Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành dệt may và y tế hiện đại, nhu cầu sử dụng vải kháng khuẩn ngày càng gia tăng nhằm ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây hại, phòng chống lây nhiễm chéo và chống bám bẩn. Trong y tế, vải kháng khuẩn được sử dụng để may trang phục phẫu thuật, đồng phục bác sĩ, quần áo bệnh nhân, drap giường bệnh và mũ y tế; trong ngành may mặc thông thường, vật liệu này được ứng dụng vào trang phục thể thao, veston cao cấp và rèm cửa.

Tại Việt Nam, phần lớn nguồn vải kháng khuẩn phục vụ sản xuất phải nhập khẩu từ nước ngoài với chi phí vận chuyển cao, làm giảm sức cạnh tranh thương mại của các doanh nghiệp nội địa. Các phương pháp tạo vải kháng khuẩn truyền thống trong nước như ngâm tẩm vải vào dung dịch nano bạc rồi sấy khô, hoặc gắn kết nano bạc bằng bức xạ tia UV hay sóng siêu âm thường tồn tại các hạn chế: quy trình tốn thời gian, sử dụng nhiều hóa chất gây ô nhiễm môi trường, độ bền gắn kết không cao và có nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng. Trước thực trạng đó, việc ứng dụng công nghệ Plasma ở nhiệt độ thấp (Plasma lạnh) tại điều kiện áp suất khí quyển để hoạt hóa bề mặt và phủ nano bạc lên vải cotton là một hướng giải pháp kỹ thuật mới, vừa nâng cao chất lượng liên kết, vừa tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm.

Đồ án tốt nghiệp xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  • Mục tiêu tổng quát:
    1. Tạo hướng đi mới trong lĩnh vực xử lý bề mặt vật liệu dệt may.
    2. Góp phần hỗ trợ phát triển ngành công nghiệp dệt may trong nước thông qua việc làm chủ công nghệ và thiết bị.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh mô hình máy phủ nano bạc trên vải bằng công nghệ Plasma lạnh hoạt động liên tục.
    2. Tiến hành thử nghiệm thực tế để tìm ra các thông số vận hành tối ưu của hệ thống (điện áp, tần số, dòng điện, hình dáng buồng Plasma và buồng cấp dung dịch).
    3. Tạo ra sản phẩm vải cotton có đặc tính kháng khuẩn mới, độ bám dính nano bạc cao và bền qua các chu kỳ giặt.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Môi trường Plasma nhiệt độ thấp tạo ra ở áp suất khí quyển ứng dụng trong xử lý bề mặt; hệ thống thiết bị cơ khí - điện điều khiển phục vụ phun phủ nano bạc trên vải.
  • Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế và chế tạo mô hình máy thực nghiệm có kích thước tổng thể $1700\text{ mm} \times 1600\text{ mm} \times 500\text{ mm}$, xử lý vải cotton khổ $1,2\text{ m}$ với năng suất đạt tốc độ $20\text{ m/phút}$ ở chế độ làm việc liên tục.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng dựa trên sự tích hợp giữa lý thuyết hóa lý vật liệu dệt, công nghệ vật liệu nano và vật lý Plasma chất khí:

