I. Tổng quan về pigment nano ZnS và nghiên cứu tại HCMUTE
Đề tài nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu pigment nano ZnS, cụ thể là chế tạo và khảo sát tính chất quang học của pigment nano ZnS tại HCMUTE. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng vì ZnS là vật liệu bán dẫn không độc hại, có band gap rộng (khoảng 3.6 eV), phù hợp cho nhiều ứng dụng. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh ZnS pha tạp các ion kim loại như Mn2+ có hiệu suất phát quang cao. Mục tiêu chính là xây dựng quy trình chế tạo ZnS nano, đặc biệt là ZnS:Mn2+ NPs, và điều khiển tính chất quang học của chúng bằng cách sử dụng chất bao bề mặt như axit thiolglycolic (TGA). Nghiên cứu cũng hướng đến ứng dụng pigment nano ZnS trong mực in bảo mật. Đây là một ứng dụng thực tiễn của kỹ thuật nano trong công nghiệp in ấn, phù hợp với xu hướng nghiên cứu khoa học tại HCMUTE và phát triển công nghệ hiện đại.
1.1. Tổng hợp pigment nano ZnS và kích thước hạt pigment nano ZnS
Phần này tập trung vào quá trình tồng hợp pigment nano ZnS, cụ thể là sử dụng phương pháp kết tủa hóa học ở nhiệt độ 80oC để tạo ra ZnS:Mn2+ NPs. Kích thước hạt pigment nano ZnS được kiểm soát thông qua việc điều chỉnh tỷ lệ TGA/Zn2+. Kỹ thuật tổng hợp ZnS được mô tả chi tiết, bao gồm các điều kiện phản ứng, ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, thời gian phản ứng và nồng độ chất phản ứng. Kết quả được phân tích bằng các kỹ thuật như XRD, TEM, phổ hấp thụ UV-Vis, và phổ hồng ngoại FT-IR. Microscopy ZnS (TEM) cho thấy ZnS nano có dạng hình cầu với kích thước khoảng 7.5 nm. Việc kiểm soát kích thước hạt pigment nano ZnS là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến tính chất quang học của vật liệu. Nghiên cứu này đóng góp vào việc hiểu rõ hơn về kỹ thuật tổng hợp ZnS và điều khiển kích thước hạt pigment nano ZnS nhằm tối ưu hóa tính chất quang học.
1.2. Tính chất quang học pigment nano ZnS và phổ phát quang ZnS
Phần này tập trung vào phân tích tính chất quang học của pigment nano ZnS, đặc biệt là phổ phát quang ZnS và phổ hấp thụ ZnS. Quang phổ học ZnS được nghiên cứu thông qua các kỹ thuật như phổ quang huỳnh quang (PL), phổ kích thích huỳnh quang (PLE), và quang điện tử. Phổ phát quang ZnS cho thấy sự phát xạ ở bước sóng khoảng 600 nm dưới kích thích UV. Phổ hấp thụ UV-Vis được sử dụng để xác định band gap ZnS. Quang phổ học cho phép xác định các thông số quan trọng như cường độ phát xạ, bước sóng phát xạ, và hiệu suất lượng tử. Tính chất quang học được đánh giá dựa trên sự ảnh hưởng của các yếu tố như kích thước hạt pigment nano ZnS, nồng độ Mn2+, và loại chất bao bề mặt. Nghiên cứu này cung cấp thông tin quan trọng về cơ chế phát quang ZnS và mối liên hệ giữa cấu trúc tinh thể ZnS và tính chất quang học.
1.3. Ứng dụng pigment nano ZnS trong mực in và thay đổi màu sắc
Phần này tập trung vào việc ứng dụng pigment nano ZnS trong mực in, đặc biệt là trong in bảo mật. ZnS:Mn2+ NPs được phân tán trong dung dịch PVA và sử dụng kỹ thuật in lụa để tạo màng trên đế thủy tinh và nhựa PET. Ứng dụng pigment nano ZnS này cho phép điều khiển thay đổi màu sắc của mực in thông qua việc điều chỉnh tính chất quang học của ZnS nano. Ánh sáng phát ra từ mực in được đánh giá dựa trên tọa độ màu CIE và các thông số màu khác. Việc sử dụng pigment nano ZnS trong mực in bảo mật mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi trong công nghệ in ấn, chống làm giả. Nghiên cứu này góp phần vào sự phát triển của ứng dụng vật liệu nano trong công nghiệp, cụ thể là trong lĩnh vực in ấn và bảo mật. Hiệu suất lượng tử của pigment nano ZnS là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả ứng dụng.
