Diệt khuẩn nguồn nước uống để nó an toàn hơn cho con người kỳ thực phức tạp hơn những gì anh em đang nghĩ khá nhiều. Đành rằng hiện tại có nhiều phương pháp lọc nước hiệu quả, nhưng chúng thường có chi phí cao, hoặc tệ hơn, là gây hại cho môi trường sống xung quanh chúng ta. Mới đây nhất, các nhà khoa học Trung Quốc tại Học viện Công nghệ Bắc Kinh, và đại học Dương Châu đã tìm ra được một phương pháp mới sử dụng ánh sáng mặt trời và một hợp chất gốc carbon nitride để tiêu diệt một lượng lớn vi khuẩn trong nước sinh hoạt, trong khoảng thời gian rất ngắn.
Theo đó, các nhà nghiên cứu sử dụng hợp chất có tên gọi graphitic carbon nitride (g-C3N4) dạng nanosheet. Khi chiếu ánh sáng tia cực tím vào hợp chất này, nó sẽ sản sinh những phân tử gọi là Reactive Oxygen Species, gọi tắt là ROS. Hợp chất ROS này cũng rất quen thuộc với các anh em: Hydrogen Peroxide, nước oxy già. Những phân tử này tiêu diệt vi khuẩn và mầm bệnh cực kỳ hiệu quả, và các nhà khoa học đã chứng minh được phương pháp của họ tạo ra đủ ROS để tiệt trùng 10 lít nước chỉ trong vòng 1 tiếng đồng hồ.
Trước đó, nhiều nhà khoa học đã thử nghiệm các hợp chất dạng nanotube và graphene và sử dụng quy trình xúc tác quang học để thực hiện điều tương tự, nhưng không hiệu quả bằng những hợp chất gốc kim loại vì graphene tạo ra không đủ ROS để tiệt trùng nguồn nước. Công nghệ mới này thì có, và bản thân g-C3N4 cũng rất dễ sản xuất ở quy mô lớn, với mức giá rất rẻ.
Vậy ROS hiệu quả tới mức nào? Nhóm nghiên cứu thử nghiệm dùng g-C3N4 và ánh sáng mặt trời, vốn cũng có tia cực tím ở cường độ cao để tiến hành tiệt trùng một lượng nước 50ml chứa đầy vi khuẩn. Sau 30 phút, hơn 99.9999% vi khuẩn, trong đó có cả E. coli đã bị tiêu diệt hoàn toàn. Phương pháp mới này được hứa hẹn là rẻ hơn, thân thiện với môi trường hơn khi tạo ra ít chất thải và gần như không có kim loại nặng thải ra ngoài môi trường.
Một trong những tác giả của cuộc nghiên cứu, Dan Wang viết trong báo cáo khoa học: “Khả năng ứng dụng sau này của công nghệ diệt khuẩn nhờ xúc tác quang học sẽ có thể giảm thiểu tối đa sự thiếu hụt nước sạch cũng như năng lượng trên thế giới.” Wang và các cộng sự của ông tin rằng hệ thống mà họ tạo ra có thể dùng chung với các hệ thống lọc nước phức tạp, với những chức năng khác như lọc kim loại và cân bằng độ pH, từ đó tạo ra một phương pháp lọc nước sạch hơn và ít chất thải hơn.
Theo đó, các nhà nghiên cứu sử dụng hợp chất có tên gọi graphitic carbon nitride (g-C3N4) dạng nanosheet. Khi chiếu ánh sáng tia cực tím vào hợp chất này, nó sẽ sản sinh những phân tử gọi là Reactive Oxygen Species, gọi tắt là ROS. Hợp chất ROS này cũng rất quen thuộc với các anh em: Hydrogen Peroxide, nước oxy già. Những phân tử này tiêu diệt vi khuẩn và mầm bệnh cực kỳ hiệu quả, và các nhà khoa học đã chứng minh được phương pháp của họ tạo ra đủ ROS để tiệt trùng 10 lít nước chỉ trong vòng 1 tiếng đồng hồ.
Trước đó, nhiều nhà khoa học đã thử nghiệm các hợp chất dạng nanotube và graphene và sử dụng quy trình xúc tác quang học để thực hiện điều tương tự, nhưng không hiệu quả bằng những hợp chất gốc kim loại vì graphene tạo ra không đủ ROS để tiệt trùng nguồn nước. Công nghệ mới này thì có, và bản thân g-C3N4 cũng rất dễ sản xuất ở quy mô lớn, với mức giá rất rẻ.
Vậy ROS hiệu quả tới mức nào? Nhóm nghiên cứu thử nghiệm dùng g-C3N4 và ánh sáng mặt trời, vốn cũng có tia cực tím ở cường độ cao để tiến hành tiệt trùng một lượng nước 50ml chứa đầy vi khuẩn. Sau 30 phút, hơn 99.9999% vi khuẩn, trong đó có cả E. coli đã bị tiêu diệt hoàn toàn. Phương pháp mới này được hứa hẹn là rẻ hơn, thân thiện với môi trường hơn khi tạo ra ít chất thải và gần như không có kim loại nặng thải ra ngoài môi trường.
Một trong những tác giả của cuộc nghiên cứu, Dan Wang viết trong báo cáo khoa học: “Khả năng ứng dụng sau này của công nghệ diệt khuẩn nhờ xúc tác quang học sẽ có thể giảm thiểu tối đa sự thiếu hụt nước sạch cũng như năng lượng trên thế giới.” Wang và các cộng sự của ông tin rằng hệ thống mà họ tạo ra có thể dùng chung với các hệ thống lọc nước phức tạp, với những chức năng khác như lọc kim loại và cân bằng độ pH, từ đó tạo ra một phương pháp lọc nước sạch hơn và ít chất thải hơn.
Tham khảo ScienceAlert