  • Cơ sở cấu trúc vật liệu vải cotton: Thành phần cơ bản của sợi cotton là cellulose (chiếm $86,8%$ khối lượng sợi thô). Phân tử cellulose là polymer của glucose chứa mật độ cao các nhóm hydroxyl tự do ($-\text{OH}$). Các liên kết hydro nội phân tử và liên phân tử tạo nên cấu trúc tương đối bền vững nhưng các gốc $-\text{OH}$ này có thể bị kích hoạt và thay thế bằng các liên kết với hạt nano bạc ($Ag^+$) khi có tác động năng lượng từ Plasma.
Thành phần hóa học của sợi cotton thô Khối lượng tương đối (%)
Cellulose 86,8
Nước ($H_2O$) 6,8
Protein 1,5
Muối khoáng 1,0
Pectin 1,0
Dầu, sáp 0,7
Carbohydrate 0,5
Các thành phần khác 2,0
  • Đặc tính và cơ chế kháng khuẩn của nano bạc: Hạt nano bạc sở hữu diện tích bề mặt riêng lớn và năng lượng bề mặt cao. Tác dụng diệt khuẩn của nano bạc diễn ra theo hai cơ chế chính:
    1. Làm biến chất vi khuẩn: Phá vỡ các liên kết disulfit ($-\text{S}-\text{S}-$) của các enzyme hô hấp, vô hiệu hóa quá trình chuyển hóa oxy mà vi khuẩn cần để duy trì sự sống.
    2. Phá hủy màng tế bào: Xúc tác tạo ra các dạng oxy hoạt tính trong môi trường không khí hoặc nước, tấn công trực tiếp và phá vỡ cấu trúc màng hoặc thành tế bào vi khuẩn.
  • Lý thuyết phóng điện khí và Plasma lạnh: Plasma phóng điện khí bất đẳng nhiệt (Non-thermal Plasma) được duy trì trong điện trường cao tần mà không cần hệ thống tạo chân không phức tạp. Năng lượng điện trường truyền chủ yếu cho electron tự do, khiến nhiệt độ electron đạt mức rất cao trong khi nhiệt độ khí tổng thể duy trì ở mức thấp ($27^\circ\text{C} - 727^\circ\text{C}$, tương đương $300\text{ K} - 1000\text{ K}$). Khi các electron và ion mang động năng lớn bắn phá bề mặt vải cotton, các va chạm không đàn hồi sẽ bẻ gãy các liên kết hóa học bề mặt, tạo ra các tâm hoạt hóa giúp hạt nano bạc bám dính bền vững.

Phương pháp nghiên cứu thực tế:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Nghiên cứu giáo trình tính toán thiết kế máy cơ khí, tài liệu chuyên khảo về công nghệ Plasma áp suất thường, các phương pháp tổng hợp hạt nano bạc (phương pháp vật lý, khử hóa học, ăn mòn laser, hóa lý và sinh học).
  • Phương pháp thiết kế và mô hình hóa kỹ thuật: Sử dụng phần mềm CAD để thiết kế 3D các cụm chi tiết máy (trục dẫn hướng, hệ thống con trượt, giá đỡ buồng phóng điện, buồng phun hóa chất).
  • Phương pháp thực nghiệm chế tạo và kiểm tra: Gia công cơ khí, lắp ráp hệ thống thực tế; tiến hành phủ dung dịch nano bạc với các nồng độ $1%$, $3%$ và $7%$; đánh giá hiệu quả diệt khuẩn của mẫu vải trên chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus (S. aureus) và kiểm tra độ bền kháng khuẩn sau nhiều chu kỳ giặt.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống xử lý và phủ nano bạc lên vải cotton được thiết kế dưới dạng dây chuyền cơ khí tích hợp buồng phóng điện Plasma và cụm phun phủ hóa chất hoạt động liên tục.

Yêu cầu kỹ thuật và thông số thiết kế

Mô hình máy được tính toán và thiết kế nhằm đáp ứng các thông số vận hành sau:

  • Khổ vải gia công tối đa: $1,2\text{ m}$.
  • Tốc độ kéo vải liên tục: $20\text{ m/phút}$.
  • Kích thước bao của mô hình: $1700\text{ mm} \times 1600\text{ mm} \times 500\text{ mm}$.
  • Điện áp cấp nguồn đầu vào: $110\text{ V}$.
  • Điện áp phóng điện đầu ra: $0 - 10\text{ kV}$.
  • Tần số phóng điện: $10 - 45\text{ kHz}$.
  • Cường độ dòng điện làm việc: $0 - 2\text{ A}$.

Cấu tạo các cụm chi tiết cơ khí chính

  1. Buồng phóng điện Plasma: Sử dụng ống thạch anh có nhiệt độ nóng chảy lên tới $1650^\circ\text{C}$ làm vật liệu cách điện và chịu nhiệt, bao bọc hệ thống điện cực kim loại. Hai thanh điện cực được căn chỉnh độ thẳng chính xác để đảm bảo mật độ phóng điện phân bố đồng đều dọc theo chiều rộng khổ vải $1,2\text{ m}$.
  2. Hệ thống trục dẫn vải: Bao gồm các cụm trục plasma lớn và trục plasma nhỏ được gia công bề mặt đạt độ bóng cao, đảm bảo giữ phẳng mặt vải, duy trì lực căng ổn định và không làm trầy xước xơ sợi trong suốt quá trình chuyển động.
  3. Hệ thống con trượt và giá đỡ: Hệ thống con trượt di động lớn, con trượt di động nhỏ, con trượt cố định và giá đỡ ống thạch anh (loại 1 ống và 2 ống) kết hợp nút đậy, vòng đệm chuyên dụng giúp định vị vững chắc ống thạch anh so với trục plasma, hạn chế rung động cơ học gây nứt vỡ ống thạch anh.
  4. Hệ thống cấp và phun dung dịch: Bố trí giữa hai vùng xử lý Plasma, gồm các béc phun sương áp lực giúp phân tán đều các hạt keo nano bạc lên toàn bộ bề mặt vải với lượng dung dịch tiêu hao thấp nhất.

