Vỏ Tôm Hùm Biến Thành Lá Chắn Sinh Học

Đại dương luôn có một âm thanh đặc trưng, đó là tiếng 'vỡ vụn' của quá trình tái chế sinh học, nơi sự sống chuyển hóa thành chuỗi thức ăn, để lại những ngọn núi vỏ giáp xác im lìm. Tuy nhiên, vào cuối năm 2025, khoa học đã tạo ra một nốt nhạc mới từ đống phế liệu này: các nhà nghiên cứu đã biến đổi phế thải từ vỏ tôm sú (Penaeus monodon) thành các hạt nano chitosan có tính năng sinh học. Vật liệu này sở hữu khả năng đa nhiệm, từ việc kiểm soát mầm bệnh trong nuôi trồng thủy sản, hoạt động như một chất chống oxy hóa, cho đến việc trở thành lớp phủ 'sống' để bảo quản trái cây.

Các nhà khoa học đã mô tả một quy trình 'xanh' tích hợp, bắt đầu từ vỏ tôm sú P. monodon, chuyển hóa thành chitosan, và sau đó là các hạt nano chitosan (ChNPs). Phương pháp được áp dụng là kỹ thuật gel hóa ion (ionotropic gelation), sử dụng chất liên kết ngang anion là STPP (sodium tripolyphosphate).

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã tiến hành kiểm tra tính chất kỹ lưỡng, bao gồm kính hiển vi, quang phổ, độ kết tinh và độ ổn định nhiệt. Kết quả cho thấy các hạt thu được có hình thái kích thước nano bền vững, cấu trúc tinh thể rõ ràng và độ ổn định nhiệt cao, chứng tỏ chất lượng vượt trội của vật liệu mới.

Tầm quan trọng đối với đại dương và nuôi trồng thủy sản

Trong các thử nghiệm, các hạt nano đã thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ chống lại các mầm bệnh phổ biến ở cá (bao gồm cả Aeromonas hydrophila) và đặc tính chống oxy hóa (thông qua các bài kiểm tra DPPH và khả năng loại bỏ H₂O₂). Đây là một hướng đi quan trọng cho ngành thủy sản: giảm sự phụ thuộc vào 'hóa chất nặng nề' và tăng cường các giải pháp sinh học tại chỗ, tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương.

Hơn thế nữa, các tác giả còn nhấn mạnh mô hình kinh tế tuần hoàn, nơi chất thải biển được chuyển đổi thành tài nguyên quý giá cho sinh học và khoa học vật liệu trên cùng một nền tảng công nghệ. Đây chính là cách chúng ta biến 'cái bỏ đi' thành 'cái cần dùng'.

Tính tương thích sinh học và 'Cầu nối' đến Y sinh

Sàng lọc ban đầu trên các dòng tế bào NIH 3T3 đã cho thấy tính tương thích sinh học cao của ChNPs (ở cấp độ in vitro). Điều này củng cố ý tưởng về các ứng dụng tiềm năng trong tương lai, từ việc làm chất mang hoạt chất cho đến các vật liệu sinh học mềm. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng cần phải có các đánh giá sâu hơn trên nhiều dòng tế bào và thử nghiệm in vivo, cùng với việc mở rộng quy mô sản xuất.

Vật liệu composite bảo quản trái cây

Từ đại dương, nghiên cứu mở rộng ra lĩnh vực nông nghiệp: các nhà khoa học đã tạo ra hydrogel composite chitosan-carboxymethyl cellulose (CMC) và thử nghiệm nó như một lớp phủ tự nhiên để bảo quản trái cây sau thu hoạch. Đây là một bước tiến cụ thể nhằm giảm thiểu thất thoát lương thực – một khía cạnh quan trọng khác của tính bền vững.

Chitosan lần đầu tiên được mô tả vào thế kỷ 19 (bởi Rouget, năm 1859), nhưng phải đến thời điểm này, nó mới thực sự trở thành 'ngôn ngữ của thời đại'. Lý do là vì nó có khả năng phân hủy sinh học, tương thích sinh học và dễ dàng kết hợp với kỹ thuật tạo hình (thậm chí có tiềm năng trong nghiên cứu in 3D và lưu biến học ở một số hướng đi chuyên biệt).