Tổng hợp và nghiên cứu hạt nano vàng hình sao trên nền polydimethylsiloxane

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài

1.2. Các tính chất của hạt nano vàng

1.3. Phương pháp chế tạo

1.3.1. Phương pháp khử hóa học

1.3.2. Phương pháp khử sinh học

1.3.3. Phương pháp dùng nhiệt

1.3.4. Phương pháp phát triển mầm

1.3.5. Phương pháp không mầm

1.4. Một số ứng dụng của hạt nano vàng

1.4.1. Trong lĩnh vực xúc tác

1.4.2. Trong lĩnh vực điện tử

1.4.3. Trong lĩnh vực y tế

1.5. Cấu trúc của PDMS

1.5.1. Tính chất của PDMS

1.5.2. Ứng dụng của PDMS

1.5.2.1. Trong mỹ phẩm

1.5.2.2. Dùng trong vật liệu cách điện cao áp

1.6. Mục tiêu nghiên cứu

2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1. Hóa chất và thiết bị

2.2. Điều chế nano vàng

2.2.1. Điều chế nano vàng hình sao không có hiện diện của natri citrat

2.2.2. Điều chế nano vàng hình sao có hiện diện của natri citrat

2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ mol ion Cl-/Au

2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ mol AA/Au

2.5. Phủ AuNSs lên polymer PDMS

2.5.1. Khảo sát độ hấp thụ theo thời gian

2.5.2. Nghiên cứu khả năng phân tán của AuNSs-PDMS

2.5.3. Đánh giá khả năng ứng dụng trong cảm biến sinh học

2.5.4. Nghiên cứu ảnh hưởng độ dày đến độ truyền qua của AuNSs-PDMS

2.5.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi đến độ giãn nở AuNSs-PDMS

2.5.6. Nghiên cứu độ nhạy của AuNSs-PDMS trong các dung môi khác nhau

2.6. Kỹ thuật phân tích

2.6.1. Quang phổ hấp thụ UV-Vis

2.6.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)

2.6.3. Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX)

2.6.4. Phổ hồng ngoại (IR)

2.6.5. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

2.6.6. Phần mềm sử dụng

3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. Tổng hợp AuNSs

3.1.1. Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt

3.2. Phân tích EDX

3.3. Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol Cl/Au đến kích thước hạt, hình dạng và tính chất

3.4. Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol AA/Au lên kích thước hạt, hình dạng và tính chất

3.5. Cơ chế quá trình điều chế

3.6. Quá trình phủ AuNSs lên PDMS

3.6.1. Sự kết tụ của AuNSs theo thời gian

3.6.2. Phủ AuNSs lên polymer PDMS

3.6.3. Nghiên cứu khả năng phân tán của AuNSs-PDMS

3.6.4. Kết quả IR và SEM

3.6.5. Đánh giá khả năng ứng dụng trong cảm biến sinh học

3.6.6. Phổ Raman để xác định ảnh hưởng của AuNSs lên độ nhạy của polymer

3.6.7. Ảnh hưởng của độ dày đến độ truyền qua của AuNSs-PDMS

3.6.8. Ảnh hưởng của dung môi đến độ giãn nở AuNSs-PDMS

3.6.9. Độ nhạy của AuNSs-PDMS trong các dung môi khác nhau

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

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.

Luận Văn Thạc Sĩ: Tổng Hợp và Nghiên Cứu Tính Chất Hạt Nano Vàng Hình Sao Trên Nền Polydimethylsiloxane