Những ứng dụng của nano bạc trong đời sống

(Hóa học ngày nay-H2N2)-Từ lâu loài người đã biết đến tác dụng sát khuẩn mạnh của bạc, những chén bát, thìa nĩa, nồi niêu của người La Mã cổ, của các vua chúa phong kiến và ngay cả chiếc bi đông nhôm tráng bạc của anh chiến sĩ giải phóng đã chứng minh điều đó. Tuy nhiên tác dụng này không được ứng dụng rộng rãi vì nếu dùng bạc khối hay phủ bạc khối cũng là quá đắt. Qua việc nấu ăn của người Hy Lạp cổ đại bằng nồi bạc, có thể thấy hàng nghìn năm qua, con người đã biết tính chất kháng khuẩn của bạc, và thực tế cho thấy khi ăn bằng bát hoặc thìa bạc thì hợp vệ sinh hơn.

>>> Ứng dụng công nghệ nano trong thực phẩm

Những năm gần đây, công nghệ nano ra đời không những tạo nên bước nhảy đột phá trong ngành điện tử, tin học, y sinh học mà còn được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, gạc chữa bỏng được phủ nano bạc, nước rửa rau sống, chất diệt khuẩn khử mùi trong máy lạnh.

Nano mét là một đơn vị đo lường chiều dài cực nhỏ, ký hiệu là nm, bằng 1 phần triệu mm. Qua nghiên cứu thấy rằng, do sự tăng lên của nguyên tử bề mặt nên so với bạc khối, tác dụng sát khuẩn của các hạt bạc siêu nhỏ có kích thước nano được nhân lên gấp bội, 1 gam nano bạc có thể sát khuẩn cho hàng trăm mét vuông chất nền. Bằng cách nào mà chúng lại có thể diệt được vi khuẩn, virus? Tất cả các vi sinh vật đều sử dụng enzym để hấp thu, chuyển hóa ô xy và các ion bạc đã phá hủy enzym khiến cho chúng bị "ngạt thở".

Một số tính chất đặc trưng của nano bạc

Vì nano bạc ở trạng thái keo (colloid), không phải dạng ion như thường gặp, mà tồn tại ở dạng bạc nguyên tố nên không bị thất thoát trong khi chùi rửa. Trong khi ứng dụng sản phẩm chỉ cần một phần bạc rất nhỏ để kháng khuẩn. Khả năng kháng khuẩn có tác dụng suốt quá trình tồn tại của sản phẩm .

1. Ứng dụng của Nano bạc vào sản phẩm ở nồng độ rất thấp. Ngay khi chúng ta ăn các sản phẩm có chứa Nano bạc, thì hàm lượng Nano bạc cũng không thể cao hơn định mức WHO đã đưa ra (5 mỉcrogram bạc/kg trọng lượng cơ thể/ngày, hay khoảng 1 lít keo bạc nồng độ 10 ppm/tháng cho một người nặng 66 kg - Lansdown, 2006). Hàm lượng Nano bạc tiết ra ngoài dùng diệt khuẩn so ra thấp hơn định mức của WHO ở vào cấp lũy thừa.

2. Như đã nói, sản phẩm có chứa Nano bạc được đưa vào sản phẩm qua qui trình nóng chảy của nhựa, điều khiến sự thất thóat qua sự chà sát (vật lý) không thể xảy ra. Mọi tác động chà sát bào mòn gây thất thóat ở cấp độ lớn hơn cấp Nano.

3. Nano bạc ở dạng colloid có tính chất làm ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Thí dụ sản phẩm trắng trong  sẽ trở nên hơi có màu beige, trắng tự nhiên, hoặc màu như rượu champagne. Đối với các màu vàng , cam, xanh lợt vân vân .. thì không bị ảnh hưởng. Có thể xảy ra hiện tượng màu cơ bản bị biến đổi , tuy nhiên không nhất thiết phải xảy ra hiện tượng này. Bù lại sản phẩm sẽ không bị vàng ố, tức là không có sự thay đổi màu qua ánh sáng hoặc qua các qui trình giặt giũ ..

