Khám phá ra bộ lọc không khí graphene có thể tự khử trùng hiệu quả

Bộ lọc không khí graphene có thể là giải pháp hữu hiệu cho tình trạng nhiễm khuẩn bệnh viện

Nhiễm khuẩn do chăm sóc y tế (healthcare-associated infections) còn gọi là nhiễm khuẩn bệnh viện (nosocomial infection) do bệnh nhân bị phơi nhiễm các nguy cơ nhiễm khuẩn khi đến khám chữa bệnh ở các cơ sở y tế. Đây là một thách thức lớn của ngành y tế và kiểm soát nhiễm khuẩn toàn cầu.

Một bài báo gần đây trên Tạp chí ACS Nano đã giới thiệu bộ lọc graphene tự khử trùng có thể là giải pháp hiệu quả cho vấn đề trên. Đây là sản phẩm trí tuệ của Giáo sư James M. Tour và các cộng sự tại Đại học Rice (Houston, Mỹ).

Bộ lọc kết hợp công nghệ graphene cảm ứng laser (LIG). Graphene là vật liệu có mạng carbon siêu mạnh, cực kỳ mỏng, có thể tạo thành nhiều hình dạng phức tạp và có khả năng dẫn điện. Vì vậy, ngoài y học, graphene còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác, từ điện tử kỹ thuật số đến kỹ thuật hàng không vũ trụ.

Đâu là những loại cá tốt nhất cho người bệnh đái tháo đường?

Không chỉ để giải khát, uống đủ nước còn vì những điều này

Nên đọc

LIG là loại graphene dạng bọt xốp, được hình thành khi máy cắt laser công nghiệp làm nóng bề mặt của một tấm polyimide (loại polymer có độ bền cao được sử dụng phổ biến). Kể từ khi Giáo sư Tour và nhóm của ông phát hiện ra quy trình tạo LIG vào năm 2014, nó đã được ứng dụng nhiều trong mọi lĩnh vực, từ điện tử đến nghệ thuật.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng họ có thể điều chỉnh LIG để làm ra các bộ lọc bằng cách làm nóng cả hai mặt của tấm polyimide. Điều này giúp bộc lọc graphene mỏng và mạnh hơn nữa. Đồng thời, bộ lọc này có một loạt các sợi graphene dẫn điện nằm xen kẽ.

Nhóm cũng đã thử nghiệm bộ lọc LIG trong hệ thống lọc không khí chân không thương mại với tốc độc hút không khí là 10 lít/phút. Thiết bị đã chạy không ngừng nghỉ trong 90 giờ.

Nhờ cấu trúc đặc biệt, bộ lọc graphene có thể “bắt” các vi sinh vật, chẳng hạn như vi khuẩn và nấm, cùng với các chất gây ô nhiễm trong không khí khác, như bào tử, prion và các hợp chất độc hại khác nhau ở dạng aerosol, giọt và bụi. Sau đó, bộ lọc tiêu diệt chúng bằng cách dẫn điện, tăng nhiệt lên 350°C (660°F). Không cần nhiều năng lượng để đạt đến nhiệt độ này và chỉ mất vài giây để hạ nhiệt.

Vi sinh vật bị mắt kẹt trong bộ lọc mà không thể “tẩu thoát”

350°C là nhiệt độ đủ nóng giúp tiêu diệt vi sinh vật và bất kỳ sản phẩm phụ nào có thể nuôi dưỡng vi sinh vật mới, cũng như bất kỳ “phân tử nào có thể gây ra phản ứng sinh học và bệnh tật bất lợi”. Những phân tử này bao gồm pyrogen, chất gây dị ứng, exotoxin, endotoxin, mycotoxin, acid nucleic và prion. Giáo sư Tour gợi ý rằng việc tiêu diệt các phân tử sản sinh vi sinh vật sẽ góp phần làm giảm đáng kể nguy cơ nhiễm khuẩn bệnh viện.

Sau 90 giờ hoạt động, thiết bị này đi vào chế độ ủ, không trải qua bất kỳ sự gia nhiệt nào. Tuy vậy, các vi sinh vật vẫn không còn khả năng tái sinh.

Nhóm nghiên cứu đề xuất rằng khả năng tự khử trùng có thể giúp bộ lọc LIG có tuổi thọ cao hơn, người dùng không cần phải thay thế chúng thường xuyên như các bộ lọc không khí thông thường khác.