Các nhà khoa học Trường Đại học Bách khoa TPHCM đã chế tạo loại vật liệu có khả năng hấp thụ đáng kể không khí chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và vi sinh, lọc không khí, kháng khuẩn trong môi trường.

Hấp thụ độc chất trong không khí

TS Trần Thụy Tuyết Mai, Trường Đại học Bách khoa (ĐHQG TPHCM) và cộng sự vừa triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ “Chế tạo màng lọc đa chức năng ứng dụng làm sạch không khí chứa VOCs và vi sinh”.

TS Trần Thụy Tuyết Mai cho biết, phòng khám nha khoa là những khu vực tiềm ẩn nguy cơ lây nhiễm cao do sự hiện diện của một lượng lớn các sol khí (aerosol) chứa các vi sinh vật sống (còn được gọi là sol khí sinh học bioaerosol) được phát tán từ khoang miệng của bệnh nhân đang được điều trị.

Những vi sinh vật sống được tìm thấy rất phổ biến trong phòng khám nha khoa là trực khuẩn mủ xanh, khuẩn tụ cầu vàng. Chúng là thủ phạm gây nhiễm khuẩn các cơ sở y tế và có khả năng gây tử vong cao.

Bên cạnh đó các vật tư tiêu hao, vật tư sát khuẩn nhanh thường phát thải một lượng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) nhất định như ethanol, formaldehyde.

Làm thế nào để lọc sạch không khí ở những nơi có nguy cơ cao ô nhiễm? Nhóm đã thiết kết vật liệu co-doping Bạc (Ag) và Niken (Ni) trên nền cryptomelane có khả năng oxy hóa hoàn toàn formaldehyde ở nhiệt độ phòng 30 độ C, độ ẩm 62%.

Hơn nữa vật liệu này còn có khả năng kháng trực khuẩn mủ xanh và khuẩn tụ cầu vàng với đường kính vòng ức chế sự phát triển của vi khuẩn đạt 13 mm khi nồng độ Ag/Ni-OMS-2 phân tán 2g/L.

TS Trần Thụy Tuyết Mai và cộng sự đã biến tính vật liệu cryptomelane với graphite bằng phương pháp đồng kết tủa. Kết quả vật liệu sau biến tính chứa 44,44% Mangan (Mn); 1,62% Kali (K); 6,55% Vàng (Ag); 0,05% Niken (Ni).

Kết quả đánh giá hoạt tính xử lý hơi ethanol và hơi formaldehyde ở vùng nhiệt độ thấp (< 100 độ C) cho thấy ở nhiệt độ phản ứng 50 độ C, độ ẩm 65%, độ chuyển hóa tổng cộng formaldehyde tương ứng là 70%.

Ở nhiệt độ 50 độ C, màng chế tạo có khả năng xử lý ~25% ethanol trong suốt 56 giờ thử nghiệm. Màng cũng có khả năng xử lý ~80% formaldehyde ở nhiệt độ phản ứng là 60 độ C.

Theo TS Tuyết Mai, đáng chú ý, màng cryptomelane có khả năng kháng khuẩn tụ cầu vàng, trực khuẩn mủ xanh với đường kính vòng kháng khuẩn tương ứng là 11,2 ± 2,0 mm và 8,3 ± 0,2 mm. Ngoài ra màng chế tạo còn có khả năng kháng khuẩn Streptococci mutans với đường kính vòng kháng khuẩn là 8,1 ± 0,3 mm.

Diệt sạch vi khuẩn sau 24h

Kết quả thử nghiệm tại Viện Vệ sinh y tế công cộng ghi nhận màng chế tạo có khả năng khuẩn Shigella sonnei với độ rộng vùng ức chế là 2,2 mm và khả năng kháng Staphyl (tụ cầu vàng) với độ rộng vùng ức chế là 2,6 mm (theo phương pháp AATCC TM147-2011 (2016e)). Kết quả đánh giá khả năng diệt khuẩn trên màng cryptomelane biến tính ghi nhận tỷ lệ suy giảm khuẩn sau 24 giờ là 100% (theo phương pháp AATCC TM100-2019).

TS Tuyết Mai cho biết, màng cryptomelane là màng đa chức năng có khả năng xử lý các hợp chất hữu cơ (ethanol và formaldehyde) ở nhiệt độ thấp (<100 độ C) và có khả năng kháng chủng loại vi sinh gram âm, gram dương điển hình như khuẩn tụ cầu vàng và trực khuẩn mủ xanh.

Hơn nữa màng chế tạo còn có khả năng kháng khuẩn lỵ Shigella sonnei và khuẩn gây bệnh sâu răng Streptococci mutans.

Loại màng này có nhiều tiềm năng ứng dụng trong xử lý không khí cơ sở y tế, đồng thời bột cryptomelane chế tạo có thể ứng dụng làm vật liệu sơn phủ chứa lớp kháng khuẩn và xử lý không khí ô nhiễm trong môi trường y tế.

“Các báo cáo liên quan cho thấy nhiễm khuẩn bệnh viện đang là một trong những vấn đề nghiêm trọng. Tỷ lệ bệnh nhân nhiễm khuẩn bệnh viện và tử vong ngày càng tăng cao. Trực khuẩn mủ xanh thường tìm thấy ở đầu các ống thông, máy khí dung, máy hô hấp nhân tạo, máy hút ẩm, bình chứa nước, thậm chí ở trong cả một số dung dịch sát khuẩn dùng để rửa vết thương.

Trong khi đó, tụ cầu vàng được tìm thấy nhiều nhất ở các cơ sở y tế, đặc biệt là các cơ sở nha khoa. Tụ cầu vàng tồn tại trong cơ thể người và có nhiều trong dịch nhầy. Tại các cơ sở nha khoa, một số quy trình như cạo vôi răng có sử dụng siêu âm hoặc khoan tốc độ cao tạo điều kiện cho vi khuẩn này phát tán vào không khí và môi trường. Từ đó, nguy cơ nhiễm khuẩn của nhân viên y tế và bệnh nhân là rất cao”, TS Tuyết Mai nói.