VINACHEM

Hiện nay, khẩu trang đã trở thành công cụ quan trọng trong cuộc chiến chống dịch COVID-19. Nhưng ngay cả khẩu trang phẫu thuật thường được các bác sĩ sử dụng cũng không có tính diệt khuẩn. Việc đó có thể dẫn đến rủi ro nhiễm khuẩn thứ cấp khi những người khác tiếp xúc với khẩu trang nhiễm khuẩn hoặc nếu khẩu trang được tiêu huỷ một cách không thích hợp. Hơn nữa, sợi sản xuất bằng phương pháp thổi nóng chảy, được sử dụng để lọc vi khuẩn trong khẩu trang, cũng ảnh hưởng đến môi trường do chúng khó phân hủy. Vì vậy, nhiều nhà khoa học đã tìm kiếm các vật liệu thay thế trong sản xuất khẩu trang.

Vừa qua, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Thành phố Hồng Công đã chế tạo thành công một loại khẩu trang graphen với hiệu quả diệt khuẩn trên 80%, có thể tăng lên gần 100% khi phơi dưới ánh nắng Mặt Trời. Những thử nghiệm ban đầu cho thấy kết quả rất hứa hẹn trong việc làm bất hoạt hai chủng virut corona. Khẩu trang graphen này cũng dễ sản xuất với chi phí thấp.

Trước đó, các nhà nghiên cứu Hồng Công đã tìm ra phương pháp đơn giản để sản xuất graphen. Họ phát hiện thấy rằng, việc chiếu trực tiếp tia laze CO­2 hồng ngoại lên màng polyimide chứa cacbon có thể tạo ra graphen 3D dạng xốp. Tia laze làm thay đổi cấu trúc của nguyên liệu, vì vậy tạo ra graphen.

Graphen đã được biết đến là vật liệu có tính diệt khuẩn, vì vậy trước khi dịch COVID-19 bùng phát các nhà nghiên cứu Hồng Công đã nảy ra ý tưởng sản xuất khẩu trang từ graphen do tia laze tạo thành.

Hiệu quả diệt khuẩn

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng graphen do tia laze tạo ra như trên để tiến hành thử nghiệm với E.coli, kết quả cho thấy nó đạt hiệu quả diệt khuẩn khoảng 82%. Trong khi đó, hiệu quả diệt khuẩn của sợi cacbon hoạt tính và sợi sản xuất bằng phương pháp thổi nóng chảy (hai loại sợi thường được sử dụng trong khẩu trang) chỉ đạt 2% và 9% tương ứng. Kết quả thí nghiệm cũng chỉ ra rằng, hơn 90% E.coli bám trên hai loại sợi này vẫn còn sống sau 8 giờ, nhưng hầu hết E.coli bám trên bề mặt graphen đều chết sau 8 giờ. Hơn nữa, graphen sản xuất bằng tia laze có năng lực diệt khuẩn vượt trội đối với các loại vi khuẩn trong các hạt khí dung.

Các nhà khoa học Hồng Công tin rằng cơ chế diệt khuẩn của graphen có thể liên quan đến việc hư hại màng tế bào vi khuẩn do cạnh sắc của graphen. Mặt khác, vi khuẩn có thể bị tiêu diệt do mất nước vì tính chất kỵ nước của graphen.

Một số nghiên cứu trước đây cho thấy virut COVID-19 có thể mất khả năng lây nhiễm ở nhiệt độ cao. Vì vậy, nhóm nghiên cứu Hồng Công đã tiến hành thí nghiệm để xác định xem tác động quang nhiệt của graphen (tạo ra nhiệt sau khi hấp thụ ánh sáng) có thể giúp tăng hiệu quả diệt khuẩn hay không. Kết quả cho thấy, hiệu quả diệt khuẩn của vật liệu graphen có thể tăng lên đến 99,998% khi phơi nắng 10 phút, trong khi đó hiệu quả diệt khuẩn của sợi cacbon hoạt tính và sợi sản xuất bằng phương pháp thổi nóng chảy chỉ tăng đến 67% và 85% tương ứng.

Nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc với các phòng thí nghiệm ở Trung Quốc để thử nghiệm vật liệu graphen với hai chủng virut corona. Những kết quả ban đầu cho thấy vật liệu này làm bất hoạt hơn 90% virut trong 5 phút và gần 100% trong 10 phút khi phơi nắng.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu tăng tiếp hiệu quả diệt khuẩn và phát triển phương pháp tái sử dụng khẩu trang bằng vật liệu graphen. Họ cho biết phương pháp sản xuất khẩu trang này khá đơn giản: Trong vòng 1,5 phút một diện tích 100 cm2 có thể được chuyển hóa thành graphen làm lớp lót cho khẩu trang. Tuỳ theo nguồn nguyên liệu, giá thành khẩu trang mới dự kiến sẽ ở mức giữa của giá khẩu trang phẫu thuật và khẩu trang N95.

HS
Theo ScienceDaily, 9/2020