CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VE VAT LIEU NANO. Một vai khái niệm về VAC LGU fi4fiÔ:::csc¿ssciecsieisssizisieoegztssssiessisisrsssssisrssasssse 5 1. Ung dụng của vật liệu nano.
Một số phương pháp tông hợp vật liệu nano OXit. Cấu trúc tinh thê vật liệu PEROVSKITE ABO:. MOT VAI NET TONG QUAN VE NGUYÊN TO DATT,; TINH, CAN (icicc6s6sg1i66615666566605966615601151601116666600616 005160656666:25 2. 25 DD, VATU VA OR YĂTTistcisossiosiggsis251655121515351565105055755815950538855879388559854855608563858508756 28 225: (00H IVGIOTKIHEBITÍÍis2g2215535151545151845165835265593953536383518585881E232829585058523380885i8) 29 CHƯƠNG 3.
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁU TRÚC VÀ TỪ TÍNH CUA VAT LIEU NANO. Phương pháp phân tích nhiệt vi sai TGA/DTA. Phương pháp kính hiên vi điện tử quét SEM. Phương pháp đo độ từ BÓA:::::::ccccccccooccoeieooieoooooooeoooioaaoaaaaoaooooao22 3.
Tông quan về hấp phụ. --- ¿se St x<ESkESk2 St EE171171111115021x 21.2 35 CHƯƠNG IV. THỰC NGHIỆM - KET QUA - THẢO LUAN. Thực nghiệm tông hợp vật liệu nano Y; „Ca,FeO; (với x=0,1 và x=0,2) BãtãiŠïöããö538ïöãöããS5š 8ö Đãgãữããöö58585š 87853958 8šöã88š885öö5ã9ãïöãðã88588š8ãöã88ãZöööãgãï 8ö ãöö5g8ã8ã5ãš8ãSã855983 88552 37 4.
Kết quả và thảo luận. 115 2121221 xe 39 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,. - 5c 5555 5< ccecxeesessesxee 54 TÃIELIÊU THAM KHẢ sscsssscsssssssscsscssseisscssesssiassaseasssnsascessoessansens 55 LOI NÓI DAU Hon sáu mươi lim năm kể từ khi kết thúc chiến tranh thé giới thứ II va gần bốn mươi năm kẻ từ ngày Việt Nam hoàn toàn thống nhất đất nước. Cả nhân loại đã có những tiến bộ vượt bậc về khoa học — kỳ thuật, cùng với sự phát triển không ngừng của công nghiệp đã thay đổi bộ mặt của thể giới, giải phóng sức lao động của con người, nâng cao chất lượng cuộc sông.
Bên cạnh những thành tích đã đạt được. thé giới ngày nay đang từng ngày đối mặt với những thách thức vẻ sự gia tăng dân số, chất lượng cuộc song, chính những điều đó đang đây con người đứng trước những hậu quả của sự phát triển, đó là sự ô nhiễm môi trường, bệnh tật, thiên tai,. Vậy lam gi dé giải quyết những van dé trên? Không thé phó mặc cho tạo hóa nên con người không ngừng tim tòi, nghiên cứu dé khắc phục những hậu quả do chính họ gây ra. Chính vì lẽ đó ma có rất nhiều nhà khoa học va nhà nghiên cứu đã không ngừng làm việc.
sáng tạo dé cống hiến cho sự tồn tai và phát triển của nhân loại. Ngành hóa học cũng đã có những đóng góp to lớn, trong đó ngành vô cơ cũng có những đóng góp đáng kê. đặc biệt là sự ra đời của vật liệu nano đã giúp con người giải quyết được nhiều vấn đẻ nan giải. Trong các ngành công nghiệp hiện nay, các tập đoàn san xuất điện tử đã bắt dau đưa công nghệ nano vào ứng dụng.
tạo ra những sản phẩm có tính cạnh tranh từ chiếc máy nghe nhạc ipod nano đến các con chip có dung lượng lớn với tốc độ xử lý cực nhanh. Trong y học, dé chữa bệnh ung thư người ta tìm cách đưa các phân tử thuốc đến các tế bào ung thư thông qua các hat nano đóng vai trò “xe tải kéo”, tránh được các hiệu ứng phụ gây ra cho tế bào lành. Y tế ngày nay đang nhằm vào các mục tiêu tìm cách chữa trị các căn bệnh liên quan tới di truyền gen, bệnh ung thư, bệnh béo phì, tim mạch, mat trí nhớ,. Với việc thâm mỹ đã có sự ra đời của nhiều loại được phẩm chứa các hạt nano dé làm đẹp và bảo vệ da.
