Công nghệ quang xúc tác: Giải pháp thế hệ mới

Công nghệ quang xúc tác là một giải pháp thế hệ mới, được phát triển và ứng dụng tại Nhật Bản trong hơn 50 năm qua. Đây là một loại dung dịch đặc biệt, khi được phun phủ lên bề mặt vật thể, sẽ tạo thành một lớp phủ không màu, không mùi và an toàn đối với sức khỏe con người, trẻ nhỏ và động vật. Công nghệ này đã được Chính phủ Nhật Bản cấp phép và sử dụng rộng rãi tại nhiều nơi như bệnh viện, phòng khám, nha khoa, nhà hàng, khách sạn và các không gian công cộng khác. Phạm Nguyễn Decor là đơn vị tiên phong tại Việt Nam ứng dụng công nghệ này lên cây giả trang trí.

Cơ chế hoạt động của công nghệ quang xúc tác:

Công nghệ quang xúc tác (Photocatalysis) hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng ánh sáng để kích hoạt chất xúc tác, chủ yếu là Titanium Dioxide (TiO₂). Quá trình này diễn ra như sau:

• Kích hoạt bằng ánh sáng: Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt đã được phun phủ chất quang xúc tác (ví dụ như T-SHIELD COAT), phản ứng quang xúc tác bắt đầu hoạt động.
• Phản ứng với Oxy và Nước: Phản ứng xảy ra khi có đủ ánh sáng và tiếp xúc với Oxy (O₂) và Nước (H₂O) trong không khí.
• Tạo ra tác nhân phân hủy mạnh: Quá trình này sinh ra các tác nhân phân hủy mạnh như Ion siêu oxit (O₂⁻) và Gốc OH (OH⁻). Gốc OH đặc biệt có tính oxy hóa rất cao, mạnh gấp khoảng 2 lần so với clo và 1.3 lần so với ozone, giúp phân hủy hiệu quả các hợp chất hữu cơ độc hại và vi rút – vi khuẩn.
• Phân hủy các chất độc hại: Những tác nhân này sẽ phân hủy vi rút, vi khuẩn, và các hợp chất hữu cơ độc hại (bao gồm cả chất vô cơ). Đối với virus, các loại oxy hoạt tính này ngăn chặn hoạt động lây nhiễm của virus bằng cách phân hủy oxy hóa màng ngoài (Lipit Envelope hoặc capsid) của chúng, khiến chúng bị bất hoạt hóa và không thể xâm nhập vào tế bào người.
• Sản phẩm cuối cùng an toàn: Các chất độc hại bị phân rã thành Carbon dioxide (CO₂) và Nước (H₂O), cả hai đều là những chất vô hại. Đây được gọi là quá trình vô hiệu hóa hoặc vô hại hóa các chất độc hại.
• Hoạt động liên tục và bền bỉ: Phản ứng hóa học này diễn ra liên tục bất kể ban ngày hay ban đêm nếu có ánh sáng, lặp lại hàng vạn lần mỗi giây, đảm bảo hiệu quả kháng khuẩn kéo dài từ 1 đến 3 năm tùy thuộc vào môi trường.

Điểm khác biệt và lợi ích vượt trội:

So với các chất khử trùng thông thường như cồn hay axit hypoclorơ, công nghệ quang xúc tác mang lại nhiều ưu điểm:

• An toàn: Không phải là hóa chất độc hại hay thuốc, mà sử dụng phản ứng hóa học tự nhiên với ánh sáng làm năng lượng duy nhất, an toàn cho con người và môi trường. Titanium dioxide và Apatit – hai thành phần chính của lớp phủ – được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm tiêu dùng, mỹ phẩm, dược phẩm và thậm chí là phụ gia thực phẩm, chứng minh tính an toàn của chúng. Các gốc OH được tạo ra có tuổi thọ rất ngắn (<0.1 giây) và sẽ kết hợp ngay lập tức với các chất độc hại trên bề mặt, không thể xâm nhập vào cơ thể.
• Khả năng kháng khuẩn, kháng virus liên tục: Không giống chất khử trùng chỉ loại bỏ virus tại chỗ và cần phun lặp lại, quang xúc tác tự động khử trùng liên tục khi có ánh sáng, ngăn chặn sự lây lan của virus và vi khuẩn. Kết quả thử nghiệm cho thấy khả năng tiêu diệt 99% virus chỉ trong 1 phút và bất hoạt 99.9% virus sau 2 giờ, thậm chí 100% virus bị bất hoạt trong 1 giờ đầu theo hướng dẫn ASTM Mỹ. Đặc biệt, nó có thể phân hủy bất kỳ loại virus mới nào miễn là chúng là hợp chất hữu cơ.
• Khử mùi hiệu quả: Giúp loại bỏ các mùi hóa chất và mùi hôi khó chịu.
• Chống nấm mốc: Ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc trên bề mặt vật thể.
• Ứng dụng đa dạng: Có thể phun phủ lên nhiều loại bề mặt và vật liệu khác nhau như sàn, tường, trần nhà, tay nắm cửa, ghế, bàn, cống tắc, đồ chơi trẻ em, và thậm chí cả thiết bị điện. Phạm Nguyễn Decor đã tiên phong ứng dụng công nghệ này lên cây giả trang trí để mang lại không gian không chỉ đẹp mà còn sạch và an toàn.
• Hiệu quả cao ngay cả với ánh sáng yếu: Nhờ nồng độ xúc tác quang đậm đặc và thành phần chất kết dính là nanotitanium oxit, hiệu suất phản ứng với ánh sáng được tăng cường, ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu.
• Lớp phủ Apatit: Một số sản phẩm quang xúc tác còn có lớp phủ Apatit trên bề mặt các hạt oxit titan. Apatit là một khoáng chất an toàn (cấu thành nên xương và răng, dùng trong kem đánh răng) có khả năng hấp thụ các chất độc hại ngay cả khi thiếu ánh sáng, và bảo vệ vật liệu nền khỏi sự phân hủy của Titan Oxit. Apatit còn giúp hấp thụ vi khuẩn một cách mạnh mẽ.
• Kiểm chứng hiệu quả: Hiệu quả của công nghệ có thể được xác minh bằng cách đo lượng ATP (adenosine triphosphate) – một chất có trong tất cả sinh vật sống, bao gồm nấm và virus – trên bề mặt trước và sau khi phun phủ.

Trong môi trường hiện đại, nơi các mầm bệnh luôn tiềm ẩn, công nghệ quang xúc tác T-SHIELD COAT được coi là một biện pháp phòng ngừa virus hiệu quả, đặc biệt trong việc ngăn chặn lây nhiễm qua tiếp xúc trên các bề mặt mà không cần sử dụng chất tẩy trùng hay khử khuẩn liên tục.