Các nhà khoa học ở Mĩ vừa sử dụng một lược tần quang học – một laser phát ra ánh sáng ở một ngưỡng tần số cách đều nhau, giống như những cái răng trên một cái lược – để theo dõi một dụng cụ được thiết kế để diệt khuẩn hoạt động như thế nào. Cái lược được dùng để đo hàm lượng ozone, hydrogen peroxide và những phân tử hoạt tính khác trong dòng không khí và plasma lạnh do dụng cụ khử trùng tạo ra. Nghiên cứu cho thấy sự khử trùng đạt hiệu quả nhất khi trong dòng khí có cả plasma và hydrogen peroxide.
“Plasma không khí-lạnh” – những chất khí nhiệt độ phòng gồm những phân tử khí bị ion hóa – đã được sử dụng rộng rãi để diệt khuẩn, cả trong môi trường y khoa và xử lí thực phẩm. Trong khi kĩ thuật trên xử lí tốt các vi khuẩn kháng kháng sinh và kháng nhiệt, thì các dụng cụ có thể có hiệu lực hơn nếu plasma đó được kết hợp với một hóa chất kháng khuẩn ví dụ như hydrogen peroxide. Nhưng việc tìm hiểu tại sao quá trình này xảy ra và làm thế nào cải thiện nó thì không đơn giản vì việc đo chính xác hàm lượng tương đối của các phân tử khác nhau trong dòng khí – và cách thức chúng tương tác – có phần khó khăn.
Lược tần của JILA dùng để nghiên cứu một dụng cụ khử trùng plasma lạnh. Hệ thống có thể phát hiện và đo hàm lượng của nhiều phân tử khác nhau dựa trên cách chúng hấp thụ ánh sáng trong vùng hồng ngoại trung của phổ điện từ. (Ảnh: JILA)
Những răng tần nhạy
Mark Golkowski và các đồng sự tại trường Đại học Colorado, cùng với Jun Ye và đội khoa học tại JILA ở gần Boulder, đã chứng minh rằng một cái lược tần số quang học – một dụng cụ thường đi cùng với đồng hồ nguyên tử và quang phổ học chính xác – có thể giải quyết vấn đề này để nghiên cứu các phân tử trong dòng khí khử trùng. Khi ánh sáng từ lược tần đi qua dòng khí, sự có mặt của một phân tử hay một ion nhất định được biểu hiện bởi sự hấp thụ của một tập hợp răng cưa nhất định. Theo Golkowski, lược tần của JILA mang lại “khả năng độc nhất vô nhị của một phép đo cực nhạy và còn mang lại thông tin về động lực học tương tác, vì nhiều phân tử có thể được quan sát đồng thời trên cỡ thời gian ngắn”.
Vừa định lượng có bao nhiêu hydrogen peroxide trong dòng khí, lược tần còn cho biết việc bổ sung thêm hydrogen peroxide không làm ảnh hưởng đến hàm lượng khí độc nitrogen dioxide trong dòng khí. Đội nghiên cứu còn tìm thấy rằng hàm lượng ozone và nitrous oxide trong dòng khí giảm đi một nửa khi có mặt hydrogen peroxide. Theo các nhà nghiên cứu, thật khó dự đoán trước hàm lượng tương đối của những phân tử này bằng phương pháp mô hình số, và do đó lược tần đã mang lại cho họ một cái nhìn độc đáo về cơ chế hóa học của dòng khí của họ.
Nghiên cứu trên còn xác nhận rằng một dòng khí giàu hydrogen peroxide có thể tiêu diệt nhanh vi khuẩn cách nguồn phát lên tới 3 m. Hệ thống tỏ ra rất hiệu quả trong việc tẩy uế các bề mặt có những sinh vật nguy hiểm như Staphylococcus aureus – thủ phạm gây viêm phổi và những chứng bệnh khác – và Pseudomonas aeruginosa, vi khuẩn thường tìm thấy trên thiết bị y tế.
Nghiên cứu công bố trên tạp chí IEEE Transactions on Plasma Science.
Xuân Nguyễn – thuvienvatly.com
Nguồn: physicsworld.com