Ngoài ra, hiện nay các nhà khoa học đang tìm cách nghiên cứu đưa công nghệ nano vào giải quyết các vấn đề toàn cầu như thực trạng ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Ông cha ta có câu “dan có giảu thi nước mới mạnh” câu nói ay không bao giờ sai, nhưng dân muốn giàu trước tiên phải có sức khỏe tốt, để có sức khỏe tốt thì phải song trong một môi trường trong sạch. Với mong muốn đóng góp một phân công sức nhỏ mang lại một môi trường sống ít ô nhiễm nhất cho con người, cũng như tạo ra những vật liệu mới thay thế những vật liệu cũ, tôi đã chọn dé tài “Tang hợp vật liệu nano từ tính Y ¡.„Ca,FeO;,và khảo sát khả năng hap phụ các ion PbTM của chúng”. ĐẠI CUONG VE VAT LIEU NANO 1.
Một vài khái niệm về vật liệu nano Xu hướng của khoa học ứng dụng hiện nay là tích hợp lại dé nghiên cứu các đối tượng nhỏ bé có kích thước nguyên tử. Hàng ngan năm trước đây, kê từ khi các nhà bác học Hy Lạp xác lập các nguyên tử dau tiên về khoa học, thì các ngành khoa học tập trung thành một môn duy nhất là triết học. Cùng với thời gian, hiểu biết của con người càng tăng lên. Do đó, độ phức tạp cũng tang lên, khoa học được phân thành các ngành khác nhau như toán học, hóa học, sinh học,.
để nghiên cứu các vật thẻ ở cấp độ lớn hơn micromet. Ngày nay, con người bat dau nghiên cứu những vật liệu có kích thước nanomet, những vật liệu này được gọi là vật liệu nano. Chữ nano có nguồn gốc Hy Lạp, được gắn vào trước các đơn vị do dé tạo ra đơn vị đo ước giảm đi một tỷ lần (10°). Ý tưởng co bản vẻ công nghệ nano được đưa ra bởi nhà vật lý người Mỹ RiChard Feynman vào năm 1959, ông cho rằng khoa học đã đi vào chiều sâu của cấu trúc vật chất đến từng phân tử, nguyên tử và sâu hơn nữa.
Nhưng thuật ngữ “công nghệ nano” mới bắt đầu sử dụng vào năm 1974 do Nario Taniguchi một nhà nghiên cứu tại đại học Tokyo sứ dụng dé dé cap kha nang ché tao cấu trúc vi hình của mạch vi điện tử. Vật liệu nano là một thuật ngữ phô biến. tuy nhiên không phải ai cũng có một khái niệm rõ ràng vẻ thuật ngữ đó. Để hiểu rõ khái niệm vật liệu nano, chúng ta cần biết hai khái niệm có liên quan là khoa học nano và công nghệ nano, Theo Viện Hàn lâm Hoàng gia Anh thì: khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng và sự can thiệp vào vật liệu tại các quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử.
Tại các quy mô đó tinh chat của vật liệu khác han với tinh chat của chúng tại các quy mô lớn; công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dang và kích thước trên quy mô nanomct. Ranh giới giữa công nghệ nano và khoa học nano đôi khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng có chung đối tượng là vật liệu nano. Vật liệu nano được hiểu là loại vật liệu trong đó có ít nhất một chiều có kích thước nano mét, kích thước của vật liệu nano trải rộng từ vài nm đến vài trăm nm. Phân loại vật liệu nano: © Phan loại theo trạng thái: Người ta phân loại thành 3 trạng thái ran, lỏng, khí.^ * ^ sa x Puy nhiên hiện nay người ta van tập trung vào nghiên cứu vật liệu ran.
