Khử trùng lông tự nhiên: Xử lý bằng Ozone so với tia UV - So sánh tác động đến tính nguyên vẹn của sợi

Việc khử trùng lông bàn chải tự nhiên rất quan trọng trong các ngành công nghiệp như sản xuất bàn chải mỹ phẩm, nơi các loại sợi có nguồn gốc từ động vật (ví dụ: lông dê, lông sóc) được đánh giá cao về độ mềm mại và khả năng hòa trộn nhưng dễ bị nhiễm vi khuẩn. Để đảm bảo loại bỏ mầm bệnh và tính toàn vẹn của sợi—chìa khóa cho hiệu suất và tuổi thọ của lông bàn chải—đòi hỏi phải đánh giá các phương pháp khử trùng. Ánh sáng Ozone (O3) và tia cực tím (UV) được sử dụng rộng rãi, nhưng tác dụng của chúng đối với các sợi dựa trên keratin khác nhau đáng kể. Phân tích này khám phá cơ chế của chúng, tác động lên cấu trúc sợi và sự đánh đổi thực tế.

Xử lý bằng Ozone: Khử trùng mạnh có nguy cơ oxy hóa

Ozone, một chất oxy hóa mạnh, khử trùng bằng cách phá vỡ màng tế bào vi sinh vật và phân mảnh DNA/RNA. Dạng khí của nó xuyên qua các ma trận lông dày đặc, tiếp cận bề mặt vi khuẩn nhúng mà các phương pháp bỏ sót. Tuy nhiên, khả năng phản ứng của ozone đe dọa đến keratin, loại protein cấu trúc trong lông bàn chải tự nhiên. Keratin dựa vào liên kết disulfide (-S-S-) và hydro để tạo ra độ đàn hồi và độ bền; ozone cắt đứt các liên kết này, gây ra hiện tượng giòn, giảm độ bền kéo và suy thoái bề mặt. Các nghiên cứu cho thấy phơi nhiễm kéo dài (>1 giờ ở tốc độ 0,3 ppm) dẫn đến rỗ bề mặt (qua kính hiển vi điện tử) và giảm cường độ dải amide (FTIR), cho thấy protein bị tổn hại. Nồng độ ozone cao hơn giúp tăng cường khả năng khử trùng nhưng lại làm trầm trọng thêm tác hại của sợi, tạo ra sự cân bằng giữa độ an toàn của vi khuẩn và độ bền của lông bàn chải.

Xử lý bằng tia UV: Nhẹ nhàng hơn nhưng hạn chế về bề mặt

UV-C (200–280 nm) khử trùng thông qua hoạt động quang hóa, tạo ra các chất khử thymine trong DNA vi sinh vật để ngăn chặn quá trình sao chép. Không giống như ozone, năng lượng thấp hơn của nó giúp giảm thiểu thiệt hại hóa học trực tiếp đối với keratin. Các thử nghiệm trên lông dê (UV-C 254 nm, 30 mJ/cm2) cho thấy không có thay đổi đáng kể nào về liên kết disulfide hoặc độ bền kéo. Tuy nhiên, khả năng xuyên thấu kém của UV-C sẽ hạn chế khả năng khử trùng trên các bề mặt, khiến vi khuẩn bên trong không được xử lý. Phơi nhiễm kéo dài có thể gây ra hiện tượng phân hủy quang nhẹ (khô, giảm độ bóng) nhưng ít hơn nhiều so với tổn thương do oxy hóa của ozone. Hệ thống tia cực tím tiết kiệm năng lượng, dễ tích hợp và không có cặn, thích hợp cho việc bảo quản sợi.

So sánh tính hiệu quả, tính chính trực và tính thực tiễn

Độ sâu khử trùng: Ozone hoạt động tốt hơn tia cực tím, đạt được mức giảm 99,9% vi khuẩn trong lõi lông so với hiệu quả bề mặt 90% của tia cực tím (ISO 18472).

Thiệt hại về sợi: Ozone cắt đứt các liên kết keratin, làm giảm độ bền kéo từ 15–20% sau 50 chu kỳ; tia cực tím gây ra

Chi phí vận hành: Ozone yêu cầu buồng kín và máy hút bụi, làm tăng chi phí vốn/hoạt động; Hệ thống UV có chi phí thấp hơn và quy mô đơn giản hơn.

Kết luận: Cân bằng các ưu tiên

Ozone mang lại khả năng khử trùng sâu vượt trội nhưng có nguy cơ làm xơ bị giòn do hư hại do oxy hóa. UV ưu tiên tính toàn vẹn và đơn giản nhưng không để lại vi khuẩn bên trong. Đối với cọ trang điểm sang trọng, nơi chất lượng lông bàn chải nâng cao niềm tin của người tiêu dùng, UV-C với khả năng làm sạch bề mặt bổ sung sẽ tối ưu hóa việc bảo quản sợi. Các ứng dụng công nghiệp/y tế có thể sử dụng ozone với các thông số được kiểm soát (nồng độ thấp, thời gian tiếp xúc ngắn) để giảm thiểu tác hại. Những đổi mới trong tương lai có thể kết hợp tia cực tím (bề mặt) và ôzôn liều thấp (sự xuyên thấu), tạo ra sự cân bằng giữa độ an toàn và hiệu suất của sợi.