I. Nghiên cứu chế tạo nano silica từ tro vỏ trấu
Luận án tập trung vào việc chế tạo nano silica từ tro vỏ trấu, một nguồn nguyên liệu dồi dào trong nông nghiệp. Phương pháp nhiệt phân tro vỏ trấu được sử dụng để tách các hợp chất kim loại, thu được nano silica với kích thước hạt trung bình từ 30-50 nm. Kết quả này cho thấy tiềm năng lớn của việc tận dụng phế thải nông nghiệp để sản xuất vật liệu nano có giá trị cao.
1.1. Phương pháp nhiệt phân tro vỏ trấu
Phương pháp nhiệt phân tro vỏ trấu được thực hiện ở nhiệt độ 700°C trong 2 giờ, giúp loại bỏ các tạp chất kim loại và thu được nano silica tinh khiết. Kích thước hạt nano silica thu được lớn hơn so với các nghiên cứu trước đây, nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu về tính chất vật liệu nano.
1.2. Phương pháp nhiệt phân gel SiO2 chitosan
Ngoài phương pháp nhiệt phân tro vỏ trấu, luận án còn nghiên cứu phương pháp nhiệt phân gel SiO2/chitosan. Phương pháp này cho phép điều chỉnh kích thước hạt nano silica bằng cách thay đổi tỷ lệ khối lượng silica/chitosan, mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.
II. Ứng dụng nano silica trong kháng nấm bệnh thực vật
Luận án khẳng định tiềm năng của nano silica trong việc kháng nấm bệnh thực vật. Các thử nghiệm in vitro và in vivo cho thấy nano silica có hiệu quả cao trong việc kiểm soát các bệnh như bệnh đốm nâu trên cây thanh long, bệnh đạo ôn lá và bệnh bạc lá trên cây lúa, cũng như bệnh nấm hồng trên cây cao su.
2.1. Hiệu quả kháng nấm bệnh trên cây thanh long
Thử nghiệm trên cây thanh long cho thấy nano silica có khả năng kích thích sản sinh enzyme chitinase, giúp cây chống lại nấm bệnh Neoscytalidium dimidiatum. Hiệu quả kiểm soát bệnh đạt từ 86-92%, chứng minh tiềm năng ứng dụng của vật liệu này trong nông nghiệp.
2.2. Hiệu quả kháng nấm bệnh trên cây lúa
Trên cây lúa, nano silica thể hiện hiệu quả cao trong việc kiểm soát bệnh đạo ôn lá và bệnh bạc lá. Các thử nghiệm in vivo cho thấy tỷ lệ kiểm soát bệnh đạt trên 90%, mở ra triển vọng thay thế các loại thuốc bảo vệ thực vật độc hại.
III. Vật liệu lai nano silica chitosan và ứng dụng
Luận án nghiên cứu việc tổng hợp vật liệu lai nano silica/chitosan bằng hai phương pháp: phối trộn và kết tủa. Vật liệu này kết hợp tính chất kháng khuẩn của nano silica và chitosan, mang lại hiệu quả cao trong việc kiểm soát nấm bệnh thực vật.
3.1. Phương pháp phối trộn
Phương pháp phối trộn đơn giản, dễ thực hiện, cho phép tạo ra vật liệu lai với tính chất ổn định và hiệu quả kháng khuẩn cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp và các ngành công nghiệp khác.
3.2. Phương pháp kết tủa
Phương pháp kết tủa tạo ra vật liệu lai với kích thước hạt nhỏ hơn và độ đồng đều cao hơn. Điều này giúp tăng cường hiệu quả kháng khuẩn và khả năng ứng dụng của vật liệu trong các lĩnh vực như bảo quản nông sản và thực phẩm.
IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Luận án không chỉ đóng góp vào lĩnh vực khoa học vật liệu mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc tận dụng tro vỏ trấu và vỏ tôm để sản xuất nano silica và chitosan giúp giảm thiểu chất thải và tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng cao.
4.1. Ý nghĩa khoa học
Luận án cung cấp các dữ liệu và quy trình khoa học để chế tạo nano silica và vật liệu lai, mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và ứng dụng các vật liệu nano trong nông nghiệp.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm kháng nấm bệnh thực vật, giúp giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật độc hại, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững và an toàn.
