Luận Án Tiến Sĩ: Nghiên Cứu Chế Tạo và Ứng Dụng Hạt Nano Bạc Vàng

• Tác giả: Trần Quốc Tuấn
• Người hướng dẫn: Pgs. Nguyễn Hoàng Hải
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
• Đề tài: Chế Tạo Và Nghiên Cứu Hạt Nano Bạc, Vàng Và Thử Nghiệm Ứng Dụng
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Các phương pháp chế tạo hạt nano kim loại quý
• 1.2. Phương pháp điện hóa siêu âm
• 1.2.1. Cấu tạo hệ thống điện hóa siêu âm
• 1.2.2. Đặc trưng chung của quá trình điện hoá
• 1.2.3. Quá trình phát triển của tinh thể trên bề mặt điện cực
• 1.2.4. Vai trò của sóng siêu âm
• 1.2.5. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình điện hóa siêu âm
• 1.2.6. Ưu, nhược điểm của phương pháp điện hóa siêu âm
• 1.2.7. Cơ chế hình thành và phát triển của các hạt nano
• 1.3. Tính chất quang của các hạt nano kim loại
• 1.4. Cơ chế diệt khuẩn và diệt nấm mốc của các hạt nano bạc
• 1.5. Ứng dụng của các hạt nano kim loại quý
• 1.6. Vật liệu mang
• 1.6.1. Than hoạt tính
• 1.6.2. Bông, gạc y tế
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Chế tạo hạt nano bạc, nano vàng bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 2.1.1. Cấu tạo hệ điện hóa siêu âm
• 2.1.2. Quy trình chế tạo
• 2.2. Chế tạo hạt nano vàng bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 2.3. Thử nghiệm ứng dụng của hạt nano bạc chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 2.3.1. Thử nghiệm khả năng diệt khuẩn của hạt nano bạc chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 2.3.2. Thử nghiệm khả năng phòng trừ bệnh mốc sương trên cây nho của hạt nano bạc chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 2.4. Chế tạo và nghiên cứu trên than hoạt tính
• 2.5. Tẩm nano bạc lên vật liệu mang là bông, gạc y tế
• 2.6. Xử lí và phân tích mẫu
• 2.6.1. Cấu trúc của vật liệu
• 2.6.2. Tính chất quang của vật liệu
• 2.6.3. Hình thái học của vật liệu
• 2.6.4. Thành phần hóa học của vật liệu
• 2.6.5. Diện tích bề mặt và phân bố kích thước lỗ của vật liệu
• 2.6.6. Nồng độ nguyên tố trong mẫu
• 3. CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC HẠT NANO BẠC, NANO VÀNG ĐƯỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA SIÊU ÂM
• 3.1. Cấu trúc và tính chất của hạt nano bạc
• 3.1.1. Cấu trúc tinh thể của hạt nano bạc
• 3.1.2. Tính chất quang của các hạt nano bạc
• 3.1.3. Hình thái của các hạt nano bạc và sự phụ thuộc của kích thước hạt vào các thông số chế tạo
• 3.1.3.1. Ảnh hưởng của mật độ dòng điện
• 3.1.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ TSC
• 3.1.3.3. Ảnh hưởng của thời gian điện hóa siêu âm
• 3.1.3.4. Nồng độ TSC tối thiểu
• 3.1.3.5. Đường chuẩn nồng độ của các hạt nano bạc
• 3.1.4. Điện tích bề mặt của các hạt nano bạc chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 3.2. Cấu trúc và tính chất của hạt nano vàng được chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 3.2.1. Cấu trúc tinh thể của các hạt nano vàng
• 3.2.2. Hình thái của các hạt nano vàng được chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 3.2.3. Tính chất quang của các hạt nano vàng chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 4. CHƯƠNG 4: CƠ CHẾ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HẠT NANO ĐƯỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA SIÊU ÂM
• 4.2. Khảo sát các thông số mô phỏng
• 4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của diện tích mô phỏng S
• 4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của số ion đến trong một bước mô phỏng
• 4.3. Khảo sát độ lặp lại của kết quả mô phỏng
• 4.3.1. So sánh kết quả mô phỏng với kết quả thực nghiệm
• 4.3.2. Sử dụng cơ chế đề xuất để giải thích quá trình hình thành và phát triển của các hạt nano chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm với sóng siêu âm đặt ở chế độ xung
• 5. CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG CỦA HẠT NANO BẠC
• 5.1. Khả năng diệt khuẩn của hạt nano bạc chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm
• 5.2. Khả năng phòng trừ bệnh mốc sương trên cây nho
• 5.3. Tẩm hạt nano bạc chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm lên vật liệu mang (than hoạt tính)
• 5.3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của hạt nano bạc, than hoạt tính và than hoạt tính tẩm nano bạc
• 5.3.2. Ảnh SEM, ảnh TEM và phổ tán sắc năng lượng EDX của than hoạt tính và than hoạt tính tẩm nano bạc
• 5.3.3. Diện tích bề mặt của than hoạt tính và than hoạt tính tẩm nano bạc
• 5.3.4. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính và than hoạt tính tẩm nano bạc
• 5.3.5. Thử nghiệm khả năng diệt khuẩn của than hoạt tính và than hoạt tính tẩm nano bạc
• 5.3.6. Sử dụng than hoạt tính đã tẩm nano bạc để chế tạo khẩu trang
• 5.4. Chế tạo bông gạc y tế diệt khuẩn
• KẾT LUẬN
• KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên cứu và Ứng dụng Hạt Nano Bạc Vàng

