I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào việc chế tạo composite film từ polymer alginate và vi sợi cellulose được cô lập từ bã thực vật, cụ thể là bã trà hoa đỏ. Mục tiêu chính là tạo ra một loại vật liệu mới thân thiện với môi trường, có khả năng phân hủy sinh học, thay thế cho các vật liệu nhựa truyền thống. Composite film được kỳ vọng sẽ có tính chất cơ học tốt, khả năng chống oxy hóa và ứng dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm và các lĩnh vực khác.
1.1. Đặt vấn đề
Ô nhiễm môi trường do rác thải nhựa đang là một thách thức lớn. Composite film từ polymer alginate và vi sợi cellulose được xem là giải pháp tiềm năng nhờ tính chất phân hủy sinh học và nguồn nguyên liệu tái tạo.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu nhằm chế tạo tinh thể nanocellulose (CNCs) từ bã trà hoa đỏ và kết hợp với sodium alginate để tạo màng composite. Đồng thời, khảo sát các tính chất cơ học, hóa học và khả năng chống oxy hóa của vật liệu.
II. Tổng quan về nguyên liệu và phương pháp
Nghiên cứu sử dụng bã trà hoa đỏ làm nguồn nguyên liệu chính để chiết xuất cellulose nanocrystals (CNCs). Sodium alginate được chọn làm polymer nền do tính chất tạo màng và khả năng tương thích với CNCs. Các phương pháp như FTIR, SEM, XRD, và DLS được sử dụng để phân tích cấu trúc và tính chất của vật liệu.
2.1. Nguyên liệu và hóa chất
Bã trà hoa đỏ được xử lý qua các bước kiềm hóa, tẩy trắng và thủy phân để thu được CNCs. Sodium alginate được sử dụng làm polymer nền trong quá trình tạo màng.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp phân tích hiện đại như FTIR để xác định cấu trúc hóa học, SEM để quan sát hình thái bề mặt, XRD để đánh giá độ kết tinh, và DLS để đo kích thước hạt được áp dụng.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy CNCs được chiết xuất từ bã trà hoa đỏ có kích thước nano (169,9 nm) và độ tinh khiết cao. Màng composite từ CNCs và sodium alginate có độ bền cơ học tốt, khả năng chống oxy hóa và độ trương nở thấp. Các thông số tối ưu cho quá trình chế tạo CNCs cũng được xác định.
3.1. Đặc tính của CNCs
CNCs có kích thước nano và độ tinh khiết cao, được xác nhận qua các phương pháp FTIR, SEM, và XRD. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng lớn của CNCs trong vật liệu composite.
3.2. Tính chất của màng composite
Màng composite từ CNCs và sodium alginate có độ bền kéo cao, độ giãn dài tốt và khả năng chống oxy hóa. Điều này khẳng định tính ứng dụng của vật liệu trong bao bì thực phẩm và các lĩnh vực khác.
IV. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo composite film từ polymer alginate và vi sợi cellulose từ bã trà hoa đỏ. Vật liệu này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi nhờ tính chất cơ học tốt, khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất và mở rộng ứng dụng trong thực tế.
4.1. Kết luận
Composite film từ CNCs và sodium alginate là vật liệu tiềm năng thay thế nhựa truyền thống, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
4.2. Kiến nghị
Cần nghiên cứu thêm về khả năng ứng dụng thực tế của composite film trong các lĩnh vực như bao bì thực phẩm, y tế và nông nghiệp.
