Màng Composite Phân Hủy Sinh Học Từ Tinh Bột Chitosan Kết Hợp Nano ZnO

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Màng polymer phân hủy sinh học

1.2. Khái niệm về vật liệu polymer phân hủy sinh học

1.3. Cơ chế phân hủy sinh học

1.4. Một số loại polymer phân hủy sinh học

1.5. Màng phân hủy sinh học

1.6. Tổng quan về polymer blend

1.7. Tổng quan về tinh bột

1.8. Tính chất hóa học của tinh bột

1.9. Tính chất vật lý của tinh bột

1.10. Tính chất vật lý

1.11. Tính chất hóa học

1.12. Ứng dụng của chitosan

1.13. Cấu trúc ZnO

1.14. Ứng dụng của ZnO

1.15. Tổng hợp vật liệu nano ZnO bằng sol-gel

1.16. Xu hướng nghiên cứu chế tạo màng polymer phân hủy sinh học

1.17. Ứng dụng của màng tinh bột-chitosan trong chữa lành vết thương

2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Hóa chất và vật liệu

2.2. Tổng hợp vật liệu

2.3. Biến tính tinh bột

2.4. Tổng hợp nano ZnO

2.5. Quy trình tạo màng

2.6. Phương pháp nghiên cứu

2.7. Phương pháp đo độ bền kéo của màng

2.8. Phương pháp xác định độ ẩm, khả năng hấp thu nước, khả năng hòa tan

2.9. Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier Transform Infrared - FTIR)

2.10. Phương pháp phổ hấp thụ (Ultraviolet/Visible Spectroscopy - UV–Vis)

2.11. Phương pháp phân tích tán xạ ánh sáng động (Dynamic Light Scattering - DLS)

2.12. Phương pháp phân tích kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope - SEM) và (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy – EDX)

2.13. Phương pháp phân tích nhiễu xạ X-ray (X-ray diffraction - XRD)

2.14. Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (Thermogravimetric Analysis – TGA)

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. Vật liệu nano ZnO

3.2. Kết quả phân tích XRD ZnO

3.3. Kết quả phân tích UV-Vis ZnO

3.4. Kích thước hạt ZnO bằng FESEM. Phân tích DLS ZnO

3.5. Hình ảnh cảm quan của màng

3.6. Ảnh hưởng của thời gian khuấy mẫu đến cơ tính của màng

3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ TB/CH đến cơ tính của màng

3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ TB/CH đến độ ẩm, độ hấp thu nước và khả năng hòa tan trong nước

3.9. Ảnh hưởng của acid citric

3.10. Ảnh hưởng của phần trăm hàm lượng ZnO

3.11. Ảnh hưởng của phần trăm hàm lượng ZnO đến cơ tính của màng

3.12. Ảnh hưởng của phần trăm hàm lượng ZnO đến độ hấp thu màng

3.13. Kết quả đo FTIR

3.14. Kết quả đo XRD

3.15. Kết quả đo SEM và EDX

3.16. Kết quả đo TGA

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Màng Composite Phân Hủy Sinh Học Từ Tinh Bột Chitosan Kết Hợp Nano ZnO

Màng composite phân hủy sinh học từ tinh bột chitosan kết hợp với nano ZnO đang trở thành một trong những giải pháp tiên tiến trong lĩnh vực vật liệu sinh học. Những màng này không chỉ có khả năng phân hủy sinh học mà còn mang lại nhiều lợi ích về mặt cơ tính và khả năng kháng khuẩn. Việc nghiên cứu và phát triển các loại màng này có thể giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường từ nhựa tổng hợp.

1.1. Khái niệm về Màng Composite Phân Hủy Sinh Học

Màng composite phân hủy sinh học là loại màng được tạo ra từ sự kết hợp của các polymer tự nhiên như tinh bột và chitosan, cùng với các chất phụ gia như nano ZnO. Những màng này có khả năng phân hủy tự nhiên trong môi trường, giúp giảm thiểu ô nhiễm.

1.2. Tính chất và Ứng dụng của Màng Composite

Màng composite từ tinh bột chitosan có tính chất cơ học tốt, khả năng kháng khuẩn và chống oxi hóa. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm, y tế và nông nghiệp, mang lại giá trị kinh tế cao.

II. Vấn đề và Thách thức Trong Nghiên Cứu Màng Composite Phân Hủy Sinh Học

Mặc dù màng composite phân hủy sinh học từ tinh bột chitosan kết hợp với nano ZnO có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong quá trình nghiên cứu và phát triển. Các vấn đề như độ bền cơ học, khả năng chống nước và chi phí sản xuất cần được giải quyết để nâng cao hiệu quả ứng dụng.

2.1. Độ Bền Cơ Học và Khả Năng Chống Nước

Một trong những thách thức lớn nhất là cải thiện độ bền cơ học của màng composite. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc kết hợp nano ZnO có thể giúp tăng cường tính chất này, nhưng vẫn cần tối ưu hóa tỷ lệ các thành phần.

2.2. Chi Phí Sản Xuất và Tính Khả Thi

Chi phí sản xuất màng composite vẫn là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng thương mại hóa. Cần có các nghiên cứu để tìm ra phương pháp sản xuất hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Màng Composite Phân Hủy Sinh Học

Để tổng hợp màng composite phân hủy sinh học từ tinh bột chitosan kết hợp với nano ZnO, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm tổng hợp nano ZnO, khảo sát tính chất cơ lý của màng và phân tích cấu trúc.

3.1. Tổng Hợp Nano ZnO Bằng Phương Pháp Sol Gel

Phương pháp sol-gel được sử dụng để tổng hợp nano ZnO từ kẽm acetate. Quá trình này giúp tạo ra các hạt nano với kích thước đồng đều và tính chất ổn định.

3.2. Khảo Sát Tính Chất Cơ Lý Của Màng Composite

Các tính chất cơ lý của màng composite được khảo sát thông qua các phương pháp như đo độ bền kéo, độ giãn dài và khả năng hấp thu nước. Những thông số này giúp đánh giá hiệu quả của màng trong ứng dụng thực tiễn.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Màng Composite Phân Hủy Sinh Học

Kết quả nghiên cứu cho thấy màng composite phân hủy sinh học từ tinh bột chitosan kết hợp với nano ZnO có nhiều ưu điểm vượt trội. Các chỉ tiêu như độ bền kéo, độ giãn dài và khả năng kháng khuẩn đều đạt yêu cầu cao.

4.1. Đánh Giá Độ Bền Cơ Học Của Màng

Màng composite đạt độ bền kéo tối ưu khi tỷ lệ tinh bột/chitosan là 1.5/1. Kết quả này cho thấy sự tương tác giữa các thành phần trong màng là rất quan trọng.

4.2. Khả Năng Kháng Khuẩn Của Màng Composite

Màng composite cho thấy khả năng kháng khuẩn tốt nhờ sự hiện diện của nano ZnO. Điều này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong lĩnh vực y tế và bảo quản thực phẩm.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Màng Composite Phân Hủy Sinh Học

Màng composite phân hủy sinh học từ tinh bột chitosan kết hợp với nano ZnO không chỉ có tiềm năng lớn trong ứng dụng mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển vật liệu sinh học.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp kiến thức mới về màng composite mà còn khẳng định vai trò của vật liệu sinh học trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện tính chất của màng composite, đồng thời tìm kiếm các ứng dụng mới trong lĩnh vực y tế và công nghiệp.

Nghiên Cứu Màng Composite Phân Hủy Sinh Học Trên Nền Tinh Bột Chitosan Kết Hợp Nano ZnO