùng, xuất bản trên tạp chí Khoa học và Đời sống, số 3 năm 2020)
Trả lời cho các câu 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50 dưới đây:

Đọc văn bản và trả lời câu hỏi

Mực sinh học

1.    "Mực sinh học" là tên gọi mà các nhà khoa học đặt cho một loại gel 3-D mới có chứa vi khuẩn tạo ra các phân tử có ích trong việc chữa lành vết thương và làm sạch môi trường nước. Vật liệu có thể được tùy chỉnh cho các mục đích sử dụng khác nhau và được phun ra từ vòi phun của máy in 3-D thành nhiều hình dạng hữu dụng.

2.    Mặc dù vi khuẩn có thể gây nhiểm trùng nhưng chúng cũng là "những chú ngựa tháo vát". Nhiều loại vi khuẩn khác nhau có khả năng phân hủy các chất ô nhiểm, tổng hợp các hợp chất hữu ích, thực hiện quang hợp cũng như các quá trình trao đổi chất khác. Tiến sĩ Patrick Rühs, nhà nghiên cứu về các vật liệu phức hợp tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Zurich, cho rằng in 3-D sử dụng mực sinh học là một cơ hội tốt để biến những vi khuẩn này thành vật liệu chức năng.

3.    Tiến sĩ Rühs và các đồng nghiệp bắt đầu bằng cách thiết kế một hydrogel, một mạng lưới các polymer có khả năng hấp thụ một lượng lớn nước. Gelatin là một hydrogel như vậy. Cấu trúc dạng nước cho phép gel chảy qua vòi phun của máy in 3-D và đông đặc lại ngay sau đó. Hydrogel của nhóm nghiên cứu có hai thành phần polymer chứa đường - acid hyaluronic và chiết xuất rong biển carrageenan - để tạo cấu trúc và nuôi dưỡng vi khuẩn. Gel cũng chứa silica nhiệt hóa, làm cho vật liệu trở nên dính và đàn hồi hơn. Sau khi vi khuẩn được thêm vào gel, hợp chất này được phun ra ngoài và tạo thành một mạng lưới co giãn có khả năng giữ nguyên hình dạng được in ra.

4.    Một ứng dụng đầy hứa hẹn của vật liệu mới là có thể tùy chỉnh để điều trị các vết thương và bỏng. Nhờ các chất dinh dưỡng trong gel, cùng với oxy, vi khuẩn Acetobacter xylium tạo ra cellulose, một phân tử giúp tăng tốc độ chữa lành khi phủ lên bề mặt vết thương. Nó tạo thành một giá đổ tốt cho kỹ thuật ghép da hoặc mô. Bộ phận cơ thể cấy ghép khi được phủ cellulose có thể giảm nguy cơ bị đào thải. Dù sử dụng với mục đích nào thì lớp phủ này càng vừa khít với các bộ phận cơ thể càng tốt. Tiến sĩ Rühs cho biết, hydrogel chứa vi khuẩn có thể được sử dụng để chế tạo băng quấn cellulose với hình dạng chính xác của bộ phận cấy ghép dựa trên kết quả chụp cắt lớp.

5.    Để kiểm tra ý tưởng này, các nhà nghiên cứu đã chế tạo hydrogel với vi khuẩn Acetobacter xylinum. Khi áp dụng máy in 3-D để xử lý các bề mặt cong, họ phủ một lớp hydrogel mỏng lên trên khuôn mặt của một con búp bê. Sau bốn ngày trong môi trường ấm và ẩm ướt, vi khuẩn đã biến đổi bề mặt hydrogel thành bề mặt cellulose. Cellulose chỉ được tạo ra trên bề mặt của hydrogel vì đó là nơi chứa hầu hết oxy; do đó, phương pháp này tạo ra các lớp phủ mỏng thích hợp để điều trị vết thương. Anne Meyer, giáo sư về nano sinh học tại Đại học Công nghệ Delft, người không tham gia nghiên cứu trên cho biết: "Kết quả này là ví dụ đầu tiên về các vật liệu khuôn được tạo ra thông qua quá trình in 3-D của vi khuẩn." Nhóm nghiên cứu của giáo sư cũng đã phát triển một loại hydrogel vi khuẩn trước đó được làm từ polymer alginate từ tảo, nhưng không tạo được thành các vật liệu chức năng.

