Khẩu trang chắn được giọt bắn nhỏ hơn 2,5 micromet
Trăn trở trước đại dịch Covid-19, mong muốn có những sáng chế giúp ích, TS Nguyễn Hoàng Chinh đã nảy ra ý tưởng nghiên cứu vật liệu kháng khuẩn, tự phân hủy để giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Sau thời gian nghiên cứu tư liệu, TS Nguyễn Hoàng Chinh nhận thấy chitosan có đặc tính tương đồng để phát triển. Chitosan từ lâu đã được ứng dụng nhiều trong thương mại và y sinh nhờ tính kháng khuẩn mạnh. Chitosan được sản xuất từ vỏ tôm, cua với dung dịch kiềm NaOH có sẵn, rẻ tiền.
TS Nguyễn Hoàng Chinh cho biết, để tăng khả năng tác động lên màng tế bào vi khuẩn, nhóm nghiên cứu trộn chitosan cùng polymer PLA. Ưu điểm của polyme PLA là dễ tạo các sợi kích thước siêu nhỏ. Để hình thành lớp màng nano kháng khuẩn cao hơn, nhóm nghiên cứu sử dụng công nghệ electrospining (điện quay). Khi áp dụng công nghệ điện quay, yếu tố quan trọng và khó khăn nhất là xác định tỷ lệ phối trộn chất ban đầu để tạo lớp màng đáp ứng yêu cầu về hoạt tính sinh học, độ bền.
Phân tích lớp màng nano cho thấy có đặc tính kháng khuẩn cao, thoáng khí, không gây kích ứng da, rất dễ phân hủy. Tuy nhiên, đặc tính dễ phân hủy nhanh trong điều kiện ẩm ướt có thể khiến vật liệu dễ tiêu hao khối lượng, vì thế, nhóm lại tiếp tục nghiên cứu tăng độ bền sản phẩm và khả năng kháng khuẩn bằng cách bổ sung thêm các ion nano bạc.
Theo TS Nguyễn Hoàng Chinh, khó khăn nhất là xác định tỷ lệ phối trộn chất ban đầu để tạo lớp màng đáp ứng yêu cầu về hoạt tính sinh học, độ bền. Trải qua nhiều bước thử nghiệm tìm tỷ lệ thích hợp để phối trộn, nhóm tổng hợp lớp màng có đường kính sợi vài trăm nanomet, khoảng cách các sợi chỉ khoảng 0,3 micromet. Kích thước này giúp màng chống lại những giọt bắn, bụi mịn nhỏ hơn 2,5 micromet, diệt vi khuẩn khi bám lên bề mặt.
Kết quả thử nghiệm cho thấy, khả năng kháng khuẩn và lọc bụi mịn của vật liệu hiệu quả tới 99,9%. Vật liệu này không gây kích ứng da, bắt đầu tự phân hủy sau 8 tuần trong điều kiện phòng thí nghiệm. Theo nhóm nghiên cứu, màng có thể phân hủy nhanh hơn trong môi trường tự nhiên, dưới tác động của độ ẩm, nhiệt độ môi trường và vi sinh vật.
Muốn làm ra nhiều sản phẩm thân thiện môi trường
TS Nguyễn Hoàng Chinh là nhà khoa học trẻ nhận giải thưởng Quả cầu vàng năm 2020. Ở lĩnh vực tính toán và thiết kế dược liệu hóa – sinh nano, anh có 37 bài báo nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học trong nước và quốc tế, tham gia phản biện cho 16 tạp chí ISI.
Không phải đến khi công bố khẩu trang tự phân hủy cái tên Nguyễn Hoàng Chinh mới được biết đến. Anh sinh ra và lớn lên ở cù lao Long Hòa – Hòa Minh, trên sông Cổ Chiên, Trà Vinh. Không đường, không cả điện lưới, thời học sinh của anh là những ngày đi bộ xuyên rừng đến trường và ôn bài trong ánh đèn dầu. “Gia đình và người cù lao quá vất vả với nghề nông, quanh năm làm lụng mà không đủ ăn. Một phần vì yêu thích, tôi quyết tâm thi vào ngành sinh học, dùng kiến thức học được để có thể làm gì đó cho nông nghiệp, giúp đỡ bà con quê mình”, anh chia sẻ.
Chính vì vậy, sau khi học xong Tiến sĩ tại Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia Đài Loan, có cơ hội làm việc thu nhập cao, môi trường chuyên nghiệp nhưng anh vẫn quyết tâm trở lại quê hương. “Lúc học tại Đài Loan, tôi nhận thấy điều kiện nghiên cứu ở trong nước còn khá nhiều khó khăn. Tôi tâm nguyện khi về nước sẽ tham gia sâu hơn và phát triển các nhóm nghiên cứu khoa học của sinh viên. Đây là giai đoạn rất quan trọng để gieo vào mỗi bạn trẻ lòng đam mê và nhiệt huyết với nghiên cứu, giúp họ có thêm động lực và xác định rõ đường đi cho tương lai”, anh chia sẻ thêm.
Hiện, TS Nguyễn Hoàng Chinh là nghiên cứu viên và cũng là giảng viên trẻ nhất của Khoa Khoa học Ứng dụng và tham gia vào 2 nhóm nghiên cứu trọng điểm của khoa là “Nhóm nghiên cứu tính toán và thiết kế hóa – sinh nano và “Sản phẩm tự nhiên và hóa sinh công nghiệp”.
Anh cũng là thành viên của “Nhóm chiết xuất các hợp chất sinh học và ứng dụng” với đối tượng nghiên cứu đa bội chồi non trong ống nghiệm, các hiệu ứng của Elicitors trên sự sản xuất chất chuyển hóa thứ cấp, sàng lọc trên mô phỏng máy tính.
Với cương vị là giảng viên, TS Nguyễn Hoàng Chinh tập hợp và tổ chức, hỗ trợ các nhóm sinh viên nghiên cứu về sinh học ứng dụng trong nông nghiệp.
Thông qua các mối quan hệ, anh cũng tìm cách kết nối để giúp sinh viên trong khoa tiếp cận các nhóm học bổng ở nước ngoài, như cách anh từng được các giảng viên giúp đỡ lúc còn là sinh viên. Anh cho biết: “Khi nhìn và hỗ trợ các bạn sinh viên say mê làm việc trong phòng thí nghiệm, tôi cũng thấy lại thời sinh viên của mình”. Về định hướng nghiên cứu trong tương lai, ngoài khẩu trang, TS Chinh tìm hiểu những phương pháp tổng hợp chất mới theo hướng thân thiện môi trường như ứng dụng sợi nano lọc nước, khí trong y tế và công nghiệp