I. Tổng quan về vật liệu nanocomposite
Vật liệu nanocomposite bạc trên cơ sở graphene oxit (Ag/GO) đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu nhờ vào khả năng ứng dụng trong lĩnh vực kháng khuẩn. Vật liệu nanocomposite được tạo ra từ sự kết hợp giữa nanosilver và graphene, giúp cải thiện tính chất kháng khuẩn và độ bền của sản phẩm. Việc sử dụng graphene oxit làm nền tảng cho việc tổng hợp vật liệu nano không chỉ mang lại hiệu quả cao trong việc kháng khuẩn mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Theo nghiên cứu, tính năng kháng khuẩn của Ag/GO được cải thiện nhờ vào khả năng phân tán tốt và diện tích bề mặt lớn của graphene. Điều này cho phép nanosilver hoạt động hiệu quả hơn trong việc tiêu diệt vi khuẩn. Sự kết hợp này không chỉ mang lại lợi ích về mặt hiệu suất mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn an toàn và hiệu quả.
1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
Nghiên cứu về vật liệu kháng khuẩn từ nanocomposite bạc và graphene oxit đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới. Nhiều công trình đã chỉ ra rằng vật liệu nano có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống. Tại Việt Nam, các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào việc phát triển vật liệu kháng khuẩn từ Ag/GO với mục tiêu ứng dụng trong y tế và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Các nghiên cứu này không chỉ khẳng định tính khả thi của vật liệu nanocomposite mà còn mở ra cơ hội cho việc ứng dụng trong các lĩnh vực khác như nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm. Sự phát triển này phản ánh nhu cầu ngày càng cao về các sản phẩm an toàn và hiệu quả trong việc phòng ngừa bệnh tật.
II. Phương pháp tổng hợp vật liệu nanocomposite
Phương pháp tổng hợp vật liệu nanocomposite bạc từ graphene oxit được thực hiện thông qua quy trình đồng kết tủa, sử dụng nanocellulose làm chất khử. Quy trình này không chỉ đơn giản mà còn thân thiện với môi trường, giúp giảm thiểu các hóa chất độc hại. Các yếu tố như tỷ lệ AgNO3 và nanocellulose, nhiệt độ và thời gian phản ứng được tối ưu hóa để đạt được vật liệu nano với đặc tính kháng khuẩn tốt nhất. Kết quả cho thấy rằng việc điều chỉnh các điều kiện phản ứng có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và tính chất của Ag/GO. Các phương pháp phân tích hiện đại như FTIR, XRD, và FESEM được sử dụng để xác định đặc trưng của vật liệu nanocomposite. Những nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin quý giá về quá trình tổng hợp mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn hiệu quả.
2.1. Đặc trưng của vật liệu Ag GO
Đặc trưng của vật liệu nanocomposite bạc trên cơ sở graphene oxit được phân tích thông qua nhiều phương pháp khác nhau. FTIR cho thấy sự hiện diện của các nhóm chức năng đặc trưng, trong khi XRD cung cấp thông tin về cấu trúc tinh thể của Ag/GO. Kính hiển vi điện tử quét (FESEM) cho phép quan sát hình dạng và kích thước của các hạt nanosilver phân tán trên bề mặt graphene. Kết quả cho thấy rằng Ag/GO có khả năng phân tán tốt, giúp tăng cường hiệu quả kháng khuẩn. Những đặc trưng này không chỉ khẳng định tính khả thi của phương pháp tổng hợp mà còn mở ra cơ hội cho việc ứng dụng trong các sản phẩm kháng khuẩn trong tương lai.
III. Ứng dụng kháng khuẩn của vật liệu Ag GO
Vật liệu Ag/GO được ứng dụng rộng rãi trong việc chế tạo vải kháng khuẩn. Vải acrylic (AF) được phủ bằng huyền phù Ag/GO thông qua phương pháp phủ nhúng. Nghiên cứu cho thấy rằng khả năng kháng khuẩn của vải Ag/GO/AF phụ thuộc vào nồng độ Ag/GO và số lần nhúng. Các thử nghiệm kháng khuẩn được thực hiện với hai chủng vi khuẩn Gram âm và Gram dương, cho thấy vật liệu nanocomposite này có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả. Việc biến tính bề mặt vải bằng axit stearic (SA) cũng được khảo sát nhằm tăng cường khả năng kháng khuẩn. Kết quả cho thấy rằng Ag/GO/AF−SA có khả năng kháng khuẩn tốt hơn so với vải chưa được biến tính. Những phát hiện này không chỉ khẳng định tính hiệu quả của vật liệu nanocomposite mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn trong ngành dệt may.
3.1. Cơ chế kháng khuẩn của vải Ag GO AF
Cơ chế kháng khuẩn của vải Ag/GO/AF được giải thích thông qua sự tương tác giữa nanosilver và vi khuẩn. Nanosilver có khả năng phá hủy màng tế bào vi khuẩn, dẫn đến sự chết của vi khuẩn. Bên cạnh đó, graphene cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường khả năng kháng khuẩn nhờ vào diện tích bề mặt lớn và khả năng hấp thụ vi khuẩn. Nghiên cứu cho thấy rằng sự kết hợp giữa Ag và GO không chỉ cải thiện tính kháng khuẩn mà còn giúp tăng cường độ bền của vải. Những phát hiện này mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn an toàn và hiệu quả trong tương lai.
