Các nhà khoa học TP.HCM vừa hoàn thiện quy trình tổng hợp và chế tạo một loại vật liệu có khả năng hấp thụ đáng kể không khí chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và vi sinh, phù hợp để ứng dụng nhanh trong ngành y tế và một số lĩnh vực cần tức thời lọc không khí và kháng khuẩn trong môi trường.

Sản phẩm màng/tấm lọc Mdoped cryptomelane kích thước 25x25 cm
Sản phẩm màng/tấm lọc Mdoped cryptomelane kích thước 25x25 cm. Ảnh: DOST

Nhiều báo cáo đã cho thấy nhiễm khuẩn bệnh viện đang là một trong những vấn đề nghiêm trọng khi tỷ lệ bệnh nhân nhiễm khuẩn bệnh viện và tử vong ngày càng tăng cao. Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu là do các loại vi khuẩn, chẳng hạn như Pseudomonas aeruginosa (trực khuẩn mủ xanh), Escherichia coli, Staphylococcus aureus (khuẩn tụ cầu vàng).

Trước thực tế đó, TS. Trần Thụy Tuyết Mai và các cộng sự tại trường ĐH Bách khoa TP.HCM đã tiến hành nghiên cứu vật liệu có khả năng kháng S.aureus, kháng trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa nhằm áp dụng trong màng lọc làm sạch không khí hoặc làm phụ gia cho các vật liệu tiêu hao dùng trong các phòng khám y tế, nha khoa.

Nhóm đã thiết kết vật liệu co-doping Ag và Ni trên nền cryptomelane có khả năng oxy hóa hoàn toàn formaldehyde (~57% HCHO đã được xử lý) ở nhiệt độ phòng 300oC, độ ẩm 62 %. Hơn nữa vật liệu Ag/Ni-OMS-2 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.

Những kết quả đạt được cho thấy Ag/Ni-OMS-2 là vật liệu tiềm năng cho màng lọc đa chức năng ứng dụng làm sạch không khí chứa VOCs và vi sinh. Trên cơ sở vật liệu Ag/Ni-OMS-2, TS. 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 (Ng4) chứa 44,44% Mn; 1,62% K; 6,55% Ag; 0,05% Ni (% khối lượng, theo phân tích ICP-MS). Màng chế tạo từ vật liệu Ng4 có ứng suất Young 298 N/mm2. Kết quả đánh giá hoạt tính xử lý hơi ethanol và hơi formaldehyde ở vùng nhiệt độ thấp (< 1000oC) cho thấy ở nhiệt độ phản ứng 500oC, độ ẩm 65%, độ chuyển hóa tổng cộng formaldehyde tương ứng là 70%. Ở nhiệt độ 500oC, màng chế tạo có khả năng xử lý ~25% ethanol trong suốt 56 giờ thử nghiệm. Màng Ng4 cũng có khả năng xử lý ~80% formaldehyde ở nhiệt độ phản ứng là 600oC.

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.