6.    Các vật liệu tương tự có thể giúp làm sạch môi trường. Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Zurich đã tạo ra một lưới hydrogel kết hợp với vi khuẩn Pseudomonas putida để phân hủy chất gây ô nhiễm phenol. Lưới đã làm sạch dung dịch chứa phenol trong khoảng sáu ngày. Theo giáo sư Meyer, đây là một thiết kế tiện dụng để xử lý sinh học, bởi vi khuẩn trong lưới có thể được tái sử dụng hoặc chuyển đến một vị trí mới. Tuy nhiên, khả năng tái sử dụng vẫn có thể có vấn đề. Khi các nhà nghiên cứu rửa sạch lưới và lắp lại thí nghiệm trong dung dịch phenol mới, thời gian làm sạch giảm xuống còn một ngày, khả năng cao là do một số vi khuẩn đi vào dung dịch phenol trong khi phần nhiều vi khuần tiếp tục phát triển trong lưới. Điều này có thể giúp quá trình làm sạch lưới hiệu suất hơn, tuy nhiên, điều không mong đợi trên thực tế là vi khuẩn có thể bị giải phóng ra môi trường. Đây là nhận định của Jason Shear, một nhà hóa học tại Đại học Texas ở Austin, người không tham gia nghiên cứu này.

7.    Tiến sĩ Rühs cho biết, nhóm nghiên cứu vẫn đang tinh chỉnh vật liệu để thử nghiệm trong thực tế. Vì mực sinh học có thể được tạo ra từ bất kỳ tổ hợp vi khuẩn nào nên các nhà nghiên cứu cũng đang suy nghĩ về các ứng dụng khác, ví dụ như giải quyết sự cố tràn dầu, bằng cách thiết kế hydrogel với một polymer ưa béo có khả năng hấp thụ dầu thay vì nước. Dầu sau khi được hấp thụ bởi hydrogel sẽ bị vi khuẩn trong đó phân hủy.
(Nguồn: Dịch từ bài báo "Mực sinh học phủ bởi vi khuẩn để tạo ra các phân tử theo nhu cầu" của tác giả Deirdre Lockwood, xuất bản năm 2017, tạp chí Scientific American).

PHÂN BÓN

Một số nguyên tố hóa học khác nhau rất cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của thực vật. Các chất dinh dưỡng đa lượng là những chất dinh dưỡng cần thiết với hàm lượng lớn gồm nitrogen; phosphorus và potassium. Những chất dinh dưỡng đa lượng này chỉ có sẵn trong đất và thường đến từ sự thối rữa của các cây khác để làm giàu độ tơi xốp cho đất và tạo thêm chất dinh dưỡng. Trong số những chất dinh dưỡng thiết yếu sẵn có này, nhiều người sử dụng phân bón để cung cấp cho cây những chất dinh dưỡng cần thiết để phát triển nhanh hơn. Hai nhà thực vật học thảo luận về việc phân bón vô cơ hay phân bón hữu cơ được sử dụng là tối ưu nhất cho sự phát triển của cây trồng.

Nhà thực vật học 1

Ngoài carbon, hydrogen và oxygen có sẵn trong nước và không khí cùng các vi chất dinh dưỡng khác như sulfur, calcium, magnesium cây trồng cũng cần các chất dinh dưỡng đa lượng nitơ, phốt pho và kali để phát triển. Cách tốt nhất để cung cấp đất và cây trồng, với các chất dinh dưỡng đa lượng thích hợp là bón phân hữu cơ, trái ngược với phân vô cơ thương mại. Chất dinh dưỡng trong phân hữu cơ bao gồm phân bò, gia cầm, ngựa và cừu.

Phân xanh - một loại cây trồng được trồng trong một thời gian cụ thể của thời gian, sau đó được cày xới và đưa vào đất - và phân trộn cũng có thể được sử dụng. Phân bón hữu cơ có khả năng phân hủy tự nhiên các chất hữu cơ thành chất dinh dưỡng cho mà cây trồng có thể sử dụng được. Nói cách khác, phân hữu cơ giúp giải phóng các chất dinh dưỡng một cách chậm rãi một cách tự nhiên. Chất hữu cơ bị phân hủy trong đất, làm giảm khả năng bón phân quá mức. Phân hữu cơ cũng cải thiện cấu trúc đất về lâu dài và nâng cao khả năng giữ nước của đất cát - điều này vô cùng quan trọng ở vùng khí hậu khô cằn. Mặt khác phân bón vô cơ thương mại, khi được bón quá nhiều sẽ làm hư rễ của thực vật. Phân bón vô cơ cũng có thể gây ra hiện tượng làm mất cân bằng hóa học trong đất vì chúng có thể tích tụ các muối là chất độc ở nồng độ cao trong đất.

