I. Giới thiệu về hạt nano
Hạt nano là các cấu trúc có kích thước từ 1 đến 100 nanomet, với nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như y học, công nghệ và môi trường. Hạt nano bạc (AgNPs) và hạt nano vàng (AuNPs) là hai loại hạt nano phổ biến nhất, được nghiên cứu nhiều do tính chất độc đáo của chúng. Hạt nano có khả năng tương tác với ánh sáng, dẫn điện và có tính kháng khuẩn, làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng. Nghiên cứu về hạt nano không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các tính chất vật lý và hóa học của chúng mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các vật liệu nano tiên tiến.
1.1. Tính chất của hạt nano
Tính chất của hạt nano phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và thành phần hóa học. Tính chất hạt nano như tính dẫn điện, tính quang học và tính kháng khuẩn được nghiên cứu kỹ lưỡng. Ví dụ, hạt nano bạc có khả năng diệt khuẩn mạnh mẽ, trong khi hạt nano vàng thường được sử dụng trong các ứng dụng quang học và cảm biến. Sự thay đổi kích thước hạt nano có thể dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong các tính chất này, điều này làm cho việc chế tạo và kiểm soát kích thước hạt nano trở thành một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng.
II. Phương pháp chế tạo hạt nano
Có nhiều phương pháp chế tạo hạt nano, trong đó phương pháp tương tác plasma chất lỏng là một trong những phương pháp tiên tiến nhất. Phương pháp này cho phép tạo ra hạt nano với kích thước đồng đều và kiểm soát tốt các tính chất của chúng. Chế tạo hạt nano bằng plasma không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu các hóa chất độc hại. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc điều chỉnh các thông số như cường độ dòng điện, nồng độ tiền chất và khoảng cách điện cực có thể ảnh hưởng lớn đến kích thước và hình dạng của hạt nano. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho việc tối ưu hóa quy trình chế tạo và nâng cao hiệu suất của hạt nano trong các ứng dụng thực tiễn.
2.1. Quy trình chế tạo hạt nano bạc
Quy trình chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp tương tác plasma chất lỏng bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, dung dịch chứa tiền chất bạc được chuẩn bị và đưa vào hệ thống plasma. Khi plasma được kích hoạt, các ion và electron trong plasma tương tác với dung dịch, dẫn đến sự hình thành hạt nano bạc. Các yếu tố như thời gian phóng điện, nồng độ dung dịch và nhiệt độ có thể được điều chỉnh để kiểm soát kích thước và hình dạng của hạt nano. Kết quả cho thấy, hạt nano bạc có kích thước nhỏ và phân bố đồng đều, điều này rất quan trọng cho các ứng dụng trong y học và công nghiệp.
III. Ứng dụng của hạt nano trong y học và công nghiệp
Hạt nano đã chứng minh được giá trị và tính ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là y học và công nghiệp. Trong y học, hạt nano bạc được sử dụng như một chất kháng khuẩn hiệu quả, giúp điều trị các vết thương và ngăn ngừa nhiễm trùng. Hạt nano vàng cũng được ứng dụng trong các liệu pháp điều trị ung thư nhờ khả năng nhắm mục tiêu và phát hiện tế bào ung thư. Trong công nghiệp, hạt nano được sử dụng trong sản xuất cảm biến, vật liệu composite và các sản phẩm điện tử. Sự phát triển của công nghệ nano không chỉ nâng cao hiệu suất của các sản phẩm mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai.
3.1. Tính năng quang xúc tác của nanocomposite Au TiO2
Nanocomposite Au/TiO2 đã được nghiên cứu rộng rãi nhờ vào tính năng quang xúc tác vượt trội. Sự kết hợp giữa hạt nano vàng và Titan điôxít tạo ra một hệ thống có khả năng phân hủy các chất ô nhiễm dưới ánh sáng mặt trời. Nghiên cứu cho thấy, việc biến tính TiO2 có thể nâng cao hiệu suất quang xúc tác của nanocomposite. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng, nanocomposite Au/TiO2 có thể phân hủy hiệu quả các hợp chất hữu cơ, mở ra triển vọng cho việc xử lý nước thải và bảo vệ môi trường.
