TS Nguyễn Hoàng Chinh (bìa phải) và các sinh viên Trường ĐH Tôn Đức Thắng - Ảnh: NVCC

Dự án được TS Nguyễn Hoàng Chinh (31 tuổi), khoa khoa học ứng dụng Trường ĐH Tôn Đức Thắng, cùng các cộng sự đảm nhiệm. Năm 2020, TS Chinh cũng là gương mặt trẻ nhất được nhận giải thưởng Quả cầu vàng, một trong những giải thưởng danh giá nhất ở lĩnh vực khoa học, công nghệ tại Việt Nam.

Hiệu quả 99%

Điểm khác biệt của chiếc khẩu trang này nằm ở màng lọc có nguồn gốc từ thiên nhiên nhưng vẫn đảm bảo tính hiệu quả lọc không khí. Ở đây, nhóm kết hợp hai nguyên liệu chitosan lấy từ vỏ tôm, cua và polymer sinh học PLA chiết xuất từ bột mía, bắp.

Chitosan mang tính kháng khuẩn mạnh, có khả năng tác động lên màng tế bào của vi khuẩn, được trộn cùng polymer PLA có ưu điểm dễ tạo các sợi kích thước siêu nhỏ. Để kết hợp cả hai thành một lớp màng nano, nhóm sử dụng công nghệ electrospining (điện quay).

Đây cũng là lần đầu tiên công nghệ này được áp dụng chế tạo vật liệu khẩu trang. Hiện nay, những kỹ thuật ép sợi thông thường cho ra những sợi khá to và lỗ hổng giữa các sợi rất lớn, khiến khẩu trang không thể lọc được bụi mịn hay các hạt có kích thước rất nhỏ.

Nhờ công nghệ electrospining, nhóm tạo được màng lọc có đường kính sợi 500-800 nanomet, khoảng cách các sợi chỉ khoảng 0,3 micromet. Nhờ đó, màng có thể chống lại những giọt bắn, bụi mịn nhỏ hơn 2,5 micromet, diệt vi khuẩn khi bám lên bề mặt. Thực nghiệm cho thấy sản phẩm mới có thể kháng khuẩn và lọc bụi mịn lên đến 99%.

Đặc biệt, do có nguồn gốc từ thiên nhiên, vật liệu sẽ tự phân hủy sau 8 tuần trong điều kiện phòng thí nghiệm. Nếu kết hợp với tác động của các vi sinh vật trong điều kiện tự nhiên, tốc độ tự hủy sẽ còn nhanh hơn.

Linh hoạt "chạy" dự án trong mùa dịch

Ý tưởng khẩu trang kháng khuẩn thân thiện với môi trường đến với nhóm của TS Nguyễn Hoàng Chinh từ giữa năm 2020 khi COVID-19 bắt đầu lan rộng tại nhiều nơi trên thế giới. Khi đó, bài toán lớn nhất đặt ra cho đội ngũ nghiên cứu là làm thế nào để tổng hợp được chitosan và PLA, cũng như xác định được tỉ lệ phù hợp nhất giữa hai chất để có màng lọc có tác dụng cao nhất. Mất gần một năm, nhóm mới tìm ra được tỉ lệ chính xác ấy.

Hiện tại, nhóm đang tối ưu hóa màng nano nhằm giúp khẩu trang đạt được độ dày lý tưởng, tạo sự thoải mái khi dùng. Nhận thấy tiềm năng rất lớn, một doanh nghiệp có tiếng đã trực tiếp rót vốn đầu tư vào dự án, dự kiến sản phẩm có thể đến tay người dùng sớm nhất vào cuối năm 2021.

Kết hợp với các nhà khoa học đang ở nước ngoài cũng là cách làm sáng tạo. TS Trần Hoài Khang, hiện đang nghiên cứu tại ĐH Công nghệ Ming Chi (Đài Loan), như một "cánh tay nối dài" của dự án khẩu trang kháng khuẩn. Tận dụng được một số thiết bị hiện đại ở Đài Loan, nhóm có thể tăng tốc ở nhiều công đoạn, giảm không ít thời gian gửi đi các trung tâm kiểm nghiệm, phân tích...

"Nghiên cứu vẫn chạy xuyên suốt trong mùa dịch, khi tình hình trở về bình thường, tất cả công đoạn sẽ trở lại ngay guồng quay nhằm tiến tới mục tiêu đưa sản phẩm lên kệ sớm nhất vào cuối năm nay" - TS Trần Hoài Khang nói.

Trường ĐH Bách khoa TP.HCM chế tạo khẩu trang có thể lọc được 99% bụi mịn, ngăn virus

TTO - Các nhà khoa học tại Trường ĐH Bách khoa (ĐH Quốc gia TP.HCM) vừa công bố kết quả nghiên cứu công nghệ ứng dụng siêu vật liệu graphene kết hợp với nano bạc làm khẩu trang.