I. Nghiên cứu chế tạo màng PVDF
Nghiên cứu chế tạo màng PVDF là trọng tâm của đề tài, tập trung vào việc biến tính bề mặt màng PVDF để cải thiện tính năng kháng khuẩn. PVDF là vật liệu polymer phổ biến trong lĩnh vực màng lọc nhờ độ bền cơ học, khả năng kháng hóa chất và ổn định nhiệt. Tuy nhiên, hiện tượng tắc nghẽn sinh học do vi khuẩn là hạn chế lớn. Để giải quyết vấn đề này, nghiên cứu đề xuất phương pháp ghép acid acrylic (AAc) lên màng PVDF bằng phương pháp chiếu xạ, tạo ra màng PVDF-G-AAC với khả năng kháng khuẩn vượt trội.
1.1. Phương pháp chiếu xạ
Phương pháp chiếu xạ sử dụng tia gamma từ nguồn Co-60 để tạo các gốc tự do trên bề mặt màng PVDF, từ đó ghép nối AAc. Phương pháp này không tạo phụ phẩm, đảm bảo độ tinh khiết của màng. Hai phương pháp chiếu xạ được áp dụng: chiếu xạ trước và đồng chiếu xạ. Kết quả cho thấy phương pháp đồng chiếu xạ đạt hiệu quả ghép cao hơn, với mức độ ghép lên đến 22%.
1.2. Tính chất vật lý của màng
Tính chất vật lý của màng được phân tích thông qua các phương pháp như FTIR, SEM và EDX. FTIR xác nhận sự hiện diện của nhóm carboxylate (-COO-) trên màng PVDF-G-AAC, trong khi SEM và EDX cho thấy sự phân bố đều của các hạt nano kim loại trên bề mặt màng. Những kết quả này khẳng định hiệu quả của quá trình ghép nối và gắn nano kim loại.
II. Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn
Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn là mục tiêu chính của nghiên cứu, nhằm đánh giá khả năng tiêu diệt vi khuẩn của màng PVDF-G-AAC. Màng được gắn các hạt nano bạc (AgNPs) và nano đồng (CuNPs) để tăng cường hiệu quả kháng khuẩn. Kết quả cho thấy màng PVDF-G-AAC/AgNPs đạt hiệu suất diệt khuẩn lên đến 98,99% đối với vi khuẩn E. coli, cao hơn so với màng gắn CuNPs.
2.1. Phân tích hoạt tính kháng khuẩn
Phân tích hoạt tính kháng khuẩn được thực hiện bằng phương pháp ngâm màng trong huyền phù vi khuẩn. Kết quả cho thấy màng PVDF-G-AAC/AgNPs có khả năng diệt khuẩn mạnh, đặc biệt khi được chế tạo bằng phương pháp đồng chiếu xạ. Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng của màng trong các thiết bị lọc nước kháng khuẩn.
2.2. Ứng dụng màng trong y tế
Ứng dụng màng trong y tế là một trong những hướng đi quan trọng của nghiên cứu. Màng PVDF-G-AAC với tính năng kháng khuẩn vượt trội có thể được sử dụng trong các thiết bị lọc nước y tế, giúp ngăn ngừa sự lây lan của vi khuẩn gây bệnh. Ngoài ra, màng cũng có tiềm năng ứng dụng trong xử lý nước thải, góp phần bảo vệ môi trường.
III. Công nghệ chiếu xạ và ứng dụng
Công nghệ chiếu xạ đóng vai trò quan trọng trong quá trình chế tạo màng PVDF-G-AAC. Phương pháp này không chỉ giúp ghép nối AAc lên màng PVDF mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc gắn các hạt nano kim loại. Nghiên cứu cũng khẳng định tính ưu việt của công nghệ chiếu xạ trong việc tạo ra các vật liệu có tính năng kháng khuẩn cao.
3.1. Cơ chế ghép nối AAc
Cơ chế ghép nối AAc dựa trên việc tạo các gốc tự do trên bề mặt màng PVDF bằng tia gamma. Các gốc tự do này phản ứng với AAc, tạo thành màng PVDF-G-AAC. Quá trình này được điều chỉnh chính xác thông qua liều chiếu xạ, đảm bảo mức độ ghép tối ưu.
3.2. Ứng dụng công nghệ chiếu xạ
Ứng dụng công nghệ chiếu xạ không chỉ giới hạn trong lĩnh vực chế tạo màng. Phương pháp này còn có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác, như y tế, thực phẩm và môi trường, nhờ khả năng tạo ra các vật liệu có tính năng đặc biệt mà không cần sử dụng hóa chất độc hại.
