Một lớp phủ có thể giúp bề mặt trở nên “khó sống” hơn đối với vi khuẩn như thế nào?

Chúng ta thường lau bàn, tay nắm cửa, tường hay các bề mặt thường xuyên tiếp xúc để loại bỏ bụi bẩn và vi khuẩn. Tuy nhiên, sau khi vệ sinh, bề mặt vẫn có thể tiếp tục tiếp xúc với vi sinh vật từ tay người, không khí hoặc môi trường xung quanh.

Vậy có thể tạo ra một bề mặt không chỉ “sạch tại thời điểm lau”, mà còn hỗ trợ hạn chế hoạt động của vi khuẩn sau đó hay không?

Đây chính là một trong những hướng ứng dụng được nghiên cứu của lớp phủ quang xúc tác.

1. Vì sao vi khuẩn có thể tồn tại trên bề mặt?

Bề mặt bàn, tường, cửa, tay vịn hay nhiều vật dụng trong không gian sống có thể trở thành nơi vi khuẩn tiếp xúc và lưu lại.

Khả năng tồn tại của chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại vi khuẩn, độ ẩm, nhiệt độ, chất dinh dưỡng có trên bề mặt và điều kiện môi trường.

Trong điều kiện thuận lợi, một số vi khuẩn có thể bám trên bề mặt và tiếp tục tồn tại trong một khoảng thời gian. Một số loại còn có khả năng tập hợp và hình thành màng sinh học, khiến việc loại bỏ chúng trở nên khó khăn hơn.

Đó cũng là lý do việc vệ sinh định kỳ các bề mặt thường xuyên tiếp xúc vẫn rất quan trọng.

Tuy nhiên, phương pháp lau chùi thông thường chủ yếu xử lý bụi bẩn và vi sinh vật tại thời điểm vệ sinh. Sau đó, bề mặt vẫn có thể tiếp tục bị tiếp xúc với vi khuẩn từ môi trường.

Vì vậy, bên cạnh việc làm sạch, một hướng tiếp cận khác là tạo ra các bề mặt có khả năng chủ động hỗ trợ tác động đến vi sinh vật.

2. Lớp phủ quang xúc tác tác động đến vi khuẩn như thế nào?

Một lớp sơn thông thường chủ yếu có nhiệm vụ bảo vệ, trang trí hoặc tạo màu cho bề mặt.

Trong khi đó, lớp phủ quang xúc tác chứa các vật liệu có khả năng xảy ra phản ứng khi nhận được nguồn ánh sáng phù hợp. Một trong những vật liệu được nghiên cứu rộng rãi nhất là titanium dioxide – TiO₂.

Khi nhận được ánh sáng thích hợp, vật liệu quang xúc tác có thể tạo ra các chất oxy hóa hoạt tính – ROS trên bề mặt.

Quá trình này có thể hình dung đơn giản như sau:

Ánh sáng → Quang xúc tác → ROS → Tác động đến vi khuẩn

Khi vi khuẩn tiếp xúc với bề mặt, các chất oxy hóa hoạt tính có thể tác động đến màng tế bào và các thành phần cấu tạo bên trong của chúng.

Nếu mức độ tổn thương đủ lớn, hoạt tính của vi khuẩn có thể suy giảm.

Điểm đáng chú ý là phản ứng này xảy ra ngay trên bề mặt đã được phủ vật liệu quang xúc tác. Vì vậy, lớp phủ không chỉ đóng vai trò như một lớp vật liệu bảo vệ thông thường mà còn có thể bổ sung thêm chức năng cho chính bề mặt đó.

3. Có phải phủ quang xúc tác là vi khuẩn không thể tồn tại?

Không.

“Bề mặt khó sống hơn đối với vi khuẩn” không có nghĩa là tạo ra một môi trường mà mọi loại vi khuẩn đều lập tức bị tiêu diệt hoặc hoàn toàn không thể tồn tại.

Hiệu quả của quang xúc tác còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

• loại vật liệu quang xúc tác;
• loại vi khuẩn;
• cường độ và bước sóng ánh sáng;
• thời gian tiếp xúc;
• đặc tính của bề mặt;
• điều kiện môi trường;
• diện tích và chất lượng thi công.

Đặc biệt, không phải tất cả vật liệu quang xúc tác đều hoạt động giống nhau dưới ánh sáng trong nhà.

Một sản phẩm đạt hiệu quả cao trong điều kiện thử nghiệm với nguồn sáng mạnh chưa chắc sẽ tạo ra kết quả tương tự trong một căn phòng có ít ánh sáng.

Ngoài ra, bụi bẩn, dầu mỡ hoặc các chất bám trên bề mặt cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của lớp phủ.

Do đó, quang xúc tác không thay thế việc vệ sinh thông thường.

Có thể hiểu đơn giản:

Vệ sinh giúp loại bỏ bụi bẩn và chất ô nhiễm đang tồn tại trên bề mặt.

Trong khi đó, quang xúc tác hướng đến việc bổ sung khả năng hỗ trợ tác động đến vi sinh vật khi có đủ điều kiện để phản ứng xảy ra.

Vì vậy, việc kết hợp vệ sinh định kỳ với một giải pháp xử lý bề mặt phù hợp sẽ thực tế hơn việc kỳ vọng chỉ một lớp phủ có thể giải quyết toàn bộ vấn đề.

4. Tạo ra một bề mặt có thêm chức năng

Điểm đáng chú ý của công nghệ quang xúc tác không chỉ nằm ở việc phủ thêm một lớp vật liệu lên tường, trần hay các bề mặt khác.

Ý tưởng quan trọng hơn là biến chính bề mặt đó thành một khu vực có thêm chức năng khi nhận được ánh sáng phù hợp.

Thay vì một bề mặt chỉ đơn thuần đóng vai trò ngăn cách hoặc trang trí không gian, lớp phủ quang xúc tác có thể giúp bề mặt tham gia vào quá trình oxy hóa các chất hữu cơ và hỗ trợ tác động đến vi sinh vật.

Điều này đặc biệt đáng quan tâm đối với những khu vực có diện tích bề mặt lớn hoặc có nhiều người sử dụng như:

• nhà ở;
• văn phòng;
• trường học;
• khách sạn;
• nhà hàng;
• hành lang và khu vực công cộng.

Tuy nhiên, để lớp phủ phát huy được chức năng, cần lựa chọn đúng vật liệu, xác định vị trí thi công phù hợp và xem xét điều kiện ánh sáng thực tế của từng không gian.

Không phải cứ phủ càng nhiều thì hiệu quả càng cao. Quan trọng hơn là lớp phủ có phù hợp với bề mặt, điều kiện sử dụng và mục tiêu cần đạt được hay không.

Quang xúc tác vì vậy nên được xem như một giải pháp bổ sung giúp bề mặt có thêm khả năng hỗ trợ duy trì môi trường sạch hơn, thay vì một phương pháp có thể thay thế hoàn toàn các biện pháp vệ sinh thông thường.

Liên hệ ngay để được tư vấn và khảo sát miễn phí, giúp bạn lựa chọn giải pháp quang xúc tác phù hợp với không gian và mục đích sử dụng thực tế.