Phát triển vật liệu tráng phủ giúp tăng độ bền cho dao phẫu thuật

Các nhà khoa học tại Harvard đã tạo nên một loại vật liệu phủ có thể bám ngay lập tức vào các bề mặt thép, ngăn chặn hầu hết các chất lỏng, vi sinh vật,... bám vào và thậm chí là tăng cường độ cứng nếu phủ lên thép. Ban đầu lớp phủ này được phát triển để ứng dụng cho dao phẫu thuật nhằm chống dính máu, tăng độ bền và độ an toàn khi sử dụng, nhưng bây giờ nhóm phát triển tin rằng nó còn có thể áp dụng rộng rãi hơn, từ đồ dùng trong nhà cho tới các thiết bị cấy ghép, phương tiện giao thông,...

Thép gần như là một "siêu nhân" trong thế giới vật liệu với các đặc tính bền vững, dễ uốn dẻo, đàn hồi và có mức độ chống ăn mòn được đánh giá cao. Nhưng cũng giống như hầu hết các loại vật liệu khác, thép cũng không phải là bất khả chiến bại. Khi cho tiếp xúc với một số loại chất lỏng đặc biệt, điển hình như máu, nó có thể bị ăn mòn, bị ô nhiễm và gây nhiễm trùng cho bệnh nhân. Do đó, cuối cùng thì vẫn phải bị thải bỏ.

Cũng giống như hầu hết các loại vật liệu khác, thép cũng không phải là bất khả chiến bại.

Một cách để tránh vấn đề đó là phủ lên bề mặt thép của những con dao mổ bằng các loại hóa chất chống bám bẩn. Nhưng nhiều loại lớp phủ tốt thì lại độc hại về mặt môi trường, cơ chế chống bám bẩn vẫn còn yếu, chưa thật sự bám tốt vào bề mặt cần phủ,... Nhằm khắc phục điều này, các nhà khoa học tại Harvard tuyên bố đã phát triển thành công một dạng vật liệu phủ mới từ vonfram ôxít dạng xốp nano (TO) có thể bám cứng vào bề mặt thép và ngay lập tức đẩy lùi các loại chất lỏng như máu, vi khuẩn và tảo,... Thêm vào đó, lớp phủ này có thể sẽ giúp cho thép bền vững hơn trước đây.

Các nhà nghiên cứu đã thử phủ nó lên trên một con dao mổ bình thường và nhúng nó vào máu.

Để biểu diễn khả năng của loại lớp phủ mới nói trên, các nhà nghiên cứu đã thử phủ nó lên trên một con dao mổ bình thường và nhúng nó vào máu. Đối với con dao không có phủ TO, máu sẽ dính vào dao và bám trên đó (đưa vào lọ nước sẽ thấy chuyển màu đỏ như bên dưới).

Đối với con dao đã phủ một lớp TO, máu không thể bám vào lưỡi dao được và khi đưa vào lọ nước, vẫn sạch trong bình thường.

Ngược lại, đối với con dao đã phủ một lớp TO, máu không thể bám vào lưỡi dao được và khi đưa vào lọ nước, vẫn sạch trong bình thường. Nhóm nghiên cứu tiết lộ họ đã sử dụng kỹ thuật điện di (electrodeposition) nhằm đơn giản là tráng một lớp mỏng kim loại lên một kim loại khác. TO là một thành viên trong nhóm chất mạ SLIPS, nghĩa là slippery liquid-infused porous surfaces (tạm gọi là bề mặt xốp trơ với chất lỏng) với khả năng đẩy lùi các loại chất lỏng và nhân tố sinh học.

Nhóm nghiên cứu cho biết loại vật liệu này không chỉ áp dụng trong y học như dao mổ, thiết bị cấy ghép,... mà còn có nhiều tính năng thương mại hóa như làm vòi in cho máy in 3D, các vật dụng trong nhà, cho tàu biển và các thiết bị giao thông khác,... Sắp tới, họ sẽ kiểm tra phạm vi hoạt động của loại lớp phủ này với nhiều loại chất lỏng và nhân tố sinh học khác nhau, đồng thời thử nghiệm thời hạn sử dụng của nó nhằm tăng cường tính khả thi khi thương mại hóa sau này.