Nghiên cứu và ứng dụng hạt nano bạc vàng đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong khoa học vật liệu. Hạt nano bạc và vàng có nhiều tính chất đặc biệt, như khả năng diệt khuẩn và ứng dụng trong y học. Việc hiểu rõ về các hạt nano này sẽ giúp phát triển các sản phẩm mới và cải thiện chất lượng cuộc sống.

1.1. Đặc điểm và Tính chất của Hạt Nano Bạc

Hạt nano bạc có khả năng diệt khuẩn mạnh mẽ nhờ vào tính chất quang và điện của chúng. Chúng có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như y học, thực phẩm và công nghiệp.

1.2. Đặc điểm và Tính chất của Hạt Nano Vàng

Hạt nano vàng không chỉ có tính chất quang học đặc biệt mà còn được ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Chúng có khả năng tương tác với tế bào và mô sống, mở ra nhiều cơ hội trong y sinh học.

II. Vấn đề và Thách thức trong Nghiên cứu Hạt Nano

Mặc dù hạt nano bạc và vàng có nhiều ứng dụng tiềm năng, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc sản xuất và ứng dụng chúng. Các vấn đề như độ tinh khiết, kích thước hạt và chi phí sản xuất cần được giải quyết.

2.1. Độ tinh khiết và An toàn của Hạt Nano

Độ tinh khiết của hạt nano là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả ứng dụng. Các tạp chất có thể làm giảm khả năng diệt khuẩn và gây ra các tác dụng phụ không mong muốn.

2.2. Chi phí sản xuất và Quy trình chế tạo

Chi phí sản xuất hạt nano bạc và vàng vẫn còn cao, điều này hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi. Cần phát triển các quy trình chế tạo hiệu quả và tiết kiệm hơn.

III. Phương pháp Chế tạo Hạt Nano Bạc Vàng Hiệu quả

Có nhiều phương pháp chế tạo hạt nano bạc và vàng, trong đó phương pháp điện hóa siêu âm được đánh giá cao nhờ vào khả năng kiểm soát kích thước và độ tinh khiết của hạt.

3.1. Phương pháp Điện hóa Siêu âm

Phương pháp điện hóa siêu âm cho phép tạo ra hạt nano với kích thước đồng đều và độ tinh khiết cao. Quy trình này sử dụng sóng siêu âm để kích thích phản ứng hóa học.

3.2. Các Phương pháp Khác trong Chế tạo Hạt Nano

Ngoài điện hóa siêu âm, còn có các phương pháp khác như hóa khử, bốc bay và thủy nhiệt. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, cần được xem xét kỹ lưỡng.

IV. Ứng dụng Thực tiễn của Hạt Nano Bạc Vàng

Hạt nano bạc và vàng đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y học đến công nghiệp thực phẩm. Chúng mang lại nhiều lợi ích và cải thiện chất lượng sản phẩm.

4.1. Ứng dụng trong Y học

Hạt nano bạc được sử dụng trong các sản phẩm y tế như bông gạc, khẩu trang và thuốc diệt khuẩn. Chúng giúp ngăn ngừa nhiễm trùng và bảo vệ sức khỏe.

4.2. Ứng dụng trong Công nghiệp Thực phẩm

Hạt nano vàng có thể được sử dụng trong bảo quản thực phẩm và kiểm soát chất lượng. Chúng giúp kéo dài thời gian bảo quản và đảm bảo an toàn thực phẩm.

V. Kết luận và Tương lai của Nghiên cứu Hạt Nano

Nghiên cứu và ứng dụng hạt nano bạc vàng đang mở ra nhiều cơ hội mới trong khoa học và công nghệ. Tương lai của lĩnh vực này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều sản phẩm và giải pháp hữu ích cho xã hội.

5.1. Triển vọng Nghiên cứu Hạt Nano

Với sự phát triển của công nghệ nano, nghiên cứu hạt nano bạc và vàng sẽ tiếp tục được mở rộng. Các ứng dụng mới sẽ được phát triển, mang lại lợi ích cho nhiều lĩnh vực.

5.2. Thách thức và Cơ hội trong Tương lai

Mặc dù có nhiều cơ hội, nhưng vẫn cần giải quyết các thách thức như an toàn và hiệu quả trong sản xuất. Cần có sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp để phát triển bền vững.