Quy trình công nghệ phủ nano bạc liên tục

Hệ thống vận hành theo chu trình khép kín gồm 4 công đoạn liên tiếp:

$$\text{Vải cotton đầu vào} \longrightarrow \text{Xử lý Plasma lần 1} \longrightarrow \text{Phun dung dịch nano bạc} \longrightarrow \text{Xử lý Plasma lần 2} \longrightarrow \text{Vải kháng khuẩn thành phẩm}$$

  • Xử lý Plasma lần 1: Năng lượng từ dòng Plasma lạnh bắn phá bề mặt xơ sợi cotton, loại bỏ lớp tạp chất vi mô còn sót lại, bẻ gãy các liên kết hóa học bề mặt và kích hoạt các gốc hydroxyl ($-\text{OH}$) tự do.
  • Phun hóa chất: Dung dịch keo nano bạc được phun phủ dưới dạng sương mịn, thẩm thấu nhanh vào các khe rãnh tổ ong và bám lên bề mặt xơ sợi đã được hoạt hóa.
  • Xử lý Plasma lần 2: Tiếp tục chiếu xạ dòng Plasma lên bề mặt vải đã thấm nano bạc nhằm cung cấp năng lượng thúc đẩy phản ứng thay thế gốc $-\text{OH}$ bằng liên kết phân tử nano bạc bền vững, cố định chắc chắn hạt nano bạc trên nền cellulose.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương này trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu thực tiễn về vải kháng khuẩn trong y tế và đời sống; phân tích những hạn chế về chi phí, chất lượng và ô nhiễm môi trường của các công nghệ cũ. Tác giả xác lập mục tiêu tổng quan, mục tiêu cụ thể, xác định đối tượng nghiên cứu (môi trường Plasma lạnh áp suất thường và hệ thống thiết bị phủ) cùng phạm vi nghiên cứu (máy xử lý khổ vải $1,2\text{ m}$, năng suất $20\text{ m/phút}$). Chương 1 cũng trình bày phương pháp luận nghiên cứu và kết cấu tổng thể 6 chương của đồ án.

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

Chương 2 tổng hợp bức tranh toàn diện về công nghệ nano và vật liệu nano bạc trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Tác giả phân loại các dạng hạt nano (hạt vô cơ, polymer, tinh thể nanocrystal, hạt lipid rắn, nanotube), phân tích chi tiết các tính chất quang học (hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt), tính chất điện (hiệu ứng chắn Coulomb), tính chất từ và tính chất nhiệt của nano bạc. Đồng thời, chương này so sánh các phương pháp tổng hợp nano bạc (từ trên xuống - top-down như nghiền, biến dạng SPD, ăn mòn laser; từ dưới lên - bottom-up như khử hóa học, vật lý chiếu xạ, hóa lý bằng vi sóng, sinh học bằng vi khuẩn MKY3/nấm Verticillium) và so sánh 4 phương pháp phủ nano hiện nay:

Phương pháp phủ nano Quy trình thực hiện Ưu điểm Nhược điểm
Phủ trực tiếp lên bề mặt Làm sạch, bôi dung dịch nano, chờ khô 30 phút, lau bóng Tăng độ bóng, chống ăn mòn, giảm trầy xước Độ bền ngắn (~6 tháng), thao tác thủ công, chỉ áp dụng cho kim loại
Phun trực tiếp lên bề mặt Làm sạch bề mặt, phun trực tiếp dung dịch màng mỏng Áp dụng đa dạng vật liệu, chịu nhiệt $-34^\circ\text{C}$ đến $149^\circ\text{C}$ Bị ảnh hưởng bởi tia UV, dung môi dễ cháy, độc hại, thao tác thủ công
Ngâm tẩm trong dung dịch Hấp vô trùng $120^\circ\text{C}$, nhúng keo nano, sấy khô $70^\circ\text{C}$, sấy tiếp $120^\circ\text{C}$ Độ bám dính tốt, khả năng kháng khuẩn cao Tốn nhiều hóa chất, thời gian ngâm sấy lâu qua nhiều công đoạn nhiệt
Sử dụng công nghệ Plasma Hoạt hóa bề mặt bằng plasma, phun nano, phóng năng lượng cố định liên kết Chống thấm tốt, công nghệ xanh, thân thiện môi trường, chi phí thấp, liên tục Đòi hỏi thiết kế nguồn điện cao tần và buồng phóng điện chính xác

