Đồ đạc tự làm sạch bằng ánh sáng mặt trời

Khi mặt trời chiếu sáng xuyên qua các đám mây cũng là lúc những đám mây tự làm sạch chính bản thân chúng. Điều này nghe có vẻ giống ảo thuật nhưng trong thực tế vẫn đang diễn ra hàng ngày. Thủ phạm chính là các phân tử Titanium dioxide (Ti02), ánh nắng mặt trời kèm theo tia cực tím tạo ra phản ứng tiêu diệt vi khuẩn cùng với tảo và nấm trả lại cho chúng ta những đồ đạc sạch đẹp.

Mùa hè – ở một khía cạnh nào đó – cũng là khoảng thời gian mà những chiếc bàn ghế bị bao phủ bởi rất nhiều bụi. Đồ đạc trong vườn thường được đặt trong bóng râm quá lâu và bị một lớp nhầy nhụa của tảo, rêu, vi khuẩn và nấm xâm nhập, đấy là những loại ký sinh vật rất khó hoặc thậm chí không thể tẩy sạch. Ngày nay các nhà khoa học hy vọng có thể giải quyết vấn đề này bằng cách thêm thành phần phân tử titanium dioxide (TiO2) vào trong nhựa dùng chế tạo các loại bàn ghế đặt trong vườn. Khi những phân tử TiO2 được “kích hoạt” bởi tia tử ngoại có sẵn trong ánh nắng mặt trời, chúng sẽ hoạt động giống như một chất xúc tác, kích thích phản ứng điện hóa sinh ra các gốc tự do. Chính những gốc tự do này cùng với các phân tử TiO2 sẽ tiêu diệt vi khuẩn, nấm và những sinh vật khác, đầu tiên chúng sẽ phá hủy các tế bào ngoài cùng sau đó sẽ thâm nhập vào các tế bào chất bên trong và tiêu hủy chuỗi DNA của vi khuẩn. Kết quả nhận được là các chất hữu cơ này hoàn toàn biến mất khỏi bề mặt của đồ đạc.
Những lớp phủ quang học hoạt động như thế nào? Chúng phá hủy những hợp chất hữu cơ nào và những hợp chất nào không bị chúng tiêu diệt? Hai câu hỏi này là chủ đề chính trong những nghiên cứu đang được thực hiện tại viện nghiên cứu công nghệ sinh học và ứng dụng IGB thuộc Fraunhofe ở Stuttgart. Tiến sĩ Iris Trick, phụ trách nhóm nghiên cứu nói “chúng tôi tiến hành một vài thử nghiệm trên những chiếc ghế được kê ngoài vườn với lớp phủ quang học và so sánh chúng với những chiếc khác được làm hoàn toàn bằng nhựa”. Tiến sĩ Trick cùng nhóm của ông đã xịt lên trên cả hai loại ghế đó các loại vi khuẩn, rêu, tảo và nấm sau đó đặt chúng ngoài trời trong khoảng thời gian là 2 năm. Kết thúc cuộc thử nghiệm họ nhận thấy với những đồ đạc thông thường lớp bụi bẩn không thể làm sạch được còn với những đồ có lớp phủ quang học vẫn hoàn toàn sạch sẽ và sáng bóng thậm chí sau hơn 2 năm ở ngoài trời. Nhóm nghiên cứu cũng đã kiểm tra lại tính hiệu quả của lớp phủ đặc biệt này trên một số bề mặt khác tại phòng thí nghiệm. Để thực hiện được điều đó họ đã thử nghiệm tới 30 loại nấm, vi khuẩn, tảo khác nhau tồn tại trong tự nhiên trên các bề mặt cả có và không có lớp phủ sau đó so sánh cách phát triển của những sinh vật tự nhiên này. Ngoài ra họ cũng phân tích những vật chất đã bị phá hủy trên các bề mặt tự làm sạch bằng các phản ứng điện hóa học.

Những bức tường và màn hình tự làm sạch

Các ứng dụng thực tế không chỉ dừng lại ở các đồ đạc sử dụng trong vườn mà còn nhiều hơn thế. Ví dụ các nhà nghiên cứu thuộc viện Fraunhofer kỹ thuật và tự động hóa sản xuất IPA tại Stuttgart đang tiến hành với các loại sơn xây dựng có đưa thêm phân tử TiO­2. Nếu các bức tường bị bẩn, thì lớp phủ quang học sẽ phá hủy các chất gây bẩn hữu cơ và trả lại vẻ sạch sẽ cho chúng. Họ thậm chí còn phát triển một lớp phủ tự làm sạch cho bề mặt thủy tinh. “Nếu chúng ta có thể phủ một lớp rất mỏng TiO2 lên trên bề mặt thủy tinh như màn hình của một chiếc điện thoại thông minh, thì các loại chất nhờn hay dấu vân tay sẽ tự động biến mất” Tiến sĩ Micheal Vergöhl nói – ông là chủ nhiệm khoa kỹ thuật bề mặt và màng mỏng IST tại Fraunhofer đồng thời cũng là người đứng đầu Fraunhofer Photocatalysis Alliance. Không giống như đồ đạc trong vườn những chiếc điện thoại chỉ cần 1h dưới ánh sáng mặt trời để “sạch sẽ” và sau đó chúng có thể “tránh nắng” trong 3 ngày. Bước tiếp theo mà họ nghĩ tới là tìm ra những vật liệu mới có thể tự làm sạch trong ánh sáng nhân tạo. Fraunhofer Photocatalysis Alliance là sự kết hợp của 10 viện nghiên cứu đã quyết định tổng hợp tất cả những kiến thức của họ trong lĩnh vực này. Nó bao gôm cả phổ quang học đầy đủ quá trình phát triển của lớp quang học và cũng quan tâm tới từng vạch phổ riêng lẻ.

Nguồn  Phys.org

Việt Bắc @ Mes Lab,. Biên dịch

Authors

Related posts

*

Top