Khẩu trang thông minh có thể phát hiện COVID-19, cúm và các bệnh hô hấp khác

Một nhóm nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một loại khẩu trang điện tử sinh học, có thể phát hiện các bệnh đường hô hấp, gồm cả COVID-19 và cúm.

Báo Bưu điện Hoa Nam buổi sáng dẫn nghiên cứu công bố trên Tạp chí Matter đưa tin, loại khẩu trang thông minh sẽ cho kết quả sau 10 phút. Cụ thể, khi kết nối với mạng không dây, chiếc khẩu trang này có thể truyền dữ liệu thời gian thực tới thiết bị di động của người dùng, bao gồm cảnh báo phát hiện virus.

Theo các nhà nghiên cứu, loại khẩu trang mới có chức năng như một hệ thống cảnh báo sớm giúp ngăn chặn bùng phát các bệnh lây nhiễm qua đường hô hấp trong tương lai. Các bệnh này thường lây lan trong không khí qua các giọt bắn hoặc sol khí. Tuy nhiên, việc phát hiện trực tiếp các loại virus trong không khí rất khó khăn vì nồng độ virus có thể rất thấp.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Đồng Tế ở Thượng Hải đã phát triển thiết bị điện tử có thể đeo được, trang bị bóng bán dẫn ion có độ nhạy cao, có khả năng phát hiện các protein virus nồng độ thấp, gây ra các bệnh lây truyền qua đường hô hấp khác nhau - bao gồm cả COVID-19, các chủng H1N1 và H5N1 của bệnh cúm.

Để kiểm tra hiệu quả của loại khẩu trang này, các nhà nghiên cứu đã đặt thiết bị vào một buồng kín, sau đó phun khí chứa lượng rất nhỏ các protein virus COVID-19, H1N1 và H5N1 vào không gian. Dữ liệu cho thấy thiết bị có thể phát hiện các protein virus với lượng nhỏ tới 0,3 microlit – nồng độ thấp hơn tới 560 lần so với nồng độ virus được tạo ra trong một lần hắt hơi.

Sau đó, các nhà nghiên cứu kết nối chiếc khẩu trang này với mạng không dây để xác nhận kết quả theo thời gian thực trên các thiết bị di động, như điện thoại thông minh, bằng cách sử dụng một ứng dụng. Theo các nhà khoa học, khẩu trang có thể phát hiện dấu vết của mầm bệnh trong không khí trong vòng 10 phút.

“Những ưu điểm như mức độ giới hạn thấp, phản ứng nhanh, phân tích đa kênh đã giúp loại khẩu trang điện tử sinh học này trở thành thiết bị phát hiện chung các bệnh lây nhiễm qua đường hô hấp khác nhau”, tác giả của nghiên cứu kết luận.

Ông Fang Yin, tác giả nghiên cứu và là nhà khoa học vật liệu tại Đại học Đồng Tế, nhấn mạnh loại khẩu trang này còn hoạt động hiệu quả cả trong không gian có hệ thống thông gió kém, nơi có nguy cơ lây nhiễm cao.

“Nghiên cứu trước đây cho thấy đeo khẩu trang có thể làm giảm nguy cơ lây lan và nhiễm bệnh. Vì vậy, chúng tôi muốn phát minh ra một chiếc khẩu trang có thể phát hiện virus tồn tại trong không khí và cảnh báo cho người đeo chúng”, ông Fang nói.

Theo các nhà nghiên cứu, nếu một loại virus hô hấp mới xuất hiện trong tương lai, thiết bị này cũng có thể được cập nhật để phát hiện các mầm bệnh mới. Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ giảm thời gian phát hiện virus và tăng độ nhạy của thiết bị trong tương lai.

Trước đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard và Viện Công nghệ Massachusetts cũng đã phát triển bộ cảm biến sinh học gắn trên khẩu trang để phát hiện axit nucleic trong các hạt virus SARS-CoV-2 từ hơi thở của người sử dụng. Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Biotechnology hồi tháng 6/2021, thiết bị cảm biến sinh học này có thể đưa ra kết quả chính xác trong vòng 90 phút.