Giới khoa học Trung Quốc biến nước thải thành vật liệu bán dẫn
Các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra biện pháp chiết xuất hóa chất hữu ích từ nước bị nhiễm kim loại nặng để sản xuất vật liệu bán dẫn có giá trị một cách bền vững, thân thiện với môi trường.
Theo báo Bưu điện Hoa Nam buổi sáng, nghiên cứu này do Giáo sư Gao Xiang tại Trung tâm Nghiên cứu Sinh học Tổng hợp Thâm Quyến thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Giáo sư Lu Lu tại Học viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân dẫn đầu, vừa được công bố trên Tạp chí Nature Sustainability hôm 16/10.
Chất bán dẫn – loại chip cơ bản làm nền tảng cho ngành công nghệ cao – thường được sản xuất bằng phương pháp hóa học hoặc vật lý trong môi trường siêu sạch. Tuy nhiên, vật liệu dùng để chế tạo chất bán dẫn có thể được sản xuất bằng vi khuẩn biến đổi gien trong nước thải và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn để sản xuất màn hình kỹ thuật số thế hệ mới, pin Mặt Trời và thậm chí trong cả y học.
Tuy nhiên, do thành phần đa dạng và phức tạp, việc sử dụng nước thải công nghiệp làm chất nuôi dưỡng vi khuẩn đã trở thành thách thức. Ngoài ra, năng lực sản xuất hạn chế đã dẫn đến chi phí cao hơn 100 lần giá vàng. Để tìm ra phương pháp hữu hiệu hơn, các nhà nghiên cứu đang tính đến việc chuyển đổi các chất ô nhiễm trong nước thải thành các chất bán dẫn sinh học lai, được tạo thành từ các thành phần sinh học và phi sinh học.
Nhóm nghiên cứu đã chọn Vibrio natriegens – một loại vi sinh vật biển thân thiện với nước mặn – để bắt đầu tạo ra vi khuẩn biến đổi gien. Giáo sư Gao cho biết Vibrio natriegens là một trong những vi khuẩn công nghiệp phát triển nhanh nhất, có thể phát triển nhanh gấp đôi so với E coli được sử dụng phổ biến.
“Vibrio natriegens có thể phát triển mạnh trong môi trường có độ mặn cao và trong nước thải. Chúng có thể sử dụng hơn 200 loại vật liệu hữu cơ làm chất dinh dưỡng, bao gồm đường, rượu, axit amin và axit hữu cơ, khiến chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng cho nghiên cứu này”, ông nói thêm.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã khử sunfat cho Vibrio natriegens, “huấn luyện” chủng này hấp thụ trực tiếp sunfat từ môi trường và tạo ra khí H2S, sau đó được kết hợp với các i-on kim loại trong nước thải để tạo ra các hạt nano bán dẫn. Phương pháp này tỏ ra linh hoạt và có thể áp dụng cho nhiều ion kim loại khác nhau, thu được các hợp chất như cadmium sulphide, chì sunfua và thủy ngân sunfua.
Các hạt nano sau đó được cố định trên bề mặt vi khuẩn, tạo thành các hạt sinh học bán dẫn. Khi tiếp xúc với ánh sáng, vật liệu bán dẫn sẽ hấp thụ năng lượng Mặt Trời và chuyển hóa thành electron, cung cấp thêm năng lượng cho vi khuẩn.
Video đang HOT
Trong thí nghiệm sử dụng các chất lai sinh học để làm sạch dung dịch nước thải, 99% ion cadmium được chiết xuất và chuyển thành các hạt cadmium sulphide.
Những loại hạt nano này – còn được gọi là chấm lượng tử – vừa mang lại cho một nhóm nhà khoa học khác g.iải t.hưởng Nobel hóa học năm nay.
“Sau một chu trình hoàn chỉnh, các nhà khoa học có thể thu thập các chất sinh học trong nước thải thông qua quá trình lọc hoặc lắng để chiết xuất vật liệu bán dẫn. Hệ thống lai sinh học này có thể là phương pháp hiệu quả, tiết kiệm chi phí để sản xuất các chấm lượng tử có giá trị cao”, ông Gao nói.
Ngoài tăng sinh trong nước thải, biohybrid cũng chuyển đổi các chất ô nhiễm hữu cơ thành 2,3-butanediol (BDO), một loại hóa chất có giá trị được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực mỹ phẩm, nông nghiệp và chăm sóc sức khỏe.
“Năng lượng bổ sung được tạo ra bởi các hạt nano thông qua việc hấp thụ ánh sáng đã cải thiện hiệu suất tổng hợp của các biohybrid và tốc độ chuyển đổi chất hữu cơ trong nước thải”, ông Gao nói.
Thông thường, tất cả năng lượng cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn và sản xuất BDO đều do chính vi khuẩn này cung cấp, bao gồm quá trình tự trao đổi chất và tiêu hóa chất hữu cơ.
Các thử nghiệm cho thấy dưới ánh sáng nhân tạo, các vi khuẩn sinh học tạo ra BDO nhanh gấp đôi so với vi khuẩn chưa biến đổi gien, với tỷ lệ chuyển đổi carbon tăng 26%.
Còn ở thí nghiệm được tiến hành trong lò phản ứng, các giống sinh học lai đã được chế tạo thành công bằng cách sử dụng nước thải công nghiệp thực tế, đạt được tốc độ sản xuất BDO là 13 gram/lít, vượt qua các nghiên cứu trước đó.
Nhóm nghiên cứu cũng đang khám phá các biện pháp khác để mở rộng quy mô phản ứng.
“Nước thải công nghiệp thường có độ trong kém. Chúng tôi đang nghiên cứu các lò phản ứng có diện tích bề mặt lớn hơn để đảm bảo đủ ánh sáng”, ông Gao nói và cho rằng sự thành công của dự án nhờ vào lộ trình thử nghiệm cẩn trọng.
