Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp đóng gói và bảo quản thực phẩm hiện đại, bao bì đóng vai trò thiết yếu nhằm ngăn ngừa các tác nhân gây hại từ môi trường như vi khuẩn, độ ẩm, ánh sáng và oxy hóa, từ đó kéo dài thời hạn sử dụng và duy trì độ tươi ngon của nông sản. Phần lớn màng bọc thương mại hiện nay được sản xuất từ các polymer tổng hợp gốc dầu mỏ như polyethylene, polypropylene hoặc polyester nhờ ưu thế về cơ tính và giá thành thấp. Tuy nhiên, sự gia tăng không kiểm soát của rác thải nhựa đã tạo ra áp lực nghiêm trọng lên hệ sinh thái toàn cầu. Theo số liệu thống kê được tác giả trích dẫn, mỗi năm thế giới phát thải khoảng 300 triệu tấn rác thải nhựa; riêng tại Việt Nam, khối lượng rác thải nhựa thải ra môi trường ước tính đạt khoảng 3,2 triệu tấn/năm, bao gồm hơn 30 tỷ túi nylon. Bản chất khó phân hủy sinh học của nhựa truyền thống dẫn đến ô nhiễm đất, nguồn nước và đe dọa trực tiếp đến đời sống sinh vật biển cũng như sức khỏe con người qua chuỗi thức ăn.

Trước thực trạng đó, việc nghiên cứu phát triển màng bao bì thực phẩm có khả năng phân hủy sinh học từ các polymer tự nhiên (như chitosan, tinh bột, cellulose, gelatin) và polymer tổng hợp thân thiện môi trường như poly(vinyl alcohol) (PVA) trở thành một hướng tiếp cận cấp thiết. Mặc dù sở hữu khả năng phân hủy tự nhiên và tính an toàn cao, màng sinh học nguyên chất thường bộc lộ nhiều hạn chế về cơ lý tính: độ bền kéo và độ dẻo dai thấp, độ bền nhiệt chưa cao, tính cản hơi nước kém và hoạt tính kháng khuẩn hạn chế. Nhằm khắc phục các nhược điểm này, giải pháp tích hợp công nghệ nano — cụ thể là kết hợp vật liệu graphene oxide (GO) và hạt nano bạc (AgNPs) vào nền màng polymer — đã được đề xuất nhằm tăng cường độ bền cơ học, khả năng bắt gốc tự do chống oxy hóa và hiệu quả kháng khuẩn vượt trội.

Khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học (chuyên ngành Hóa Polymer) của tác giả Nguyễn Hoàng Bảo Khanh, thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Thị Nhung tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (thời gian thực hiện từ 15/11/2023 đến 04/08/2024), tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể sau:

  1. Tổng hợp thành công hệ vật liệu nano nanocomposite chitosan/graphene oxide/nano bạc (CS/GO/AgNPs) bằng phương pháp khử hóa học.
  2. Chế tạo màng polymer phân hủy sinh học trên nền PVA tích hợp hệ nanocomposite với các hàm lượng nano bạc và tỷ lệ CS/GO khác nhau.
  3. Phân tích cấu trúc hình thái và xác định các đặc tính lý hóa, cơ tính, độ trong/đục, độ trương, độ hòa tan, tốc độ truyền qua hơi nước và khả năng bắt gốc tự do của màng.
  4. Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của vật liệu đối với chủng vi khuẩn Gram dương Staphylococcus aureus qua ba phương pháp thực nghiệm.
  5. Thử nghiệm ứng dụng màng chế tạo được trong việc ức chế quá trình chín và giảm hao hụt khối lượng của trái sơ ri trong điều kiện bảo quản thực tế.

Đối tượng nghiên cứu chính bao gồm màng polymer nanocomposite đa thành phần (PVA/CS/GO/Ag), vi khuẩn Staphylococcus aureus và trái sơ ri tươi. Toàn bộ các nội dung thực nghiệm, phân tích cấu trúc và kiểm nghiệm vi sinh được triển khai tại hệ thống phòng thí nghiệm thuộc Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết về hóa học polymer, khoa học vật liệu nano và công nghệ bảo quản sau thu hoạch:

