Tủ lạnh dùng tia UV để giữ thực phẩm tươi ngon

Các nhà khoa học từ Đại học công nghệ Nanyang của Singapore, hợp tác với công ty PureFize Technologies của Thụy Điển, thiết kế một con chip nhỏ gọn, sử dụng tia cực tím (UV) để diệt khuẩn hiệu quả. Tia cực tím nổi tiếng với khả năng diệt vi khuẩn, trong đó có cả những loại vi khuẩn khiến thực phẩm nhanh bị hỏng.

Không giống như đèn UV truyền thống sử dụng thủy ngân độc hại, con chip mới phát triển này không chứa thủy ngân, có kích thước chỉ vài cm. Nó có thể hoạt động trong không gian nhỏ, hạn chế mà không cần hệ thống làm mát. Kích thước nhỏ và mức tiêu thụ năng lượng thấp khiến nó trở nên linh hoạt, lý tưởng để tích hợp vào các thiết bị không thể lắp đèn UV thông thường.

Thay vì làm bay hơi thủy ngân để tạo ra tia UV như đèn thủy ngân, chip tạo ra tia UV thông qua quá trình gọi là phát quang cực âm (cathodoluminescence). Chip có hai điện cực: cực âm có cấu trúc nano ZnO, cực dương được phủ vật liệu phát ra chủ yếu tia UVC khi được electron kích thích. Khi có điện áp, các electron phát ra từ cực âm, di chuyển qua điện trường, tăng tốc chúng, hướng về cực dương, phát ra tia UV khi bị các electron đập vào.

Sử dụng sức mạnh của tia UVC sóng ngắn, cùng với một số tia UVA, UVB, con chip này loại bỏ hiệu quả vi khuẩn, nấm bằng cách phá hủy DNA của chúng. Kết hợp vào hộp đựng thực phẩm, sáng kiến này giúp kéo dài độ tươi ngon của thực phẩm bảo quản trong hộp đựng. Con chip được tích hợp vào EcoLoc, thiết bị tiện ích gồm hai phần: một module đèn UV nhỏ chạy bằng pin và một nắp hộp bằng thủy tinh để đặt module.

EcoLoc không được thiết kế để bật liên tục. Ban đầu, nó được bật trong vài phút khi thực phẩm mới được đặt vào hộp đựng, bộ hẹn giờ tích hợp sẽ tự động tắt sau đó. Vào mỗi ngày tiếp theo sau, người dùng có thể chọn bật nó trong vài phút. Với việc sử dụng hằng ngày, thời hạn sử dụng các loại thực phẩm dễ hỏng như trái cây, rau, thịt có thể kéo dài tới một tuần với tác động tối thiểu đến hương vị và mùi.

Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, thiết bị này được phát hiện có hiệu quả cao trong việc diệt vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli và Legionella pneumophila có hại trên bề mặt thực phẩm. Nó cũng kéo dài thời hạn bảo quản trong tủ lạnh của cà chua thêm 7 ngày, quả việt quất thêm tới 28 ngày.

Con chip hoạt động hiệu quả trong khoảng từ -20⁰C đến 100⁰C, có thể được kích hoạt ngay lập tức, khiến nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi diệt khuẩn nhanh chóng. Hiệu quả diệt khuẩn của con chip tương đương đèn thủy ngân thông thường. Các ứng dụng tiềm năng là trong các sản phẩm tiêu dùng như hộp đựng thực phẩm, tủ lạnh, thiết bị y tế. Sáng tạo này cũng hỗ trợ cho một tương lai xanh hơn bằng cách giảm lãng phí thực phẩm.

Nghiên cứu này được công bố gần đây trên trang web của Đại học công nghệ Nanyang, Singapore.