Loại rau mọc dại khắp nơi là "thuốc" bổ phổi, bảo vệ họng
Đây là loại rau giúp giảm ho, nuôi dưỡng phổi rất tốt nhưng nhiều người chê không ăn vì mùi vị của nó.
Rau diếp cá. Ảnh: ST
Thời tiết miền Bắc đang chuyển từ thu sang đông tạo điều kiện thuận lợi cho các virus, vi khuẩn tấn công vào hầu họng gây viêm, ho, thậm chí là viêm phế quản, viêm phổi. Rau diếp cá là một trong những loại rau, vị thuốc dưỡng phổi, chữa viêm họng, giảm ho, giảm đau khi thời tiết chuyển mùa.
Theo lương y Bùi Đắc Sáng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, rau diếp cá còn được gọi là dấp cá, ngư tinh thảo là loại rau quen thuộc với người Việt. Diếp cá thường được dùng làm rau gia vị ăn kèm với thịt, cá,... Không chỉ là rau gia vị, diếp cá còn có những dược tính điều trị bệnh như hạ sốt; chữa viêm họng, viêm phổi, mụn nhọt, bệnh trĩ... Nhờ những công năng này mà diếp cá còn được vì là cây "nuôi dưỡng phổi".
Rau diếp cá (Ảnh: ST)
Diếp cá là loại rau sống ở những nơi ẩm ướt, rất dễ trồng và sinh trưởng tốt. Lương y Sáng nói ngày xưa khi thuốc còn chưa phổ biến thì gần như nhà nào cũng trồng vài bụi rau diếp cá để ăn và khi cần có thể làm thuốc.
Cây diếp cá là loại cây toàn năng vì toàn bộ cây dùng làm thuốc. Lá diếp cá được thu hái quanh năm và thường được dùng để ăn sống. Hoặc có thể hái cả cây về, bỏ rễ và phơi khô dùng dần.
Trong y học cổ truyền, rau diếp cá có vị chua, tính hơi hàn, vào kinh Can và Phế, có tác dụng thanh nhiệt, chỉ khái, hóa đờm, lợi thấp và tiêu thũng. Diếp cá chủ trị viêm phế quản, kiết lỵ, ho gà, viêm niệu đạo, tiêu chảy, mụn nhọt, côn trùng cắn, viêm amidan, cảm lạnh...
Rau diếp cá được dùng rất nhiều trong các bài thuốc bổ và chữa bệnh cho phổi. Người bị viêm phổi dùng cát cánh 20g và rau diếp cá 40g, sắc uống hằng ngày. Hoặc dùng rau diếp cá nấu canh trứng tạo thành món ăn tốt cho phổi. Nên ăn món ăn này liên tục trong 30-60 ngày, mỗi ngày 1 lần.
Trường hợp bệnh nhân ung thư phổi sau quá trình điều trị có thể dùng rau diếp cá để cải thiện chức năng cho phổi. Bài thuốc hỗ trợ ung thư phổi gồm: Thổ phục linh , đông quỳ tử mỗi thứ 40g; rau diếp cá, hạn liên thảo mỗi thứ 24g; cam thảo 6g.Sắc uống, ngày dùng 1 thang liên tục trong nhiều tháng.
Lương y Sáng cho biết người có ho lao phổi tổn thương dùng diếp cá với phổi lợn, liều lượng: diếp cá tươi 80g, phổi lợn lượng vừa đủ nấu lên. Dùng ăn cả cái và nước, một tuần ăn từ 2-3 lần, giúp trừ ho cải thiện chức năng phổi.
- Hạ sốt: Rau diếp cá 30g rửa sạch, xay sinh tố, lọc lấy nước đun sôi uống. Vớt bã đắp lên trán giúp hạ nhiệt.
- Chữa viêm đường tiết niệu: Kim t.iền thảo 40g, xa t.iền tử và rau diếp cá mỗi thứ 20g. Đem sắc uống.
- Chữa trĩ: Lá diếp cá tươi ăn sống và xông h.ậu m.ôn.
- Chữa trị lỵ cấp, viêm ruột cấp: Rau diếp cá tươi 80g hoặc dùng khô 40g, sắc với nước và thêm đường vào uống.
- Sản phụ tắc sữa: Rau diếp cá khô 25g, táo đỏ 10 quả, sắc uống liên tục trong 3 - 5 ngày.
- Chữa đái dắt và đái buốt: Rau mã đề và rau má mỗi thứ 40g, rau diếp cá 20g. Sắc lấy nước uống hoặc giã nát, lọc nước uống.
- Chữa chứng táo bón và đại tiện khó: Rau diếp cá khô 10g. Hãm với nước sôi trong 10 phút và uống 1 lần/ngày.
Lương y Sáng cho hay khi dùng diếp cá cần lưu ý rửa sạch do rau mọc dại sống ở vùng ẩm thấp, dễ có ký sinh trùng. Rau có tính hàn nên người có mụn nhọt thể âm hoặc người có hư hàn không nên dùng. Khi dùng rau diếp cá để chữa bệnh nên tham khảo ý kiến của người có chuyên môn.
Gastosic - sản phẩm cho người trào ngược dạ dày được 8.000 nhà thuốc lựa chọn Sau gần 7 năm ra mắt trên thị trường, Gastosic - sản phẩm dành riêng cho người bị trào ngược dạ dày thực quản được 8.000 nhà thuốc tin tưởng và lựa chọn phân phối. Trước đây, các sản phẩm hỗ trợ trào ngược thường chỉ tập trung vào xử lý một vấn đề gây bệnh. Hướng đi này chưa đủ mạnh và...