I. Giới thiệu về nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển vải polyester với khả năng kháng khuẩn thông qua việc biến tính bề mặt bằng nanocellulose và nano bạc. Vải polyester thường được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dệt may, nhưng khả năng kháng khuẩn của nó còn hạn chế. Việc ứng dụng nanotechnology để cải thiện tính năng này là rất cần thiết. Nanocellulose được tổng hợp từ bã mía và kết hợp với cetyltrimethylamonium bromide (CTAB) để tạo ra lớp phủ giúp tăng cường độ bám dính cho nano bạc. Chất liệu này không chỉ giúp tăng cường khả năng kháng khuẩn mà còn cải thiện độ bền của vải trong điều kiện sử dụng thực tế.
1.1. Tính cấp thiết của nghiên cứu
Trong bối cảnh hiện nay, sự gia tăng của các bệnh nhiễm khuẩn kháng kháng sinh đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Theo thống kê, hàng triệu ca nhiễm trùng hàng năm do vi khuẩn kháng thuốc gây ra đã dẫn đến hàng chục ngàn ca tử vong. Việc phát triển các vật liệu kháng khuẩn mới, đặc biệt là trong lĩnh vực dệt may, là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Vải polyester được lựa chọn vì tính kinh tế và độ bền, nhưng việc cải thiện khả năng kháng khuẩn của nó thông qua công nghệ nano là một hướng đi mới có tiềm năng lớn.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện qua các bước chính: tổng hợp vật liệu nano bạc trên cơ sở graphene oxit, tiền xử lý vải polyester bằng nanocellulose, và khảo sát khả năng kháng khuẩn của các mẫu vải sau khi xử lý. Vật liệu Ag/GO được tổng hợp bằng phương pháp in-situ và sau đó được phủ lên bề mặt vải polyester đã được tiền xử lý. Khả năng kháng khuẩn của các mẫu vải được đánh giá thông qua các thử nghiệm với hai chủng vi khuẩn phổ biến: Staphylococcus aureus và Escherichia coli. Kết quả cho thấy, việc sử dụng nano bạc kết hợp với nanocellulose đã tạo ra một lớp bảo vệ hiệu quả, giúp tăng cường khả năng kháng khuẩn cho vải polyester.
2.1. Tổng hợp và phân tích vật liệu
Quá trình tổng hợp vật liệu Ag/GO được thực hiện thông qua các phương pháp phân tích hiện đại như FTIR, XRD, SEM và EDS. Những phương pháp này giúp xác định cấu trúc và tính chất của vật liệu, từ đó đánh giá khả năng tương tác của nano bạc với bề mặt vải polyester. Các mẫu vải sau khi phủ Ag/GO được kiểm tra để xác định độ bám dính và khả năng kháng khuẩn. Kết quả cho thấy rằng, việc tiền xử lý vải polyester bằng nanocellulose giúp tăng cường đáng kể khả năng bám dính của nano bạc, từ đó nâng cao hiệu quả kháng khuẩn của vải.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy, vải polyester biến tính bằng nanocellulose và phủ nano bạc có khả năng kháng khuẩn vượt trội so với vải polyester thông thường. Thử nghiệm với hai chủng vi khuẩn cho thấy đường kính vòng kháng khuẩn trên các mẫu vải được xử lý lớn hơn đáng kể. Điều này chứng tỏ rằng, việc kết hợp nano bạc với nanocellulose không chỉ cải thiện khả năng kháng khuẩn mà còn tăng cường độ bền cho vải trong các điều kiện sử dụng thực tế. Việc ứng dụng vải kháng khuẩn này trong sản xuất khẩu trang và các sản phẩm y tế có thể giúp giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
3.1. Đánh giá độ bền và khả năng kháng khuẩn
Độ bền của các mẫu vải được kiểm tra thông qua các phương pháp như thử nghiệm độ giải phóng ion bạc và độ bền nhiệt. Kết quả cho thấy, các mẫu vải Ag/GO và Ag/rGO không chỉ duy trì khả năng kháng khuẩn mà còn cho thấy độ bền cao trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Việc sử dụng vitamin C trong quá trình biến tính cũng góp phần làm tăng khả năng kỵ nước của bề mặt vải, giúp hạn chế sự bám dính của vi khuẩn. Những phát hiện này chứng minh tính khả thi và ứng dụng thực tiễn của vải polyester biến tính trong lĩnh vực y tế và dệt may.
IV. Kết luận
Nghiên cứu đã thành công trong việc phát triển vải polyester với khả năng kháng khuẩn thông qua việc ứng dụng nanotechnology. Việc kết hợp nanocellulose và nano bạc trên bề mặt vải không chỉ cải thiện khả năng kháng khuẩn mà còn tăng cường độ bền của vải. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới trong việc sản xuất các sản phẩm vải kháng khuẩn, đặc biệt là trong bối cảnh đại dịch COVID-19 hiện nay. Những ứng dụng thực tiễn của vật liệu này có thể giúp nâng cao hiệu quả phòng ngừa lây nhiễm trong cộng đồng.
4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo
Để mở rộng nghiên cứu, cần thực hiện thêm các thử nghiệm với các loại vi khuẩn khác nhau và khảo sát khả năng kháng khuẩn trong các điều kiện môi trường khác nhau. Bên cạnh đó, việc nghiên cứu ứng dụng thực tế của vải kháng khuẩn trong sản xuất khẩu trang và các sản phẩm y tế cũng cần được thực hiện để đánh giá hiệu quả và tính khả thi trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
