Quá trình diệt vi khuẩn và nấm trên màng nano TiO2 có thể được minh họa như trong hình 3.13.
Hình 3.13. Sơ đồ minh họa quá trình diệt khuẩn và nấm trên màng nano TiO2
Vi khuẩn, nấm là một nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ (kích thước hiển vi) và thường có cấu trúc tế bào đơn giản. Tế bào có cấu trúc đơn giản và được bảo vệ khỏi các tác động nhờ màng tế bào, thành tế bào, màng tế bào chất. Dưới tác dụng của các tác nhân oxi hóa mạnh do phản ứng quang hóa của màng nano TiO2 gây ra, màng tế bào bị phá hủy. Thành tế bào có tác dụng làm tế bào trở nên rắn chắc để tế bào không bị áp suất thẩm thấu phá vỡ, đồng thời hình thành nên dạng đặc trưng của vi khuẩn và nấm. Sự phân hủy của màng tế bào dẫn đến sự thay đổi khả năng thẩm thấu của màng tế bào. Khi khả năng thẩm thấu của màng tế bào bị thay đổi, ở đây là sự thẩm thấu của màng tế bào tăng lên cho phép các loại phản ứng dễ dàng tiếp cận tế bào chất. Do đó, màng tế bào chất bị tấn công bởi các loại phản ứng, dẫn đến sự phá hủy màng tế bào.
Các rối loạn về cấu trúc và chức năng của màng tế bào chất [29, 83, 53] do quá trình thẩm thấu và hệ quả của các phản ứng dẫn đến khả năng phát triển tế bào không còn và tế bào chết. Theo một số nghiên cứu cho thấy, tế bào bị rối loạn do phản ứng xúc tác
Màng tế bào Thành tế bào Tế bào chất Màng tế bào Thành tế bào Tế bào chất
92
quang TiO2 [63, 89, 112]. Như vậy, khả năng tiêu diệt vi khuẩn và nấm của màng nano TiO2 cho thấy hoạt động quang hóa của màng nano TiO2 .