Nhà thực vật học 2

Sự tăng trưởng và tồn tại của thực vật phụ thuộc vào việc cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng thiết yếu mà không phải lúc nào cũng có trong thực vật. Phân bón vô cơ thương mại mang lại nhiều lợi ích hơn qua phân bón hữu cơ. Các thành phần trong phân bón vô cơ đã được đo lường và kiểm tra kỹ lưỡng, đảm bảo rằng mỗi ứng dụng cung cấp số lượng thích hợp chất dinh dưỡng cho cây trồng, trái ngược với những chất dinh dưỡng có tính biến đổi cao, và hàm lượng dinh dưỡng của phân hữu cơ thường không được biết đến. Phân hữu cơ thường có hàm lượng dinh dưỡng thấp hơn phân vô cơ. Phân bón vô cơ, đòi hỏi nhiều chất hữu cơ hơn được sử dụng để đạt được cùng mức độ cung cấp chất dinh dưỡng thu được từ việc áp dụng lượng nhỏ hơn chất vô cơ. Phân vô cơ sau khi được bón sẽ cung cấp ngay các chất dinh dưỡng cho cây trồng sử dụng. Khả năng cạn kiệt nitrogen là một bất lợi khác của phân bón hữu cơ. Vật liệu hữu cơ có thể gây ra sự cạn kiệt tạm thời lượng nitrogen trong đất và do đó trong thực vật phụ thuộc vào nó. Việc sử dụng phân vô cơ không được đề cập đến trong đoạn ngữ liệu này.

SẢN PHẨM PHỤ SINH RA KHI CHO NaClO PHẢN ỨNG VỚI NH₃

Mọi người sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau mỗi ngày cho các công việc thông thường trong gia đình như dọn dẹp và chuẩn bị thức ăn. Kể từ khi có luật bảo vệ người tiêu dùng, hóa chất đều có nhãn cảnh báo độc tính, hướng dẫn về sử dụng đúng cách và cảnh báo về mối nguy hiểm của việc sử dụng không đúng cách khi sử dụng. Một số hóa chất gia dụng có thể khá nguy hiểm, đặc biệt là khi trộn lẫn với nhau. Ví dụ như phản ứng xảy ra khi trộn thuốc tẩy gia dụng (thành phần chủ yếu chứa NaClO ) với ammonia NH₃. Sản phẩm phụ của phản ứng rất đa dạng tùy thuộc vào nồng độ của các chất phản ứng. Các thí nghiệm sau đây được tiến hành để xác định mức độ tại đó một số sản phẩm phụ được tạo ra từ việc trộn thuốc tẩy và ammonia.

Thí nghiệm 1

Sản phẩm phụ được biết đến của phản ứng giữa thuốc tẩy và ammonia là khí chlorine Cl₂. Khí chlorine có tác dụng mạnh có mùi khó chịu, xốc và rất độc. Xác định lượng thuốc tẩy và ammonia khi trộn lẫn với nhau, tạo ra khí chlorine, một lượng thuốc tẩy khác nhau được thêm vào 8 dung dịch ammonia 1 M được sử dụng với thể tích như nhau. Dung dịch và khí chlorine thu được từ mỗi hỗn hợp đã được thu thập và đo lường. Một lượng NaClO được thêm vào từng ống dung dịch; lượng thêm vào được tăng dần cho mỗi thử nghiệm. Khối lượng khí chlorine sinh ra trong mỗi lần thử nghiệm được ghi lại và được biểu thị trong Hình 1.

Thí nghiệm 2

Một sản phẩm phụ khác được biết đến của phản ứng thuốc tẩy và ammonia là nitrogen trichloride NCl₃. Nitrogen trichloride là chất lỏng màu vàng, nhờn, có mùi hăng, thường được tìm thấy là sản phẩm phụ của phản ứng hóa học giữa các hợp chất chứa nitrogen và chlorine. Nó có tính dễ nổ cao.