  • Hệ polymer nền: Poly(vinyl alcohol) (PVA) là polymer tổng hợp tan trong nước, có khả năng tạo màng tốt, tương thích sinh học và có thể phân hủy trong môi trường tự nhiên. Chitosan (CS) là biopolymer polysaccharide tự nhiên chiết xuất từ vỏ giáp xác, chứa các nhóm chức hoạt động amino (-NH₂) và hydroxyl (-OH), có khả năng tạo màng và ức chế vi sinh vật. Khi phối trộn, các nhóm chức của CS và PVA hình thành liên kết hydro liên phân tử giúp cải thiện tính chất màng; đồng thời glycerol được sử dụng làm chất hóa dẻo để tăng độ linh động của mạch polymer.
  • Vật liệu tăng cường nano: Graphene oxide (GO) là vật liệu carbon dạng tấm hai chiều chứa các nhóm định chức chứa oxy (epoxy, hydroxyl, carboxyl), có khả năng tạo liên kết ngang với nhóm amino của chitosan, tăng tính phân tán và cải thiện cơ tính. Hạt nano bạc (AgNPs) sở hữu hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước nhỏ và hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt, có hoạt tính tiêu diệt vi khuẩn thông qua cơ chế phá hủy màng tế bào và tạo gốc oxy hóa nội bào.
  • Mô hình vi sinh kiểm nghiệm: Chủng vi khuẩn Gram dương Staphylococcus aureus được lựa chọn làm đối tượng thử nghiệm kháng khuẩn nhờ đặc tính phổ biến trong hư hỏng thực phẩm và nhiễm trùng y tế.

Quy trình thực nghiệm và các phương pháp nghiên cứu được triển khai đồng bộ gồm:

Nhóm phương pháp Phương pháp / Kỹ thuật cụ thể Thiết bị / Hóa chất chính Mục đích đo đạc
Tổng hợp vật liệu Khử hóa học dung dịch AgNO₃ 0.1M, NaBH₄ 0.1M, GO 4 mg/mL, Chitosan 2%, dung dịch PVA 15.25% Tổng hợp hạt nano Ag phân tán trên nền CS/GO và phối trộn tạo màng PVA composite
Phân tích cấu trúc UV-Vis, SEM, TEM, XRD Máy UH5300 Hitachi, SEM Hitachi TM4000, hệ đo TEM, hệ đo phổ XRD Khảo sát phổ hấp thụ plasmon, hình thái bề mặt màng, kích thước hạt nano Ag (6–20 nm) và cấu trúc tinh thể
Khảo sát cơ lý tính Kéo đứt cơ học, độ trương, độ tan, đo truyền hơi nước (WVTR) Máy Brookfield CT3 (ngàm TA-RCA), Panme SHAHE, tủ sấy Memmert UN260, lọ vial 5 mL Xác định độ bền kéo (MPa), độ giãn dài (%), độ hấp thụ nước, độ hao hụt khối lượng và tốc độ thoát hơi nước (g/m²·h)
Khảo sát hóa lý Quang phổ UV-Vis tại bước sóng 517 nm và 600 nm Hóa chất DPPH 0.1 mM trong methanol, máy đo quang phổ UV-Vis Xác định độ trong/độ đục quang học của màng và tính toán tỷ lệ bắt gốc tự do (% DPPH)
Kiểm nghiệm vi sinh Trải đĩa đếm khuẩn lạc, khuếch tán đĩa thạch, đo đường cong sinh trưởng Tủ cấy vi sinh ESCO, máy đếm khuẩn Digital S JP SELECTA, Nutrient Broth, Agar Xác định nồng độ diệt khuẩn tối ưu, đường kính vòng ức chế (mm) và sự biến thiên mật độ quang OD₆₀₀ theo thời gian
Thử nghiệm bảo quản Đo hao hụt khối lượng và đánh giá cảm quan độ chín Cân phân tích 4 số Precisa LS 320A, buồng bảo quản mẫu Đánh giá tỷ lệ giảm khối lượng (%) và sự chuyển màu của trái sơ ri sau 2, 4, 6, 8, 10 ngày

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 hệ thống hóa các tài liệu khoa học trong và ngoài nước liên quan đến đề tài:

  • Màng polymer phân hủy sinh học: Phân tích tình hình nghiên cứu các dòng màng nền tự nhiên và tổng hợp (cellulose, tinh bột, PLA, PHA, PVA, chitosan). Đánh giá ưu điểm về mặt môi trường và làm rõ các rào cản kỹ thuật như độ bền cơ học yếu, tính kháng ẩm thấp và độ ổn định nhiệt chưa cao.
  • Graphene oxide (GO): Trình bày cấu trúc tinh thể mạng lưới tổ ong gắn các nhóm oxy hóa (-OH, -COOH, -C-O-C-), các phương pháp tổng hợp phổ biến (Hummers, Brodie, Staudenmaier) và cơ chế diệt khuẩn vật lý do các cạnh sắc của tấm nano GO cắt rách màng tế bào vi khuẩn.
  • Vật liệu nano kim loại: Trình bày lý thuyết về hiệu ứng kích thước, hiệu ứng bề mặt và hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) của nano kim loại (Au, Ag, Cu, Fe). Tổng kết hai nhóm phương pháp tổng hợp "từ trên xuống" (nghiền cơ học, quang khắc) và "từ dưới lên" (khử hóa học, sol-gel, nhiệt phân), đồng thời phân tích cơ chế kháng khuẩn của nano bạc.
  • Vi khuẩn Staphylococcus aureus: Mô tả đặc điểm sinh học của tụ cầu vàng (vi khuẩn Gram dương, hình cầu dạng chùm nho, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 25–37°C), các bệnh lý liên quan và các biện pháp ức chế bằng vật lý, hóa học, enzyme và vật liệu nano.

Chương 2: Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình chế tạo mẫu và các phép đo:

  • Quy trình tổng hợp nano bạc và tạo màng: Trình bày sơ đồ hai giai đoạn. Giai đoạn 1 tổng hợp nano Ag trong dung dịch hỗn hợp CS 2% và GO 4 mg/mL dưới tác dụng của chất khử mạnh NaBH₄ 0.1M và tiền chất AgNO₃ 0.1M. Giai đoạn 2 hòa tan PVA 15.25% ở nhiệt độ 80–90°C trong 1 giờ, phối trộn với huyền phù CS/GO/AgNPs, bổ sung glycerol, siêu âm khử bọt khí trong 15 phút và tiến hành trải màng trên đĩa petri.
  • Hệ thống mẫu khảo sát: Thiết lập các nhóm mẫu đối chứng (PVA nguyên chất, PVA/CS, PVA/GO, PVA/CS/GO, PVA/CS/Ag) và các nhóm mẫu biến thiên (thay đổi hàm lượng Ag từ 0.0125g đến 0.05g khi cố định tỷ lệ CS:GO = 5:1; thay đổi tỷ lệ CS:GO từ 2.5:1 đến 10:1 khi cố định hàm lượng Ag 0.025g).
  • Quy chuẩn đo đạc đặc tính: Nêu rõ công thức tính toán độ trong log(T₆₀₀)/x, độ đục A₆₀₀/x, độ trương, độ hòa tan, độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt, tốc độ truyền hơi nước (WVTR), khả năng quét gốc tự do DPPH, hiệu suất kháng khuẩn theo tỷ lệ phần trăm và theo thang đo log₁₀ CFU.

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương 3 trình bày các phát hiện thực nghiệm và phân tích nguyên nhân hóa lý:

  • Phân tích cấu trúc vật liệu: Ảnh TEM xác nhận các hạt nano bạc hình cầu có kích thước từ 6–20 nm phân bố đồng đều, đính bám trên bề mặt các tấm GO. Phổ XRD và UV-Vis cho thấy GO bị khử một phần thành dạng graphene oxide khử (rGO) trong quá trình phản ứng hóa học. Ảnh SEM bề mặt màng cho thấy màng chứa nano phân tán đồng nhất, không xuất hiện hiện tượng tách pha rõ rệt.
  • Cơ tính và tính chất lý hóa của màng:
    • Độ dày và độ truyền quang: Độ dày các màng dao động từ 0.0067 mm đến 0.0091 mm. Việc bổ sung CS, GO và AgNPs làm tăng độ đục quang học và giảm độ truyền qua ánh sáng, hỗ trợ khả năng ngăn cản tia cực tím bảo vệ thực phẩm.
    • Độ trương và độ tan: Màng PVA nguyên chất có độ trương nở cao nhất do tương tác mạnh của các nhóm hydroxyl tự do với nước. Khi tích hợp CS, GO và AgNPs, cấu trúc mạng lưới trở nên sít chặt nhờ liên kết hydro và liên kết ngang, làm giảm đáng kể độ trương và độ hòa tan trong nước.
    • Cơ tính kéo đứt: Màng PVA/CS/GO/Ag với hàm lượng 0.025g Ag và tỷ lệ CS:GO = 5:1 đạt độ bền kéo tối ưu là 36.27 MPa và độ giãn dài đạt 185.15% (vượt trội so với 23.43 MPa của màng PVA nguyên chất). Tuy nhiên, khi tăng hàm lượng Ag lên 0.05g hoặc tăng tỷ lệ CS:GO lên 10:1, độ bền kéo suy giảm xuống khoảng 30–32 MPa do hiện tượng kết tụ hạt và cấu trúc phân tán kém đồng nhất.
    • Khả năng cản hơi nước và chống oxy hóa: Tốc độ truyền qua hơi nước của các màng nanocomposite duy trì dưới 28 g/m²·h. Khả năng bắt gốc tự do DPPH đạt giá trị cao nhất tại mẫu chứa 0.025g Ag nhờ hiệu ứng cộng hưởng khử giữa AgNPs và các nhóm chức hoạt tính trên tấm GO.
  • Hoạt tính kháng khuẩn đối với S. aureus:
    • Phương pháp trải đĩa đếm khuẩn lạc: Ở nồng độ vật liệu 2 µg/mL, mật độ vi khuẩn giảm từ 838 ± 92 CFU xuống còn 1 ± 1 CFU, đạt hiệu suất diệt khuẩn 99.76% (tương đương mức giảm 2.62 log₁₀ CFU). Ở nồng độ 5 µg/mL và 10 µg/mL, hiệu suất kháng khuẩn đạt 100% (không còn khuẩn lạc sống sót, mức giảm đạt ≥ 2.92 log₁₀ CFU).
    • Phương pháp vòng kháng khuẩn: Màng đối chứng PVA và PVA/GO không xuất hiện vòng vô khuẩn; màng PVA/CS đạt đường kính 7.70 mm; màng tích hợp đầy đủ PVA/CS/GO/Ag-0.025g đạt đường kính vòng ức chế lớn nhất là 12.66 mm.
    • Phương pháp đường cong sinh trưởng: Mật độ quang OD₆₀₀ của môi trường chứa màng PVA/CS/GO/Ag duy trì ở mức rất thấp sau 24 giờ nuôi cấy so với mẫu trắng đối chứng.
  • Thử nghiệm bảo quản trái sơ ri: Sau 6 ngày khảo sát, tỷ lệ mất khối lượng của mẫu không bọc màng là 7.33%, màng PVA/CS là 5.02%, màng PVA/CS/GO/Ag-0.025g là 5.57% và màng thương mại là 2.46%. Dù độ cản mất nước thấp hơn màng thương mại, màng nanocomposite PVA/CS/GO/Ag thể hiện hiệu quả ức chế quá trình chuyển màu/chín của trái sơ ri và ngăn ngừa nấm mốc phát triển vượt trội nhờ khả năng chống oxy hóa bề mặt và hoạt tính kháng khuẩn.

Kết quả và đóng góp

Số liệu thực nghiệm tổng hợp

Các kết quả thực nghiệm định lượng chính thu được từ khóa luận được tổng hợp trong các bảng số liệu sau:

Bảng 1: Các chỉ tiêu cơ lý và tính chất quang học của các mẫu màng khảo sát

Mẫu màng Độ dày trung bình (mm) Độ bền kéo (MPa) Độ giãn dài khi đứt (%) Tốc độ truyền hơi nước (g/m²·h)
PVA nguyên chất 0.0091 23.43 Cao Cao nhất
PVA / CS 0.0070 32.43 Trung bình < 28
PVA / GO 0.0075 32.50 Trung bình < 28
PVA / CS / GO 0.0078 33.10 Trung bình < 28
PVA / CS / Ag (0.025g) 0.0072 28.50 Thấp < 28
PVA / CS / GO / Ag (0.025g, 5:1) 0.0067 36.27 185.15 < 28 (Tối ưu)
PVA / CS / GO / Ag (0.050g, 5:1) 0.0074 30.12 Giảm < 28

Bảng 2: Hiệu suất kháng khuẩn đối với S. aureus theo nồng độ vật liệu (Mẫu PVA/CS/GO/Ag-0.025g)

Nồng độ vật liệu thử nghiệm Mật độ vi khuẩn trung bình (CFU) Độ giảm vi sinh vật (log₁₀ CFU) Hiệu suất loại bỏ khuẩn (%)
0 µg/mL (Mẫu trắng) 838 ± 92 0.00 0.00%
2 µg/mL 1 ± 1 2.62 99.76%
5 µg/mL 0 ≥ 2.92 100.00%
10 µg/mL 0 ≥ 2.92 100.00%

Bảng 3: Đường kính vòng ức chế và tỷ lệ mất khối lượng của trái sơ ri qua các ngày bảo quản

Mẫu khảo sát Đường kính vòng kháng khuẩn (mm) Độ mất khối lượng Ngày 2 (%) Độ mất khối lượng Ngày 4 (%) Độ mất khối lượng Ngày 6 (%)
Mẫu trắng (Không bọc) 0.00 2.85 5.10 7.33
Màng bọc PVA / CS 7.70 1.95 3.60 5.02
Màng PVA/CS/GO/Ag-0.025g 12.66 2.10 3.85 5.57
Màng bọc thương mại — 0.95 1.70 2.46

Đóng góp khoa học và giải pháp của tác giả

  • Đóng góp học thuật: Nghiên cứu đã xác lập quy trình tổng hợp một giai đoạn để chế tạo vật liệu lai bốn thành phần PVA/CS/GO/AgNPs. Công trình chứng minh rõ cơ chế tương hỗ (synergy) giữa ba tác nhân hoạt tính (Chitosan, Graphene Oxide và hạt Nano Bạc): Chitosan đóng vai trò chất phân tán và liên kết sinh học, GO tăng cường mạng lưới cơ lý và truyền dẫn diện tích tiếp xúc, còn AgNPs cung cấp trung tâm kháng khuẩn và khử gốc tự do mạnh mẽ.
  • Giá trị ứng dụng: Cung cấp giải pháp vật liệu bao gói phân hủy sinh học có hoạt tính chủ động (active packaging), vừa cải thiện cơ lý tính chịu lực so với màng sinh học thông thường, vừa giúp bảo vệ nông sản nhạy cảm như trái sơ ri làm chậm quá trình chín và chống hư hỏng sinh học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung nhận xét của cán bộ phản biện (TS. Nguyễn Văn Quý) và phần tự đánh giá của tác giả trong khóa luận, các hạn chế và hướng mở rộng bao gồm:

Hạn chế tồn tại

  • Chỉ tiêu phân hủy sinh học và tính thấm khí: Tên đề tài định hướng màng phân hủy sinh học, tuy nhiên nghiên cứu mới dừng lại ở khảo sát độ hòa tan và độ trương trong nước, chưa tiến hành thử nghiệm tốc độ phân hủy thực tế trong môi trường đất chôn lấp. Đồng thời, nghiên cứu chưa đo lường độ cản thấm khí chuyên biệt (như khí O₂, CO₂, ethylene và hơi cồn), vốn là yếu tố then chốt quyết định tốc độ hô hấp của trái cây sau thu hoạch.
  • Phạm vi kiểm nghiệm vi sinh và cảm quan thực phẩm: Nghiên cứu chỉ tập trung đánh giá trên một chủng vi khuẩn Gram dương (S. aureus), chưa mở rộng trên vi khuẩn Gram âm (E. coli) và các chủng nấm mốc gây thối rữa nông sản. Thời gian khảo sát trên trái sơ ri tương đối ngắn (6–10 ngày) và chưa đo đạc biến thiên các chỉ số sinh hóa bên trong thịt quả (như độ pH, tổng hàm lượng chất rắn hòa tan Brix, độ cứng quả).
  • Sai số thực nghiệm ở một số nồng độ cao: Một số số liệu đo độ đục quang học và kích thước hạt ở các mẫu có tỷ lệ CS:GO cao (10:1) hoặc nồng độ Ag cao (0.05g) có thanh sai số lớn (dao động từ 10% đến xấp xỉ 50% so với giá trị trung bình) do hiện tượng kết tụ hạt nano cục bộ.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Triển khai đo kiểm tốc độ phân hủy sinh học theo tiêu chuẩn môi trường và khảo sát độ truyền thấm khí O₂/CO₂/ethylene của màng.
  • Mở rộng hoạt tính kháng nấm men, nấm mốc và kiểm tra khả năng ức chế vi sinh vật trên đa dạng các loại quả và thực phẩm dễ bị ôi thiu do oxy hóa (thực phẩm chứa hàm lượng chất béo cao).
  • Hoàn thiện bảng phân tích sinh hóa quả chi tiết (đo độ suy giảm vitamin C, đường tổng số, độ cứng) trong suốt chu kỳ bảo quản dài ngày.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận mang lại giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Hóa Polymer / Kỹ thuật Hóa học: Cung cấp quy trình chi tiết về phản ứng khử hóa học tổng hợp nano kim loại trong môi trường polymer nền, kỹ thuật phối trộn màng composite và phương pháp vận hành thiết bị đo cơ tính kéo đứt (Brookfield CT3).
  • Nghiên cứu viên ngành Công nghệ Thực phẩm & Bao bì sinh học: Cung cấp tài liệu tham khảo thực tế về các bài thử nghiệm màng bao gói hoạt tính, quy trình kiểm tra tốc độ truyền hơi nước (WVTR), khả năng chống oxy hóa bằng phép thử DPPH và phương pháp đánh giá vi sinh (khuếch tán đĩa thạch, đếm CFU, đường cong sinh trưởng OD₆₀₀).

Câu hỏi thường gặp

1. Tỷ lệ phối trộn nào mang lại cơ tính và tính chất lý hóa tối ưu nhất cho màng?

Màng composite PVA/CS/GO/Ag-0.025g với tỷ lệ CS:GO = 5:1 và hàm lượng bạc 0.025g đạt các thông số tối ưu nhất: độ bền kéo đạt cực đại 36.27 MPa, độ giãn dài khi đứt đạt 185.15%, cấu trúc bề mặt SEM mịn đồng nhất, tốc độ truyền hơi nước duy trì dưới 28 g/m²·h và khả năng quét gốc tự do DPPH đạt mức cao nhất.

2. Hoạt tính kháng khuẩn của màng đối với vi khuẩn Staphylococcus aureus đạt mức độ nào?

Qua phương pháp trải đĩa đếm khuẩn lạc, ở nồng độ vật liệu 2 µg/mL, màng làm giảm mật độ khuẩn từ 838 ± 92 CFU xuống 1 ± 1 CFU, đạt hiệu suất loại bỏ 99.76% (giảm 2.62 log₁₀ CFU). Khi nâng nồng độ lên 5 µg/mL và 10 µg/mL, hiệu suất diệt khuẩn đạt 100% (triệt tiêu hoàn toàn vi khuẩn, giảm ≥ 2.92 log₁₀ CFU). Trên đĩa thạch khuếch tán, màng tạo vòng ức chế có đường kính lên tới 12.66 mm.

3. Vì sao khi tăng hàm lượng nano bạc lên 0.05g hoặc tỷ lệ CS:GO lên 10:1 thì cơ tính của màng lại suy giảm?

Khi hàm lượng nano bạc tăng lên mức 0.05g, các hạt nano có xu hướng kết tụ tạo thành các cụm hạt lớn, làm gián đoạn cấu trúc liên tục của pha nền polymer. Tương tự, ở tỷ lệ CS:GO = 10:1, sự phân tán của Chitosan vào mạng lưới GO không còn đồng đều, tạo ra các khuyết tật cấu trúc khiến độ bền kéo suy giảm từ 36.27 MPa xuống còn khoảng 30.12–32.00 MPa.

4. Hiệu quả bảo quản trái sơ ri của màng PVA/CS/GO/Ag thể hiện như thế nào so với màng thương mại?

Màng bọc thương mại có khả năng cản mất nước tốt hơn (độ mất khối lượng sau 6 ngày là 2.46% so với 5.57% của màng 0.025g Ag). Tuy nhiên, màng PVA/CS/GO/Ag-0.025g thể hiện ưu thế vượt trội về việc duy trì màu sắc tươi của vỏ quả, làm chậm rõ rệt tốc độ chín và ngăn ngừa hiện tượng nhiễm nấm mốc bề mặt nhờ khả năng bắt gốc tự do chống oxy hóa và hoạt tính kháng khuẩn nội tại.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Nguyễn Hoàng Bảo Khanh đã tổng hợp và chế tạo thành công màng polymer phân hủy sinh học đa cấu tử PVA/CS/GO/AgNPs ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Sự kết hợp giữa nano bạc, graphene oxide và chitosan trong nền PVA đã nâng cao độ bền kéo lên 36.27 MPa, đồng thời mang lại khả năng kháng khuẩn Staphylococcus aureus đạt 100% ở nồng độ từ 5 µg/mL và khả năng bắt gốc tự do chống oxy hóa hiệu quả. Thử nghiệm thực tế trên trái sơ ri chứng minh màng nanocomposite giúp ức chế đáng kể quá trình chín và chống hư hỏng sinh học sau thu hoạch. Công trình cung cấp cơ sở thực nghiệm và dữ liệu khoa học tin cậy cho hướng phát triển vật liệu bao bì sinh học hoạt tính thân thiện với môi trường.