Chương 2 cũng phân tích cấu trúc, đặc tính và khả năng ứng dụng của nhiều loại sợi dệt khác nhau (cotton, len-wool, lụa tơ tằm, kaki, kate, polyester, nylon, PP, PE), qua đó khẳng định sợi cotton với hàm lượng cellulose $86,8%$ giàu gốc $-\text{OH}$ là đối tượng thích hợp nhất để phủ nano bạc.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Chương 3 đi sâu vào bản chất vật lý và hóa học của quá trình tương tác Plasma - sợi cotton. Tác giả trình bày cấu trúc 3 phần của sợi cotton (lớp biểu bì kỵ nước ngoài cùng, lớp thành sợi chính gồm các fibril đan xen, lớp thành sợi phụ chiếm phần lớn khối lượng và ruột rỗng lumen). Về mặt vật lý Plasma, chương này phân tích:

  • Định nghĩa ion hóa, mức năng lượng ion hóa cơ bản.
  • Các thông số va chạm: tiết diện hiệu dụng, khoảng đường tự do trung bình, tần số va chạm giữa các hạt.
  • Phân loại va chạm: va chạm đàn hồi (tuân theo cơ học cổ điển) và va chạm không đàn hồi loại 1 (chuyển động năng thành thế năng ion hóa/kích thích), loại 2 (thế năng chuyển hóa thành động năng hạt, kích thích sinh thêm hạt nhanh).
  • Các cơ chế tái hợp hạt mang điện: tái hợp kèm bức xạ, tái hợp kích thích hai lần, tái hợp va chạm ba hạt và tái hợp phân ly.
  • Hiện tượng phóng điện khí phụ thuộc (do nhiệt ion hóa hoặc quang ion hóa) và tự phóng điện (cơ chế tăng mật độ electron theo cấp số nhân dạng "tuyết lở").
  • Cơ sở lựa chọn vật liệu buồng Plasma: Dựa trên khoảng nhiệt độ của nguồn Plasma nguội ($27^\circ\text{C} - 727^\circ\text{C}$), tác giả lựa chọn ống thạch anh có điểm nóng chảy $1650^\circ\text{C}$ nhằm bảo đảm an toàn vận hành.

Chương 4: Phương hướng và giải pháp công nghệ

Chương 4 thiết lập các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống chế tạo mới: độ thẳng của thanh điện cực, sự phân bố dòng điện, độ phẳng và lực căng vải, năng suất $20\text{ m/phút}$, vận hành liên tục và an toàn điện. Tác giả phân tích các phương án kết cấu:

  • Phương án bố trí điện cực: So sánh phương án 1 (điện cực dương ngắn hơn cực âm) và phương án 2 (điện cực dương dài hơn cực âm) để tìm ra giải pháp phân bố vùng phóng điện tối ưu.
  • Giải pháp định vị: Thiết kế cơ cấu định vị thanh điện cực nằm đồng tâm bên trong ống thạch anh và định vị chắc chắn ống thạch anh với các trục plasma dẫn vải nhằm tránh rủi ro va đập cơ học.

Chương 5: Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý vải bằng công nghệ Plasma

Chương 5 trình bày toàn bộ quá trình tính toán cơ khí chi tiết cho máy:

  • Lựa chọn vật liệu chế tạo cho từng cụm chi tiết (thành máy, thanh chặn, các con trượt, trục dẫn).
  • Tính toán công suất cản chuyển động của băng vải và chọn động cơ truyền động phù hợp với dải tốc độ $20\text{ m/phút}$.
  • Tính toán sức bền, độ võng và độ bóng bề mặt của các cụm trục plasma lớn, trục plasma nhỏ.
  • Xây dựng mô hình thiết kế 3D tổng thể cho toàn bộ máy phủ nano bạc.

