Nhà khoa học thực phẩm Fumihiko Tanaka từ Đại học Kyushu cho biết, các chuyên gia đun nóng vỏ bí đỏ dưới áp suất cao. Sau đó, nguyên liệu tiếp tục trải qua quá trình sấy đông khô để phân rã thành các chấm lượng tử carbon (CQDs). Đây là những hạt bột đen kích thước siêu nhỏ, sở hữu nhiều đặc tính hữu ích trong việc đóng gói thực phẩm.
Nhóm nghiên cứu tiếp tục kết hợp các chấm carbon này với xơ thực vật và gelatin để tạo ra lớp màng bao sinh học. Sản phẩm sau đó được đem thử nghiệm thực tế trên cà chua bi để so sánh hiệu quả với bao bì nhựa truyền thống và nhóm không dùng bao bì.
Sau 20 ngày theo dõi, kết quả cho thấy màng bao từ vỏ bí đỏ mang lại hiệu quả vượt trội so với việc để tự nhiên. Loại màng này còn đánh bại nhựa thông thường ở khả năng ngăn chặn tia cực tím (UV), ức chế vi sinh vật gây hại và duy trì hoạt tính chống oxy hóa trong quả. Dù vậy, màng nhựa truyền thống vẫn giữ độ ẩm tốt hơn một chút.
Đáng chú ý, các thử nghiệm độc tính khẳng định loại vật liệu nano chế tạo từ vỏ bí đỏ hoàn toàn an toàn cho sức khỏe con người.
Theo nhà nghiên cứu M.A. Reshaka Kavindi, các thử nghiệm trên tế bào cho thấy vật liệu này không gây độc ở nồng độ dưới 2 mg/mL. Trong khi đó, lớp màng phủ thực tế trên quả chỉ dày khoảng 0,01mm, sử dụng lượng hoạt chất thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng an toàn. Người tiêu dùng cũng có thể làm sạch hoàn toàn lớp màng này bằng cách rửa hoặc gọt vỏ trước khi ăn.
Loại vật liệu nano này còn có thể pha chế thành dạng phun xịt trực tiếp lên bề mặt rau củ, giúp bảo vệ riêng những vị trí nông sản bị trầy xước.
Nhà nghiên cứu Fumina Tanaka phân tích, các loại bao bì kháng khuẩn hiện nay thường phụ thuộc vào hạt nano kim loại như oxit kẽm hoặc bạc, vốn để lại dấu chân carbon lớn hơn nhiều so với chấm lượng tử carbon. Trong khi đó, màng bọc từ bí đỏ có nguồn gốc hữu cơ thuần túy, đạt độ tương thích sinh học cao và cực kỳ an toàn khi tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm.
Thử nghiệm mới chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm trên một loại thực phẩm trong 20 ngày. Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu dự định bổ sung thêm các hoạt chất tự nhiên khác để tăng cường khả năng chống nấm mốc cho màng bọc, đồng thời tính toán phương án nâng cấp quy mô sản xuất công nghiệp.
Một điểm cộng thú vị khác là các chấm lượng tử carbon CQDs có khả năng phát sáng dưới ánh sáng tia cực tím. Nhóm nghiên cứu đang tìm cách ứng dụng tính năng này vào thực tế. Nhà khoa học Fumina Tanaka chia sẻ, các chấm carbon sẽ phát quang và đổi màu tùy theo kích thước hạt dưới đèn UV. Nếu có thể ứng dụng đặc tính này để in chữ hoặc họa tiết ẩn lên bao bì, sản phẩm không chỉ thân thiện với môi trường mà còn mang lại trải nghiệm rất độc đáo cho người tiêu dùng.