e Phan loại theo hình dáng vật liệu: + Vật liệu nano không chiêu: Cả 3 chiêu đêu có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử như đám nano, hạt nano,.1) + Vật liệu nano một chiều: Là vật liệu trong đó hai chiều có kich thước nano, điện tử được tự do trên một chiều như dây nano, ống nano,.2) + Vật liệu nano hai chiều: Là vật liệu trong đó có một chiều có kích thước nano, hai chiêu tự do như mảng mong,.3) + Ngoài ra còn có vật liệu có cầu trúc nano hay nanocomposite trong đó chi có một phân vật liệu có kích thước nano, hoặc câu trúc của nó có nano không chiêu, một chiều, hai chiêu dan xen lần nhau. Các tính chất vật lý, hóa học của mỗi vật liệu đều có một giới hạn về kích thước, nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này thì tính chat của nó sẽ hoàn toàn bi thay đôi, người ta gọi đó là kích thước tới hạn. Vật liệu nano có những tính chất thú vị bắt nguồn từ kích thước của chúng đủ nhỏ đề có thê so sánh với các kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa lý của vật liệu (bảng 1). Vật liệu nano năm giữa tính chất lượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật liệu.
Ví dụ vật liệu sắt từ được hình thành từ những đômen, trong lòng một démen, các nguyên tử có từ tính sắp xếp song song với nhau nhưng lại không nhat thiệt phải song song với momen từ của một nguyên tử ở đômen khác. Giữa hai đômen có vách chuyền tiếp được gọi là vách đômen. Độ dày của vách đômen phụ thuộc vào bản chất của vật liệu mà có thể dày từ 10 — 100 nm, Nếu vật liệu tạo thành từ các hạt chỉ có kích thước bằng độ day vách đômen thì sẽ có tính chất khác han với tính chất của vật liệu khối vì ảnh hưởng của các nguyên tử ở đômen nảy tác động lên nguyên tử ở đômen khác. Ứng dụng của vật liệu nano e Trong y học + Hạt tải thuốc nano: Được kết hợp với phân tử thuốc ở vỏ hoặc được chứa bên trong hạt (hình 1.
Các vật tải thuốc nano đã được khảo sát và chế tạo từ nhiều năm nay trong đó có lyposome, polymer, hạt xốp ceramic, hạt nano kim loại và gan day 1a ông than nano. Hạt tải thuốc nano được thiết kế ở một kích cỡ tối wu vừa có "bộ cảm ứng” biết cảm nhận, phân biệt tế bào, vừa có “bộ phận đóng mở” biết giữ và nha thuốc ở môi trường có pH hay nhiệt độ thích hợp. Hai yếu tố nôi bật của tế bao ung thư là có nhiệt độ cao hơn và pH biéu thị nhiều tinh axit hơn tế bảo thưởng, vì vậy dé tránh việc tiêu diệt các tế bào thường mà những phương pháp trước đây gặp phải (hình 1. Phan tử thuốc Hình 1.
Cấu tao hat tai nano Hình 1. Cơ chế hoạt động Bảng 1. Do dài tới hạn của mot số tính chất vat liệu Tính chất Độ dài tới hạn (nm) Tính chất điện Quang đường tự do trung bình không đàn hồi | Higuimgduimghim Hiệu ứng ham | ~ era _H⁄=.———Tm—- ee a | rm_ i —| mm— SS xu —_=. ee eevee Ƒ Tn— Miễn dịch Nhận biệt phân tử - 10 + Tao anh sinh học: Hạt nano của một số hợp chất bán dẫn chăng hạn như CdS.
CdSe có đặc tính phát huỳnh quang, một lớp ZnS được phủ lên bề mặt CdSe ngăn chặn sự rò rỉ của Cd. Dựa trên nguyên tắc phát quang theo quy luật lượng tử, hạt nano được chế tạo với nhiều kích cỡ và bể mặt được cải biến với kháng thê hay phân tử sinh học, hạt sẽ kết hợp với nhiều hạt khác nhau và đưới kính hiển vi các tế bào sáng rực như bau trời đầy sao (hình 1.