Chương 6: Chế tạo và thí nghiệm

Chương 6 phản ánh quá trình chế tạo thực tế tại xưởng cơ khí và các bước thực nghiệm công nghệ:

  • Gia công và hoàn thiện các chi tiết: trục lớn, trục nhỏ, con trượt di động lớn/nhỏ, con trượt cố định, thành máy, thanh chặn và lắp ráp mô hình thực tế.
  • Tiến hành thử nghiệm xử lý và phủ dung dịch keo bạc nano lên các mẫu vải cotton với các nồng độ $1%$, $3%$ và $7%$.
  • Kiểm tra chất lượng mẫu vải trước và sau khi xử lý Plasma, ghi nhận sự hình thành liên kết nano bạc bám dính đồng đều trên bề mặt sợi vải và kiểm tra hiệu quả diệt khuẩn.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật và thực nghiệm

  • Chế tạo thành công mô hình thiết bị: Đã hoàn thiện một mô hình máy xử lý phủ nano bạc bằng công nghệ Plasma lạnh với kích thước $1700\text{ mm} \times 1600\text{ mm} \times 500\text{ mm}$, đáp ứng khả năng gia công vải khổ $1,2\text{ m}$, vận hành ổn định và liên tục ở tốc độ $20\text{ m/phút}$.
  • Xác lập thông số điện - plasma phù hợp: Hệ thống vận hành an toàn với nguồn cấp $110\text{ V}$, biến áp tạo điện áp ra $0 - 10\text{ kV}$, tần số cao tần $10 - 45\text{ kHz}$ và cường độ dòng điện $0 - 2\text{ A}$, buồng phóng điện sử dụng ống thạch anh cách nhiệt hoạt động bền bỉ trong dải nhiệt độ làm việc của Plasma nguội ($27^\circ\text{C} - 727^\circ\text{C}$).
  • Chất lượng mẫu vải phủ nano bạc: Thực nghiệm với các nồng độ dung dịch nano bạc $1%$, $3%$ và $7%$ qua 2 lần xử lý Plasma cho thấy các hạt nano bạc phân tán đều, liên kết bền với các gốc cellulose của vải cotton, mang lại khả năng diệt trừ hiệu quả chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus (S. aureus) và duy trì độ bền kháng khuẩn tốt sau nhiều lần giặt.

Đóng góp về mặt khoa học và thực tiễn

  • Đồ án đã kết hợp thành công công nghệ vật lý Plasma lạnh áp suất khí quyển vào quy trình công nghệ xử lý dệt may, thay thế cho các phương pháp ngâm tẩm hóa chất truyền thống.
  • Cung cấp một giải pháp công nghệ xanh, thân thiện với môi trường, không thải hóa chất độc hại, tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu chi phí sản xuất vải kháng khuẩn trong nước.
  • Đóng vai trò là công trình nghiên cứu - chế tạo mẫu, mở ra khả năng làm chủ thiết bị và chuyển giao công nghệ xử lý bề mặt cho các doanh nghiệp dệt may trong nước.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Mô hình mới dừng lại ở quy mô thử nghiệm thực nghiệm trong phòng thí nghiệm; công suất kéo vải ($20\text{ m/phút}$) cần tiếp tục được nâng cao để đáp ứng các dây chuyền sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
    • Vật liệu buồng Plasma sử dụng ống thạch anh có ưu điểm cách điện, chịu nhiệt cao nhưng có nhược điểm cơ học là dễ vỡ nếu chịu va đập mạnh từ bên ngoài, đòi hỏi kết cấu che chắn và định vị rất cẩn thận.
    • Khảo sát thực nghiệm dung dịch nano bạc mới tập trung ở 3 mức nồng độ ($1%$, $3%$, $7%$) trên một loại vải cotton nhất định.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Nghiên cứu nâng cao công suất làm việc của máy nhằm chuyển giao ứng dụng trực tiếp tại các cơ sở, công ty dệt may lớn.
    • Tối ưu hóa hơn nữa các thông số vận hành điện trường (điện áp, tần số, khoảng cách điện cực) nhằm tiết kiệm dung dịch nano bạc tối đa và hạ giá thành vận hành.
    • Mở rộng khảo sát công nghệ Plasma lạnh trên các loại chất liệu vải dệt tổng hợp và vải pha khác (polyester, kate, kaki, nylon).

