Khoa học tự nhiên

Tiêu diệt vi khuẩn bằng loại gel mới (12/09/2013)

Các nhà nghiên cứu Singapo và Hoa Kỳ đã chế tạo được một loại gel xốp gắn các hạt nano, có khả năng diệt khuẩn, giúp người dân ở các vùng thiên tai được sử dụng nước uống an toàn.

Nhóm nghiên cứu đã nảy ra ý tưởng tạo ra gel này sau khi chứng kiến các ảnh hưởng của cơn sóng thần ở Ấn Độ Dương năm 2004. Sự cố mất điện đã làm ngừng họat động các hệ thống xử lý nước tự động và hạn chế người dân đun nước. Vì thế, các nhà khoa học đã đưa ra phương pháp lọc nước nhanh, đơn giản và không cần điện để hỗ trợ người dân trong các tình huống thảm họa trong tương lai.

Các nhà khoa học lựa chọn sử dụng các hạt nano bạc vì các vật liệu diệt khuẩn hiệu quả khi chúng được gắn vào các màng lọc. Nhưng, các hạt nano bạc có thể gây ra trở ngại khi bạc rò rỉ vào trong nước uống. Theo trưởng nhóm nghiên cứu Xiao Hu thuộc trường Đại học Công nghệ Nanyang, họ hy vọng chế tạo được một vật liệu khai thác các đặc tính diệt khuẩn của bạc, mà không làm bẩn nước và không gây ảnh hưởng ngoài ý muốn đến sức khỏe. Để làm được điều này, các nhà khoa học đã tổng hợp poly (sodium acrylate) trong nước ở nhiệt độ thấp, do đó băng hình thành các đốm bên trong gel polime. Khi các nhà nghiên cứu làm tan và rửa vật liệu, băng tan chảy để lộ các lỗ trong gel. Tiếp theo, gel được nhúng trong dung dịch bạc nitrat, sau đó là sodium borohydride, đã làm giảm các ion bạc và phủ lên bề mặt lỗ của gel những hạt nano bạc. Vật liệu xốp, nhẹ được tạo thành hấp thu nước dễ dàng và trở lại hình dạng ban đầu sau khi được ép.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm gel bằng cách sử dụng nó để hút nước có chứa 2 loại vi khuẩn Escherichia coli và Bacillus subtilis. Sau 15 giây ở trong gel, số lượng vi khuẩn trong nước được ép ra chiếm 0,1% mức ban đầu. Khi thời gian tiếp xúc tăng lên 5 phút, lượng vi khuẩn trong nước đã xử lý chiếm khoảng 1 phần triệu số lượng vi khuẩn có trong nước bẩn. Với thời gian xử lý như vậy, nhóm nghiên cứu có thể biến nước không an toàn thành nước uống. Hơn nữa, hàm lượng bạc trong nước đã lọc nằm trong giới hạn cho phép theo khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới. Các nhà nghiên cứu cho rằng gel giải phóng ít bạc vì các hạt nano liên kết chặt với vật liệu polime của gel. 

Kết quả nghiên cứu cho thấy, 4 g vật liệu - hình trụ có đường kính 1,5 cm và dài 9 cm - có thể hấp thu và lọc một nửa lít nước trong một lần ép. Gel có thể tái sử dụng hơn 20 lần mà không bị hỏng hoặc mất khả năng diệt khuẩn. 

Vì gel có trọng lượng nhẹ, do đó, Xiao Hu cho rằng nhân viên cứu hộ có thể nhỏ gel từ máy bay trực thăng sau khi thảm họa xảy ra. Gel cỡ nhỏ sẽ được cung cấp để mọi người có thể mang theo. Ước tính, chi phí sản xuất gel cỡ nhỏ này mất chưa đến 50 cent.

Sắp tới, các nhà nghiên cứu sẽ thử nghiệm gel với các mầm bệnh tại hiện trường. Ngoài ra, họ cũng đang phát triển một phương pháp tự động để lọc khối lượng nước lớn bằng gel mới.

Nguồn: www.vista.vn (Theo Escience, 8/2013)