I. Tổng quan về hạt nano vàng và polydimethylsiloxane
Hạt nano vàng (AuNPs) là vật liệu nano có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như y sinh, điện tử và cảm biến sinh học. Polydimethylsiloxane (PDMS) là một loại polymer được sử dụng rộng rãi do tính chất cơ học và quang học tốt. Sự kết hợp giữa hạt nano vàng hình sao (AuNSs) và PDMS tạo ra vật liệu composite có tiềm năng ứng dụng cao trong cảm biến sinh học. Nghiên cứu này tập trung vào việc tổng hợp và nghiên cứu tính chất của AuNSs trên nền PDMS, nhằm tạo ra vật liệu có độ nhạy cao và khả năng tương thích sinh học tốt.
1.1. Tính chất của hạt nano vàng
Hạt nano vàng có các tính chất quang học, điện tử và xúc tác đặc biệt, phụ thuộc vào hình dạng và kích thước. Hạt nano vàng hình sao (AuNSs) có cấu trúc bất đối xứng, tạo ra hiệu ứng plasmon bề mặt mạnh, giúp tăng cường độ nhạy trong các ứng dụng cảm biến. Nghiên cứu này tập trung vào việc điều chế AuNSs bằng phương pháp thân thiện với môi trường, không sử dụng các chất độc hại.
1.2. Ứng dụng của polydimethylsiloxane
Polydimethylsiloxane (PDMS) là vật liệu polymer có độ trong suốt cao, khả năng đàn hồi tốt và tương thích sinh học. PDMS được sử dụng rộng rãi trong chế tạo cảm biến sinh học do tính chất cơ học và quang học ưu việt. Nghiên cứu này kết hợp AuNSs với PDMS để tạo ra vật liệu composite có độ nhạy cao và khả năng ứng dụng trong y sinh.
II. Phương pháp tổng hợp và nghiên cứu hạt nano vàng hình sao
Nghiên cứu này sử dụng phương pháp tổng hợp hạt nano vàng hình sao (AuNSs) không sử dụng chất hoạt động bề mặt độc hại. Quy trình tổng hợp bao gồm hai giai đoạn chính: điều chế AuNSs và phủ AuNSs lên nền PDMS. Các kỹ thuật phân tích như SEM, TEM, UV-Vis và IR được sử dụng để đánh giá tính chất của vật liệu composite.
2.1. Điều chế hạt nano vàng hình sao
Quy trình điều chế AuNSs được thực hiện bằng phương pháp không sử dụng natri citrat, giúp tăng độ nhạy và giảm tạp chất. Các tỉ lệ mol Cl/Au và AA/Au được khảo sát để tối ưu hóa quá trình tổng hợp. Kết quả cho thấy, AuNSs được điều chế có đỉnh hấp thụ cực đại ở bước sóng dài hơn và độ nhạy cao hơn.
2.2. Phủ hạt nano vàng lên nền PDMS
Sau khi tổng hợp, AuNSs được phủ lên nền PDMS và khảo sát khả năng phân tán. Kết quả SEM và TEM cho thấy, sau 2 giờ, AuNSs đã phân tán đều trên nền PDMS. Vật liệu composite AuNSs-PDMS có độ nhạy cao và khả năng ứng dụng trong cảm biến sinh học.
III. Ứng dụng của vật liệu AuNSs PDMS trong cảm biến sinh học
Vật liệu AuNSs-PDMS được đánh giá về khả năng ứng dụng trong cảm biến sinh học. Các tính chất như độ nhạy, độ truyền qua và khả năng tương thích với dung môi được khảo sát. Kết quả cho thấy, vật liệu này có tiềm năng lớn trong việc phát hiện các phân tử sinh học và ứng dụng trong y tế.
3.1. Độ nhạy và độ truyền qua
Vật liệu AuNSs-PDMS có độ nhạy cao và độ truyền qua tốt trong vùng UV-Vis, phù hợp cho các ứng dụng cảm biến sinh học. Kết quả UV-Vis cho thấy, vật liệu này có khả năng phát hiện các phân tử sinh học với độ nhạy cao.
3.2. Khả năng tương thích với dung môi
Vật liệu AuNSs-PDMS được khảo sát về khả năng tương thích với các dung môi khác nhau. Kết quả cho thấy, vật liệu này có độ giãn nở thấp và độ nhạy cao trong các dung môi, phù hợp cho các ứng dụng trong y sinh.