4. Lệ thuộc vào diện tích lớn của các sản phẩm sợi, như micro fiber .. chúng ta cần cho mỗi sản phẩm những thong số khác nhau, tuy nhiên hàm lượng Nano bạc sẽ vẫn thấp hơn 0,05 – 0,5 phần ngàn (0/00) Đối với các thùng chứa, chai, bình, thông số lại hòan tòan khác hẳn. Nồng độ Nano bạc từ 0,2-0,5 phần ngàn (0/00) là chuẩn, tuy nhiên vẫn còn lệ thuộc các yếu tố sản xuất khác ...

Ứng dụng nano bạc trong các thiết bị gia dụng

Ứng dụng các phân tử bạc (công nghệ Nano Silver) để khử khuẩn trong đồ dùng gia đình đang được nhiều hãng sản xuất lựa chọn do đảm bảo được sự an toàn về sức khoẻ.

Ngày càng nhiều thiết bị gia dụng sử dụng công nghệ Nano Silver để diệt khuẩn.

Hiện nay, tính năng khử khuẩn bằng phân tử bạc đã được ứng dụng vào nhiều loại thiết bị gia dụng như điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh, máy giặt,... và một số dụng cụ đựng thực phẩm như bình sữa trẻ em, bát đĩa, máy khử độc hoa quả…

Dù việc sử dụng những thiết bị gia dụng ứng dụng các loại công nghệ diệt khuẩn đang trở thành “mốt” trong thời buổi ô nhiễm như hiện nay, nhưng nhiều người vẫn lo ngại liệu công nghệ này có ảnh hưởng tới sức khỏe về lâu dài hay không?

Đã có một số cảnh báo cho rằng các phân tử có kích cỡ nano rất dễ bị phá vỡ cấu trúc, xâm nhập vào màng tế bào gây nên những biến đổi sinh lý khó lường.

Tuy nhiên, tính năng diệt khuẩn bằng công nghệ Nano Silver được các chuyên gia đầu ngành tại viện nghiên cứu khoa học Vật lý và viện Dinh Dưỡng khẳng định là không ảnh hướng tới thực phẩm, sức khỏe và không phải là chất chất độc hại đối với da hay hệ hô hấp của con người.

Ion bạc sử dụng cho dụng cụ đựng thực phẩm chỉ là một lớp tráng các phân tử bạc mỏng trên bề mặt của đồ dùng. Lớp bạc này sẽ chống lại sự xâm nhập và tiêu diệt các loại vi khuẩn. Tất nhiên điều này không có nghĩa là thức ăn sẽ được bảo vệ hoàn toàn 100% khỏi vi khuẩn khi sử dụng các thiết bị này.

Minh họa sự hoạt động của các ion Ag, ngăn ngừa sự phát triển của các vi khuẩn.

Đối với các thiết bị gia dụng lớn như máy giặt và máy khử độc thực phẩm thường sử dụng những thanh bạc lớn nguyên chất, có khu vực để riêng biệt và được điện phân dung dịch thành hàng tỉ các ion bạc mỗi lần giặt/xả.

Chúng sẽ theo dòng nước bám vào các bề mặt thực phẩm hay vải vóc để "tiêu diệt" vi khuẩn hoặc nấm mốc, ngăn ngừa sự xâm nhập trở lại sau nhiều ngày. Những thanh bạc này có tuổi thọ lên đến 10 năm sử dụng liên tục.

Với tủ lạnh và điều hòa, máy lọc không khí, nguyên lý hoạt động của công nghệ phân tử bạc là như nhau vì các ion bạc không được điện phân ra ngoài như trong máy giặt mà chúng được khử trực tiếp khi không khí bị hút vào hệ thống lọc này.

Hệ thống lọc sẽ không cho phép các ion bạc được thoát ra ngoài môi trường, chúng làm nhiệm vụ cô lập những phân tử bụi và vi khuẩn đi theo không khí vào trong, trả lại môi trường (tủ lạnh hay căn phòng) một làn không khí trong lành, có lợi cho sức khỏe hoặc giúp thực phẩm tươi ngon hơn.

Ngoài ra thì một số dòng tủ lạnh không sử dụng hệ thống lọc khí khử khuẩn, mà dùng những lớp tráng ion bạc trực tiếp lên bề mặt bên trong tủ, cũng có tác dụng diệt khuẩn khi vi khuẩn "va chạm" với các bề mặt đó.