Để xác định lượng thuốc tẩy và ammonia, khi trộn với nhau, tạo thành NCl₃, một lượng thuốc tẩy khác nhau được thêm vào tám loại nước-ammonia khác nhau dung dịch và NCl₃ thu được từ mỗi hỗn hợp là đã đo. Dung dịch NH₃ 1M được sử dụng trong mỗi thử nghiệm. Một số lượng nhất định NaClO được thêm vào từng dung dịch; số lượng được thêm vào được tăng dần theo từng đợt thử nghiệm. Lượng của nitrogen trichloride được tạo ra trong mỗi thử nghiệm được ghi lại trong xem bảng 1 .

                                                         Bảng 1

Thí nghiệm 3 Trong một phản ứng khác, thuốc tẩy và ammonia kết hợp trong những điều kiện nhất định tạo ra một hợp chất gọi là chloramin. Chloramin (NH2 Cl) là chất độc hại thường được sử dụng ở nồng độ thấp làm chất khử trùng trong hệ thống nước đô thị như một giải pháp thay thế cho quá trình khử trùng bằng chlorine. Để xác định hỗn hợp thuốc tẩy và ammonia mà tại đó NH2 Cl được tạo ra, một lượng ammonia khác nhau được được thêm vào 8 dung dịch nước tẩy khác nhau và thu được khí chlorine từ mỗi hỗn hợp được thu lại và đo. Dung dịch NaClO 1 M được sử dụng trong mỗi thử nghiệm. Một lượng NH3 nhất định được thêm vào từng thử nghiệm; lượng ammonia thêm tăng dần theo từng đợt thử nghiệm. Lượng chloramin sinh ra trong mỗi thử nghiệm được ghi lại trong bảng 2 .

                                         Bảng 2

Trả lời cho các câu 81,82,83,84,85,86,87 dưới đây:

Sử dụng các thông tin trong văn bản sau để trả lời 6 câu hỏi tiếp theo:

Đọc đoạn văn sau và trả lời câu hỏi từ câu 67 đến câu 73:

Điện có thể được định nghĩa là sự chuyển động của các điện tử. Ba trong số các khái niệm quan trọng nhất cần hiểu để điều khiển điện thực hiện công việc là điện áp (điện thế), dòng điện và điện trở.
Điện áp (đo bằng vôn (V)) mô tả lượng thế năng giữa hai điểm trên một mạch điện và được tạo ra bởi sự chênh lệch điện tích giữa hai điểm đó.
Dòng điện (được đo bằng Ampe (A)) là tốc độ mà các electron chạy qua một mạch điện. Tốc độ của một ampe tương đương với 1 coulomb (đơn vị điện tích tiêu chuẩn) mỗi giây.
Điện trở (được đo bằng ôm ) là phép đo mức độ vật liệu chống lại dòng điện chạy qua vật liệu. Vật liệu có điện trở cao được gọi là chất cách điện, trong khi vật liệu có điện trở thấp được gọi là chất dẫn điện. Các sinh viên trong một khóa học vật lý đã tiến hành một số thí nghiệm để điều tra mối quan hệ giữa ba tính chất điện này.
Thí nghiệm 1
Học sinh được cung cấp nhiều loại pin, điện trở và ampe kế, cùng với dây điện và đầu nối. Học sinh xây dựng mạch điện dựa trên sơ đồ mạch điện bên dưới và đo cường độ dòng điện trong mỗi mạch. Bảng 1 cho thấy kết quả của họ.

Thí nghiệm 2
Để nghiên cứu sâu hơn về tính chất của điện trở, học sinh đã thay thế điện trở trong mạch của mình bằng các cuộn dây niken có độ dài khác nhau. Học sinh dùng một nguồn điện biến đổi để điều chỉnh hiệu điện thế cho đến khi cường độ dòng điện bằng 1 A . Sau đó, sử dụng mối liên hệ giữa hiệu điện thế, cường độ dòng điện và điện trở đã xác định ở Thí nghiệm 1 để tính điện trở của cuộn dây. Kết quả của họ được biểu thị trong Hình 2.

Hình 2: Diện trở dây dẫn Niken

Thí nghiệm 3
Học sinh lặp lại quy trình từ Thí nghiệm 2 bằng cách sử dụng cuộn dây dài 1 mét bằng nhiều loại kim loại khác. Kết quả của họ được đưa ra trong Bảng 2 .

Chiều dài dây dẫn (m)

Trả lời cho các câu 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73 dưới đây: