ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGUYỄN VĂN ĐÔNG CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO BẠC NHẰM ỨNG DỤNG TRONG DIỆT KHUẨN CHUYÊN NGÀNH: QUANG HỌC THÁI NGUYÊN – 2018 c LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Phạm Minh Tân và TS. Vũ Xuân Hòa - Những người Thầy đã tận tình hướng dẫn và truyền cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm nghiên cứu khoa học trong suốt quá trình hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, các cô Khoa Vật lý và Công nghệ - Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên, trong suốt hai năm qua, đã truyền đạt những kiến thức quý báu để chúng tôi hoàn thành tốt luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu và các thầy cô giáo Trường THPT Chuyên Hưng Yên, nơi tôi công tác đã tạo mọi điều kiện để tôi được tham gia khóa học và hoàn thành luận văn. Cuối cùng tôi xin được cảm ơn tới gia đình và bạn bè. Những người luôn ở bên cạnh và ủng hộ tôi, đã cho tôi những lời khuyên và động viên tôi hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2018 Học viên Nguyễn Văn Đông c MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU . i DANH MỤC HÌNH VẼ . ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT . Tổng quan về các hạt nano . Các hạt vi cầu . Chấm lượng tử . Các hạt kim loại . Hạt nano bạc . Sơ lược về tính chất và đặc tính của bạc . Tính chất vật lý của Ag .3 Tính chất quang của nano bạc. Phổ hấp thụ plasmon (absorption plasmon spectra) . Hiệu ứng tán xạ Raman tăng cường bề mặt. Sự phụ thuộc các tính chất quang vào kích thước hạt . Sự phụ thuộc các tính chất quang vào hình dạng hạt –lý thuyết Gans . Một số phương pháp chế tạo hạt nano bạc . Phương pháp khử hóa học . Phương pháp khử sinh học . Phương pháp khử vật lý . Phương pháp quang hóa chế tạo nano Ag sử dụng đèn LED xanh. Ứng dụng các hạt nano bạc . Ứng dụng trong diệt khuẩn . Các ứng dụng khác . Trong y tế, mỹ phẩm. Vật dụng, trang thiết bị . Xử lý môi trường: Màng lọc nước thải nano bạc. CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM . Hóa chất và dụng cụ . Chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp quang hóa (Chiếu bằng đèn LED) . Các bước tiến hành thực nghiệm . Khảo sát ảnh hưởng của các thông số phản ứng đến quá trình hình thành hạt nano bạc. Thay đổi độ pH dung dịch mầm . Thay đổi nồng độ chất khử NaBH4 dung dịch mầm. Thay đổi thời gian chiếu LED, nhiệt độ . Khảo sát tính kháng khuẩn của hạt keo nano bạc với khuẩn Escherichia coli (E. coli) và Salmonella . Các phương pháp khảo sát đặc trưng của vật liệu . Hiển vi điện tử truyền qua (TEM) . Nhiễu xạ tia X (XRD) . Phổ hấp thụ . KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . Phổ hấp thụ của hạt nano bạc (AgNPs) . Hình thái và kích thước hạt . Phân tích cấu trúc . Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến chất lượng mẫu . Thời gian chiếu LED . Ảnh hưởng của độ pH . Ảnh hưởng của nồng độ chất khử NaBH4 . Thử nghiệm về tính kháng khuẩn. 54 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO . 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 58 c DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Danh mục dung dịch các hóa chất dùng trong thực nghiệm .2: Thay đổi độ pH của dung dịch mầm .3: Thay đổi nồng độ chất khử NaBH4 của dung dịch mầm.4: Thay đổi thời gian chiếu LED với mẫu pH=6,0 .5: Thay đổi thời gian chiếu LED với mẫu pH=7,4 .6: Thay đổi thời gian chiếu LED với mẫu pH=8,5 .7: Thay đổi thời gian chiếu LED với mẫu pH=9,4 .8: Thay đổi thời gian chiếu LED và thay đổi tỷ lệ nồng độ [NaBH4]/[AgNO3] .1: Cực đại hấp thụ plasmon của mầm và của các hạt nano bạc được chiếu LED theo thời gian . 49 i c DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. Biểu diễn vùng bước sóng phát quang của các chấm lượng tử có kích thước khác nhau được làm từ một số vật liệu . Sự dao động plasmon của hạt nano bạc dưới tác dụng của bức xạ điện từ . (A) Phổ UV-vis và (B) màu của các dung dịch nano bạc có kích thước từ 5-100 nm . Phổ hấp thụ cộng hưởng Plasmon của các hạt nano vàng kích thước 9, 22, 48 và 99 nm. Sự phụ thuộc phổ hấp thụ plasmon bề mặt vào kích thước của thanh nano vàng với các tỷ lệ tương quan: R = 2,7; R = 3,3 . Cấu trúc hóa học của citrate . Phổ hấp thụ của dung dịch tiền chất Ag trước và sau khi thêm NaBH4…… 19 Hình 1. Phổ hấp thụ của dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3, citrate và BSPP. Mô hình oxi hóa citrate theo đề xuất của Redmond, Wu và Brus . Tổng quát quá trình phát triển nano Ag dạng đĩa tam giác từ Ag dạng cầu . Một số hình dạng tiêu biểu của quá trình chuyển đổi hình thái học theo Ref . Cấu trúc tế bào . Ảnh TEM của tế bào vi khuẩn E. coli không tiếp xúc với hạt bạc (a) và tiếp xúc với hạt bạc (b) và hình ảnh phóng đại (c và d) . Ứng dụng của nano bạc vào khẩu trang y tế và thuốc bôi khử trùng . Ứng dụng của nano bạc vào thiết bị công nghệ . Hệ thống chiếu LED tạo hạt nano bạc . Thử nghiệm diệt khuẩn E. coli và Salmonella bằng hạt nano bạc. Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi điện tử truyền qua . Minh họa về mặt hình học của định luật nhiễu xạ Bragg . Sơ đồ hệ đo phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến . Mô tả định luật Lambert-Beer . Sơ đồ hệ đo hấp thụ quang UV-Vis . Phổ hấp thụ plasmon của các hạt AgNPs sau khi được chế tạo bằng phương pháp cảm quang dưới sự kích thích của LED (mẫu có pH=9,4) gồm: mầm, hạt AgNPs sau khi chiếu LED 2h và 5h. Hình thái kích thước hạt AgNPs được chế tạo bằng phương pháp cảm quang dưới chiếu sáng đèn LED trong 2h. (a), (b) - Ảnh TEM của các hạt AgNPs mầm ở các độ phóng đại khác nhau. (c)- Ảnh TEM của các hạt đĩa AgNPs dạng tam giác. (f)- Ảnh TEM phóng to của 2 đĩa AgNPs dạng tam giác . Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu AgNPs với [NaBH4]:[AgNO3]=5:1, và 100 µl TSC (2,5 mM). Đường mầu đỏ là thể hiện của mẫm và đường mầu đen là của đĩa nano dạng tam giác sau khi chiếu LED trong 2h . Ảnh hưởng của thời gian chiếu LED (công suất 0,51 mW/cm2) lên sự phát triển của mẫu AgNPs có pH=8,5. (b)- Vị trí các đỉnh phổ cực đại thay đổi theo thời gian chiếu LED. (c) – Phần phóng to của vị trí các cực đại phổ hấp thụ plasmon phụ thuộc vào thời gian chiếu LED trong khoảng 0-5h. (d)- Ảnh chụp kỹ thuật số mầu sắc của các dung dịch chứa các AgNPs theo thời gian chiếu LED . Phổ hấp thụ của các mẫu mầm với các độ pH khác nhau (pH=6; 7,4; 8,5; 9,4) . Ảnh hưởng của pH lên phổ hấp thụ plasmon của các AgNPs. So sánh phổ hấp thụ plasmon của các mẫu có pH khác nhau ứng với thời gian chiếu sáng khác nhau. Phổ hấp thụ của các hạt AgNPs mầm với các tỷ lệ [NaBH4]:[AgNO3] thay đổi: 5:1; 5:2; 5:3; 5:4 và 5:5 . Ảnh hưởng của nồng độ chất khử lên phổ hấp thụ plasmon của các AgNPs ở các thời gian chiếu LED khác nhau. Thử kháng khuẩn của các mầm AgNPs đối với vi khuẩn Salmonella và khuẩn E. (a) - mẫu mầm AgNPs với tỷ lệ nồng độ [NaBH4]/[AgNO3]=5:4 và [NaBH4]:[AgNO3]=5:5, KS là kháng sinh penicillin làm đối chứng. 55 iv c DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tên đầy đủ Tên tiếng Việt 1 AgNPs Silver nanoparticles Nano bạc 2 SPR Surface Plasmon Resonace Cộng hưởng Plasmon bề mặt 3 UV-Vis Ultraviolet − Visible Máy đo quang phổ hấp thụ Transmission Electron Kính hiển vi điện tử truyền 4 TEM Microsscopy qua Fourrier Transformation 5 FTIR Phổ hồng ngoại Infrared spectroscopy 6 E. coli Escherichia coli Vi khuẩn E. coli v c MỞ ĐẦU Trên thế giới, công nghệ nano đã và đang trở thành cuộc cách mạng để đổi mới và sáng tạo các sản phẩm công nghệ mới. Ứng dụng các vật liệu kích thước nano là vấn đề được quan tâm nhiều trong lĩnh vực khoa học và công nghệ nano. Trong những năm gần đây các vật liệu có kích thước nano được đặc biệt quan tâm nghiên cứu chế tạo và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Khi kích thước của vật liệu giảm xuống đến thang nano mét thì vật liệu đó bị chi phối bởi hiệu ứng giam cầm lượng tử. Chính do có hiệu ứng này mà vật liệu có những tính chất đặc biệt và tạo nguồn cảm hứng cho các nhà khoa học nghiên cứu. Những nghiên cứu về các vật liệu có kích thước nano rất phong phú và đa dạng như nghiên cứu chế tạo các vật liệu (vật liệu bán dẫn, vật liệu quang học, thông tin quang, . ), nghiên cứu cơ bản các tính chất về cấu trúc, tính chất quang, tính chất điện - từ, và các ứng dụng của nó. Các vật liệu nano thể hiện các tính chất quang, điện tử và từ đặc biệt mà ở các vật liệu khối không có. Bằng sự điều khiển thay đổi kích thước nano của chúng, các tính chất quang học có thể được kiểm soát để làm tăng chức năng quang đặc biệt và tạo ra các tính chất quang mới cũng như là có thể tích phân được nhiều chức năng vào một linh kiện đa chức năng. Đặc biệt các vật liệu cấu trúc nano còn được ứng dụng rất tốt trong y sinh. Từ lâu, bạc nano được biết đến là chất có tính năng kháng khuẩn hiệu quả. Bạc nano có khả năng hạn chế và tiêu diệt sự phát triển của nấm mốc, vi khuẩn và thậm chí là cả virut. Bạc và các dạng muối bạc đã được sử dụng rộng rãi từ đầu thế kỷ XIX đến giữa thế kỷ XX để điều trị các vết bỏng và khử khuẩn. Các nghiên cứu chỉ ra rằng bạc có khả năng tiêu diệt đến 650 loài vi khuẩn [1]. So với các phương pháp khử khuẩn truyền thống, bạc có hiệu quả diệt khuẩn cao, không tạo sản phẩm phụ gây độc với môi trường, nước sau khi khử khuẩn không bị tái nhiễm. Hiệu quả của bạc có thể được tăng lên gấp nhiều lần khi ở kích thước nano.
Tổng quan nghiên cứu
Công nghệ nano đã trở thành một cuộc cách mạng trong đổi mới và sáng tạo sản phẩm công nghệ mới trên toàn cầu. Theo ước tính, các vật liệu kích thước nano được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ, đặc biệt là trong y sinh và diệt khuẩn. Trong đó, hạt nano bạc (AgNPs) nổi bật với khả năng kháng khuẩn vượt trội, có thể tiêu diệt đến khoảng 650 loài vi khuẩn khác nhau. So với các phương pháp khử khuẩn truyền thống, nano bạc không tạo ra sản phẩm phụ độc hại và không gây tái nhiễm môi trường, đồng thời hiệu quả diệt khuẩn được tăng cường nhờ diện tích bề mặt lớn của các hạt nano.
Luận văn tập trung vào việc chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của các hạt nano bạc nhằm ứng dụng trong diệt khuẩn, sử dụng phương pháp quang hóa với ánh sáng đèn LED xanh. Mục tiêu cụ thể gồm: chế tạo các hạt keo nano bạc dạng cầu và các dạng khác nhau; khảo sát tính chất quang của các hạt nano; thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn đối với vi khuẩn Salmonella và Escherichia coli (E. coli). Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm tại Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên, trong khoảng thời gian năm 2017-2018.
Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc phát triển phương pháp chế tạo nano bạc mới, thân thiện môi trường, có thể kiểm soát hình thái và kích thước hạt, từ đó nâng cao hiệu quả diệt khuẩn. Kết quả nghiên cứu góp phần mở rộng ứng dụng của nano bạc trong y tế, xử lý môi trường và công nghệ vật liệu.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu sau:
-
Hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt (Surface Plasmon Resonance - SPR): Đây là hiện tượng dao động cộng hưởng của các electron dẫn tại bề mặt hạt nano bạc khi bị kích thích bởi ánh sáng, tạo ra đỉnh hấp thụ đặc trưng trong phổ UV-Vis. Vị trí đỉnh hấp thụ phụ thuộc vào kích thước, hình dạng hạt và môi trường xung quanh.
-
Lý thuyết Mie: Mô tả sự tán xạ và hấp thụ ánh sáng của các hạt nano kim loại dạng cầu nhỏ hơn bước sóng ánh sáng, giúp giải thích sự phụ thuộc của phổ hấp thụ plasmon vào kích thước hạt.
-
Lý thuyết Gans: Mở rộng lý thuyết Mie cho các hạt nano có hình dạng không cầu như đĩa tam giác, thanh nano, giải thích sự phân tách cộng hưởng plasmon theo các trục khác nhau của hạt.
-
Cơ chế diệt khuẩn của nano bạc: Bao gồm tác động vật lý (đâm xuyên màng tế bào), hóa học (tương tác với DNA, enzyme), và sinh học (hình thành gốc tự do), tập trung vào sự phá hủy thành tế bào vi khuẩn Gram âm như E. coli và Salmonella.
Các khái niệm chính bao gồm: kích thước hạt nano, hình thái hạt (cầu, đĩa tam giác), phổ hấp thụ plasmon, hiệu ứng tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS), và hoạt tính kháng khuẩn.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu chính là các mẫu hạt nano bạc được chế tạo trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp quang hóa sử dụng đèn LED xanh (bước sóng khoảng 532 nm). Quy trình chế tạo gồm hai bước: tạo mầm hạt nano bạc dạng cầu bằng phản ứng khử ion Ag+ với NaBH4 trong dung dịch chứa citrate làm chất ổn định; sau đó chiếu sáng bằng đèn LED để phát triển hạt nano với các hình dạng khác nhau như đĩa tam giác.
Phương pháp phân tích bao gồm:
-
Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM): Xác định hình thái, kích thước và phân bố hạt nano.
-
Nhiễu xạ tia X (XRD): Phân tích cấu trúc tinh thể và độ tinh khiết của hạt nano bạc.
-
Phổ hấp thụ UV-Vis: Đo phổ hấp thụ plasmon để khảo sát tính chất quang học của hạt nano.
-
Thử nghiệm kháng khuẩn: Sử dụng phương pháp đục lỗ trên đĩa Petri để đánh giá hoạt tính diệt khuẩn của các mẫu nano bạc đối với vi khuẩn E. coli và Salmonella.
Cỡ mẫu gồm nhiều mẫu chế tạo với các điều kiện biến đổi như độ pH (6.0 - 9.4), nồng độ chất khử NaBH4 (0.1 - 0.5 mM), thời gian chiếu LED (0.5 - 12 giờ), và tỷ lệ nồng độ [NaBH4]:[AgNO3] (5:1 đến 5:5). Phương pháp chọn mẫu là chọn đại diện các điều kiện phản ứng để khảo sát ảnh hưởng đến hình thái và tính chất hạt nano. Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng so sánh phổ hấp thụ, ảnh TEM và kết quả kháng khuẩn.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
-
Chế tạo thành công hạt nano bạc dạng cầu và đĩa tam giác: Qua phổ hấp thụ UV-Vis, mầm hạt nano bạc có đỉnh plasmon ở bước sóng 401 nm, kích thước hạt khoảng 8-10 nm. Sau khi chiếu LED 2 giờ và 5 giờ, xuất hiện thêm các đỉnh hấp thụ tại 332 nm, 645-661 nm và 817 nm, chứng tỏ sự phát triển hình thái hạt từ cầu sang đĩa tam giác và các dạng khác. Ảnh TEM xác nhận hình thái và kích thước hạt.
-
Ảnh hưởng của độ pH đến hình thái và tính chất quang: Mẫu với pH 9.4 cho phổ hấp thụ plasmon rõ ràng nhất với các đỉnh đặc trưng, cho thấy pH cao thúc đẩy sự phát triển hạt nano bạc đa dạng hình dạng. Các mẫu pH thấp hơn có phổ hấp thụ kém phát triển hơn.
-
Ảnh hưởng của nồng độ chất khử NaBH4: Tăng nồng độ NaBH4 từ 0.1 đến 0.5 mM làm tăng tốc độ hình thành hạt nano bạc, nhưng nồng độ quá cao dẫn đến phân bố kích thước hạt rộng và giảm đồng đều. Tỷ lệ nồng độ [NaBH4]:[AgNO3] 5:4 đến 5:5 cho kết quả tối ưu về kích thước và hình thái.
-
Hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả: Các mẫu nano bạc chế tạo có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn E. coli và Salmonella rõ rệt, với đường kính vùng vô khuẩn lớn hơn 10 mm, vượt trội so với đối chứng kháng sinh penicillin trong một số trường hợp. Hiệu quả kháng khuẩn tăng theo thời gian chiếu LED và kích thước hạt nano.
Thảo luận kết quả
Kết quả phổ hấp thụ UV-Vis và ảnh TEM cho thấy phương pháp quang hóa sử dụng đèn LED xanh là hiệu quả trong việc điều khiển hình thái và kích thước hạt nano bạc. Sự phát triển từ hạt cầu sang đĩa tam giác được giải thích bởi cơ chế oxi hóa citrate và dao động plasmon lưỡng cực dọc kích thích sự phát triển dị hướng của hạt. Độ pH cao tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng oxi hóa và phát triển hạt đa dạng hình dạng.
So với các nghiên cứu trước đây, kết quả này khẳng định ưu thế của phương pháp quang hóa trong kiểm soát hình thái hạt nano bạc mà không cần sử dụng nhiệt độ cao hay hóa chất độc hại. Hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc được củng cố bởi cơ chế tấn công màng tế bào vi khuẩn và tương tác với các thành phần sinh học bên trong tế bào, phù hợp với các báo cáo trong ngành.
Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phổ hấp thụ UV-Vis so sánh các mẫu theo thời gian chiếu LED và pH, bảng tổng hợp kích thước hạt từ ảnh TEM, cùng bảng kết quả đường kính vùng vô khuẩn trong thử nghiệm kháng khuẩn.
Đề xuất và khuyến nghị
-
Tối ưu hóa điều kiện chế tạo nano bạc: Khuyến nghị sử dụng pH khoảng 9.4, tỷ lệ nồng độ [NaBH4]:[AgNO3] từ 5:4 đến 5:5 và thời gian chiếu LED từ 2 đến 5 giờ để đạt được hạt nano bạc có kích thước đồng đều và hình thái đa dạng, nâng cao hiệu quả kháng khuẩn. Thời gian thực hiện: 3-6 tháng. Chủ thể thực hiện: các phòng thí nghiệm nghiên cứu vật liệu nano.
-
Phát triển ứng dụng nano bạc trong y tế: Đề xuất nghiên cứu sâu hơn về tích hợp nano bạc vào các sản phẩm y tế như gạc phủ, khẩu trang kháng khuẩn, găng tay, nhằm tăng cường khả năng diệt khuẩn và giảm nguy cơ nhiễm khuẩn bệnh viện. Thời gian thực hiện: 1-2 năm. Chủ thể thực hiện: các công ty dược phẩm và thiết bị y tế.
-
Mở rộng ứng dụng trong xử lý môi trường: Khuyến nghị phát triển màng lọc nước thải chứa nano bạc để hạn chế vi khuẩn và nấm mốc, giảm mùi hôi và ô nhiễm. Thời gian thực hiện: 1 năm. Chủ thể thực hiện: các tổ chức môi trường và doanh nghiệp xử lý nước.
-
Nâng cao nghiên cứu cơ chế tác động: Đề xuất nghiên cứu sâu về cơ chế tương tác giữa nano bạc và vi khuẩn ở cấp độ phân tử, sử dụng kỹ thuật phân tích hiện đại như ESR, SERS để tối ưu hóa hiệu quả diệt khuẩn và giảm tác động môi trường. Thời gian thực hiện: 1-2 năm. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu khoa học.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
-
Nhà nghiên cứu vật liệu nano: Luận văn cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp chế tạo nano bạc bằng quang hóa, giúp nghiên cứu viên phát triển các vật liệu nano mới với tính chất quang và kháng khuẩn.
-
Chuyên gia y sinh và dược phẩm: Thông tin về hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc và ứng dụng trong y tế hỗ trợ phát triển sản phẩm kháng khuẩn hiệu quả, an toàn.
-
Doanh nghiệp công nghệ môi trường: Nghiên cứu về ứng dụng nano bạc trong xử lý nước thải và khử khuẩn môi trường giúp doanh nghiệp cải tiến công nghệ xử lý ô nhiễm.
-
Sinh viên và học viên cao học: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về phương pháp nghiên cứu, phân tích tính chất vật liệu nano và ứng dụng thực tiễn, hỗ trợ học tập và nghiên cứu khoa học.
Câu hỏi thường gặp
-
Nano bạc có kích thước bao nhiêu được chế tạo trong nghiên cứu?
Kích thước hạt nano bạc dạng cầu khoảng 8-10 nm, sau phát triển có thể đạt đến kích thước lớn hơn với hình dạng đĩa tam giác, được xác định qua ảnh TEM và phổ hấp thụ UV-Vis. -
Phương pháp quang hóa sử dụng đèn LED xanh có ưu điểm gì?
Phương pháp này cho phép điều khiển phản ứng bằng ánh sáng, phản ứng dừng khi ngừng chiếu sáng, thân thiện môi trường và dễ kiểm soát hình thái hạt nano bạc. -
Nano bạc có hiệu quả diệt khuẩn như thế nào?
Nano bạc thể hiện khả năng diệt khuẩn mạnh mẽ đối với vi khuẩn Gram âm như E. coli và Salmonella, với vùng vô khuẩn trên 10 mm, vượt trội so với một số kháng sinh truyền thống. -
Các yếu tố nào ảnh hưởng đến chất lượng hạt nano bạc?
Độ pH dung dịch, nồng độ chất khử NaBH4, thời gian chiếu LED và tỷ lệ nồng độ các chất phản ứng là các yếu tố chính ảnh hưởng đến kích thước, hình thái và tính chất quang của hạt nano bạc. -
Ứng dụng thực tiễn của nano bạc trong đời sống là gì?
Nano bạc được ứng dụng trong y tế (gạc phủ, thuốc bôi), mỹ phẩm, vật dụng kháng khuẩn (khẩu trang, găng tay), thiết bị công nghệ và xử lý môi trường như màng lọc nước thải.
Kết luận
- Đã chế tạo thành công các hạt nano bạc dạng cầu và đĩa tam giác bằng phương pháp quang hóa sử dụng đèn LED xanh với kích thước hạt khoảng 8-10 nm cho mầm và phát triển đa dạng hình thái.
- Phổ hấp thụ plasmon UV-Vis cho thấy sự phụ thuộc rõ rệt vào thời gian chiếu LED, độ pH và nồng độ chất khử, phản ánh sự thay đổi kích thước và hình dạng hạt nano.
- Nano bạc chế tạo có hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả đối với vi khuẩn E. coli và Salmonella, với vùng vô khuẩn lớn hơn 10 mm, phù hợp ứng dụng trong y sinh và xử lý môi trường.
- Phương pháp quang hóa là kỹ thuật thân thiện môi trường, dễ kiểm soát và có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nano bạc.
- Đề xuất tiếp tục nghiên cứu cơ chế tác động và mở rộng ứng dụng nano bạc trong y tế, môi trường và công nghệ vật liệu.
Khuyến khích các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp áp dụng phương pháp quang hóa để phát triển sản phẩm nano bạc chất lượng cao, đồng thời triển khai thử nghiệm ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực y tế và môi trường.