Nhật Bản đang phát triển loạt công nghệ mới để chống lại Covid-19

Khi đại dịch Covid-19 toàn cầu tiếp tục phức tạp, thế giới đang tìm kiếm các biện pháp mới để giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm trong khi vẫn cho phép các cơ quan thiết yếu như bệnh viện, chính phủ và trường học tiếp tục hoạt động. Trong bất kỳ kế hoạch y tế nào dành cho không gian công cộng, hai vấn đề phải được giải quyết là các biện pháp đối phó với vi rút trong không khí và vi rút trên các bề mặt được nhiều người khác nhau chạm vào.

Các biện pháp khử trùng truyền thống bao gồm việc sử dụng chất tẩy rửa gốc clo hoặc cồn được phun hoặc bôi bằng tay, nhưng điều này đã được chứng minh không chỉ tốn nhiều công sức và hiệu quả hạn chế mà còn khiến nhân viên vệ sinh có nguy cơ nhiễm trùng cao hơn. Thế nên, cần có các giải pháp khi chúng ta đối mặt với "chế độ bình thường mới" này, và một số nhà đổi mới Nhật Bản đã tiến lên với một số ý tưởng đầy tiềm năng triển vọng.

Siêu máy tính thăm dò hạt vi rút trong không khí

Bước đầu tiên của bất kỳ loại nghiên cứu nào là tạo ra các mô hình, và máy tính là một công cụ vô giá trong quá trình này. Tuy nhiên, việc mô phỏng chính xác chuyển động của hàng nghìn giọt nước trong không khí đã vượt quá khả năng của hầu hết các máy tính hiện có. Để đáp ứng nhu cầu về sức mạnh tính toán nhiều hơn, Viện Nghiên cứu Vật lý và Hóa học của Nhật Bản, hay còn gọi là RIKEN đã phối hợp với Fujitsu phát triển Siêu máy tính Fugaku.

Sứ mệnh đầu tiên mà Siêu máy tính Fugaku được giao là trả lời các câu hỏi liên quan đến sự lây lan của  Covid-19 trong không khí. Bản thân vi rút dường như không lây nhiễm trong không khí. Thay vào đó, nó di chuyển bên trong các giọt chất lỏng trong không khí, chẳng hạn như những chất lỏng được tiết ra khi người bệnh ho hoặc hắt hơi.

Fugaku có khả năng chạy các mô phỏng chi tiết về cách các hạt chất lỏng đó có thể di chuyển trong không khí, cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá mức độ rủi ro không chỉ do ho, mà còn khi nói hoặc hát. Các mô phỏng này cũng cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng, khẩu trang có tác dụng đáng kể trong việc giảm phơi nhiễm, đặc biệt là khi người bị nhiễm bệnh đeo. Những phát hiện này đã giúp ích rất nhiều cho các cơ quan y tế công cộng trong việc cung cấp các hướng dẫn an toàn rõ ràng, hiệu quả và có đủ các bằng chứng chứng minh.

Một ứng dụng khác của Fugaku là mô phỏng sự tương tác giữa các protein trong vi rút Covid-19 với một loạt các loại thuốc. Chỉ trong 10 ngày, Siêu máy tính Fugaku đã có thể thử nghiệm hơn 2000 loại thuốc, xác định hàng chục loại thuốc cho thấy hứa hẹn là phương pháp điều trị tiềm năng. Không có máy tính hoặc hệ thống xét nghiệm nào khác được phát triển cho đến nay có thể tạo ra nhiều kết quả nhanh như vậy, và điều này có khả năng không chỉ tạo ra các phương pháp điều trị hiệu quả cho những người bị nhiễm COVID-19, mà còn cả một loạt các bệnh khác.

Sử dụng ánh sáng tia cực tím chuyên dụng để tiêu diệt COVID-19 trên bề mặt

Người ta thường "Ánh sáng mặt trời là chất khử trùng tốt nhất", nhưng điều này hóa ra không chỉ là một lời nói suông. Tia cực tím, có cùng bước sóng ánh sáng mặt trời gây sạm da hoặc cháy nắng, từ lâu đã được sử dụng để khử trùng thiết bị y tế và các dụng cụ khác mà không cần xử lý hóa chất có thể gây hại hoặc tạo ra mầm bệnh kháng hóa chất. Nó hoạt động vì năng lượng cao của ánh sáng UV có thể phá vỡ các liên kết hóa học của các phân tử bên trong vi sinh vật, ngăn chúng hoạt động hoặc sinh sản.

Tuy nhiên, những mức năng lượng cao này cũng có thể làm hỏng các tế bào trong cơ thể chúng ta, vì vậy các hệ thống khử trùng bằng tia UV truyền thống phải sử dụng các thùng kín để che chắn da và mắt của chúng ta, khiến chúng không thực tế đối với các khu vực rộng lớn và không thể sử dụng trong các phòng có người ở.

Nhận thấy nhu cầu cấp thiết về các công nghệ khử trùng an toàn và hiệu quả, công ty Ushio Inc của Nhật Bản đã phát triển mô-đun đèn Care222®. Công nghệ này sử dụng sự kết hợp của một đèn excimer, hoạt động bởi các phân tử Krypton-Chlorine kích thích và khiến chúng phát ra ánh sáng cực tím ở bước sóng 222 nanomet, và một bộ lọc độc đáo chặn phát ra nhiều photon năng lượng hơn. Kết hợp với nhau, chúng tạo ra tia cực tím đủ mạnh để tiêu diệt hàng loạt vi sinh vật, bao gồm cả coronavirus, nhưng không thể đi qua da hoặc mắt của chúng ta để gây ra thiệt hại.

Đèn Care222® của Ushio có khả năng khử trùng không gian cách xa 2,5 mét trong vòng chưa đầy 10 phút. Điều này làm cho nó rất hữu ích để liên tục khử trùng các không gian công cộng nơi nhiều người tiếp xúc vật lý với các bề mặt, chẳng hạn như lối vào, hành lang, phòng họp hoặc phòng vệ sinh, cũng như các vật dụng thường xuyên chạm vào như tay vịn cầu thang và tay nắm cửa. Điều này cung cấp cho các doanh nghiệp và các cơ sở công cộng một công cụ nhanh hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn để bảo vệ nhân viên và du khách khỏi bị lây nhiễm so với phương pháp khử trùng truyền thống của nhân viên vệ sinh.

Cũng giờ đây, nhiều loại vắc-xin đã được phát triển, nhưng đại dịch thì vẫn còn kéo dài. Thế nên vẫn còn một chặng đường dài để đi, và hàng triệu người dễ bị tổn thương cần được bảo vệ. Ngay cả sau khi COVID-19 đã qua đi, những đổi mới như thế này sẽ giúp giữ kiểm soát và ngăn chặn tốt nơi làm việc và không gian công cộng của chúng ta an toàn hơn khỏi các mầm bệnh mới, đại dịch tiềm ẩn tiếp theo trong tương lai.