Ứng dụng nano bạc trong sản suất hàng tiêu dùng

Việc sản xuất các mặt hàng tiêu dùng bằng kim loại bạc nguyên chất hoặc phủ chúng bằng bạc là rất đắt. Tuy nhiên, các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, pha các nguyên liệu khác với hạt nano bạc là một phương pháp thích hợp để khai thác tính chất của bạc. Các hạt nano siêu nhỏ thể hiện các tính chất khác biệt hoặc nổi bật hơn so với nguyên liệu dạng macro. Các hạt nano siêu nhỏ làm cho các hạt có diện tích bề mặt lớn cân đối với khối lượng của chúng. Trường hợp bạc ở dạng hạt nano, cho phép chúng tương tác dễ dàng với các hạt khác và tăng hiệu quả kháng khuẩn. Hiệu quả này lớn tới mức 1 gam hạt nano bạc có thể tạo tính chất kháng khuẩn tới hàng trăm mét vuông chất nền. Hiện nay, các sản phẩm làm bằng những hạt nano bạc đã được các cơ quan FDA,  EPA của Mỹ, SIAA của Nhật Bản... chính thức phê chuẩn.

Tất cả vi khuẩn sử dụng enzym như một lớp  “phổi hóa học” để chuyển hóa oxy. Các ion bạc phân hủy enzym và ngăn chặn quá trình hút oxy. Tác động này làm chết tất cả các vi khuẩn, tiêu diệt chúng trong vòng 6 phút. Các vi rút phát triển bằng cách kí sinh trong tế bào sống khác và đưa vào nhân mới để tái tạo và nhân bản, còn tế bào sẽ bị bệnh. Các ion bạc còn ngăn oxy đưa vào tế bào sản sinh ra vi rút và chúng chết do nghẹt thở.

Thuốc kháng sinh có thể được dùng để tiêu diệt các mầm bệnh do các hạt nano bạc tấn công nhưng vi khuẩn và vi rút đang ngày càng trở nên kháng lại các điều trị bằng thuốc. Các hạt nano bạc tiêu diệt tất cả các bệnh nhiễm nấm, vi khuẩn và vi rút, kể cả các chủng kháng kháng sinh. Tuy nhiên, không phải các loại thuốc kháng sinh đều có hiệu quả đối với tất cả các loại vi khuẩn. Ngoài ra, nghiên cứu còn chỉ ra rằng, vi khuẩn không thể phát triển bất kỳ khả năng miễn dịch nào đối với bạc. Bạc xuất hiện một cách tự nhiên, không độc, không dị ứng, không tích tụ và vô hại đối với cả động vật hoang dã và môi trường.

Hiện nay, các nhà sản xuất đã sản xuất các hàng tiêu dùng sử dụng tính chất kháng khuẩn của các hạt nano bạc như tủ lạnh, điều hòa và máy giặt. Ngoài ra các loại đồ chơi, quần áo, hộp đựng thực phẩm, chất tẩy quần áo cũng đã sử dụng nano bạc. Một số ứng dụng tiềm năng khác của các hạt nano bạc cũng đang được xem xét áp dụng trong mô cấy sinh học, băng vết thương, v.v...

Ngoài ra, hiện nay nano bạc còn ứng dụng sản xuất sợi nhân tạo dùng dệt vải, khăn quần áo có chức năng kháng khuẩn, chống hôi. Trong lĩnh vực hóa học polimer để sản xuất PET, PP, PA, các hại nhựa sẽ được trộn chung vào các hạt nhựa không chứa  Nano bạc khác trong quá trình sản xuất, kéo sợi. Nano bạc không chỉ tẩm, phủ lên bề mặt mà được đưa vào trong sản phẩm qua qui trình nóng chảy dùng sản xuất tấm ra trải giường, khăn lau chén, bát, thảm trải nền nhà, túi bọc tấm đệm giường, quần áo (tạp dề, vớ (tất), t-shirts … ) cũng như các sản phẩm vệ sinh khác như quần áo cho bệnh viện, quần áo bảo vệ, khẩu trang. Ngoài ra, nano bạc còn dùng trong các qui trình sản xuất khác như sản xuất nhựa nhiệt dẻo, qui trình phun ép các bộ phận, các bình chứa, chai .. hoặc ống nhựa dẫn chất lỏng , nước.

Nguồn Anphusaigon/Hoahocngaynay.com

Tham khảo thêm
Lansdown AB (2006). "Silver in health care: antimicrobial effects and safety in use". Current Problems in Dermatology. Current Problems in Dermatology 33: 17–34

Posted in: TIN TỨC