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho:

  • Sinh viên, học viên và giảng viên ngành Cơ khí Chế tạo máy, Cơ điện tử: Tham khảo quy trình tính toán, thiết kế kết cấu hệ thống trục dẫn hướng, hệ thống con trượt, phương pháp định vị cơ khí chính xác và tích hợp cụm buồng phóng điện cao áp vào máy công nghiệp.
  • Người nghiên cứu ngành Công nghệ Dệt may, Công nghệ Vật liệu và Công nghệ Nano: Tham khảo quy trình công nghệ xử lý hoạt hóa bề mặt bằng Plasma lạnh, cơ chế liên kết hóa lý giữa hạt nano kim loại và sợi tự nhiên cellulose, cùng các thông số thực nghiệm nồng độ keo bạc ($1%$, $3%$, $7%$) trong chế tạo vải kháng khuẩn.

Câu hỏi thường gặp

1. Kích thước và năng suất làm việc của mô hình máy chế tạo trong đồ án là bao nhiêu?
Mô hình máy có kích thước bao $1700\text{ mm} \times 1600\text{ mm} \times 500\text{ mm}$, xử lý được khổ vải rộng $1,2\text{ m}$ với năng suất tốc độ kéo vải đạt $20\text{ m/phút}$ ở chế độ hoạt động liên tục.

2. Tại sao vải cotton lại là vật liệu tối ưu nhất để phủ nano bạc trong nghiên cứu này?
Vì sợi cotton thô chứa hàm lượng cellulose cao ($86,8%$). Trong cấu trúc phân tử cellulose có mật độ lớn các nhóm hydroxyl tự do ($-\text{OH}$), các nhóm này rất dễ dàng bị năng lượng Plasma bẻ gãy và thay thế bằng liên kết với các phân tử nano bạc, tạo nên lớp phủ kháng khuẩn bền chặt hơn so với các loại sợi dệt khác.

3. Quy trình phủ nano bạc lên vải bằng công nghệ Plasma lạnh gồm những bước nào?
Quy trình thực hiện liên tục qua 4 bước: Vải cotton đầu vào $\rightarrow$ Xử lý Plasma lần 1 (hoạt hóa bề mặt sợi) $\rightarrow$ Phun dung dịch nano bạc (tạo màng mỏng) $\rightarrow$ Xử lý Plasma lần 2 (cố định liên kết nano bạc với xơ sợi) $\rightarrow$ Thu nhận vải kháng khuẩn.

4. Các thông số điện áp và tần số của bộ nguồn phát Plasma trong hệ thống được thiết kế như thế nào?
Hệ thống sử dụng điện áp đầu vào $110\text{ V}$, biến áp tạo điện áp đầu ra từ $0 - 10\text{ kV}$, tần số phóng điện cao tần trong dải $10 - 45\text{ kHz}$ và cường độ dòng điện làm việc $0 - 2\text{ A}$.

5. Vì sao ống thạch anh được chọn làm vật liệu cho buồng Plasma?
Nguồn Plasma nguội sinh ra nhiệt lượng nằm trong khoảng từ $27^\circ\text{C}$ đến $727^\circ\text{C}$ ($300\text{ K} - 1000\text{ K}$). Trong khi đó, ống thạch anh có nhiệt độ nóng chảy lên tới $1650^\circ\text{C}$ và tính năng cách điện tốt, đảm bảo buồng Plasma vận hành an toàn và bền bỉ mà không bị biến dạng nhiệt.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình phủ nano bạc trên vải cotton bằng Plasma lạnh" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ nghiên cứu từ cơ sở lý thuyết đến chế tạo thực nghiệm thiết bị cơ khí - điện. Hệ thống máy hoàn chỉnh đạt năng suất $20\text{ m/phút}$ trên khổ vải $1,2\text{ m}$, thực hiện quy trình xử lý plasma hai lần kết hợp phun phủ dung dịch keo bạc đồng đều. Công trình đã khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ Plasma áp suất thường để sản xuất vải cotton kháng khuẩn chất lượng cao, thân thiện với môi trường và mở ra tiềm năng ứng dụng thực tiễn lớn cho ngành dệt may Việt Nam.