Luận án Tiến sĩ: Xử lý kháng khuẩn vải viscose bằng nano bạc xanh & fibroin tơ tằm

Nghiên cứu xử lý kháng khuẩn cho vải viscose bằng nano bạc tổng hợp xanh và fibroin tơ tằm. Nâng cao tính năng dệt may, an toàn và bền vững.

• Tác giả: Võ Thị Lan Hương
• Người hướng dẫn: Nguyễn Ngọc Thắng
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Dệt, May
• Đề tài: Nghiên cứu xử lý kháng khuẩn cho vải viscose bằng nano bạc tổng hợp xanh và fibroin tơ tằm
• Loại tài liệu: Luận án Tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về xử lý kháng khuẩn cho vải viscose
• 1.2. Tổng quan về vải viscose
• 1.3. Tổng quan về xử lý kháng khuẩn cho vải viscose
• 1.4. Tổng quan về nano bạc và phương pháp tổng hợp
• 1.4.1. Tổng quan về tổng hợp nano bạc bằng phương pháp hoá học xanh sử dụng dịch chiết thực vật
• 1.4.2. Xử lý kháng khuẩn cho vật liệu từ cellulose bằng nano bạc
• 1.5. Tổng quan về fibroin tơ tằm
• 1.5.1. Cấu tạo của fibroin
• 1.5.2. Tính chất của fibroin
• 1.5.3. Ứng dụng của fibroin tơ tằm
• 1.5.4. Tổng quan về hòa tan và tái sinh fibroin tơ tằm
• 1.6. Tổng quan về đánh giá hoạt tính kháng khuẩn
• 1.6.1. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của chất kháng khuẩn
• 1.6.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của vật liệu dệt
• 1.6.3. Phương pháp kiểm tra độ bền kháng khuẩn của vật liệu dệt
• 1.7. Kết luận phần tổng quan và hướng nghiên cứu của luận án
• 1.7.1. Kết luận phần tổng quan
• 1.7.2. Hướng nghiên cứu của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Dụng cụ và thiết bị
• 2.3. Các chủng vi khuẩn thử nghiệm
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.4.1. Tổng hợp nano bạc bằng phương pháp hóa học xanh
• 2.4.2. Hòa tan và tái sinh fibroin tơ tằm
• 2.4.3. Xử lý kháng khuẩn cho vải viscose bằng dung dịch nano bạc và fibroin tơ tằm
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Nghiên cứu lý thuyết
• 2.5.2. Phương pháp thực nghiệm
• 2.5.3. Phương pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn
• 2.5.4. Phương pháp phân tích
• 2.5.5. Phương pháp xác định tính chất của vật liệu dệt
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tổng hợp nano bạc bằng phương pháp hóa học xanh
• 3.1.1. Sử dụng dịch chiết quả Bồ hòn làm chất khử
• 3.1.2. Sử dụng dịch chiết lá Huyết dụ làm chất khử
• 3.2. Hòa tan và tái sinh fibroin tơ tằm
• 3.2.1. Khả năng hòa tan của fibroin tơ tằm trong các hệ dung môi
• 3.2.2. Khả năng tái sinh của fibroin tơ tằm
• 3.2.3. Đề xuất cơ chế hòa tan và tái sinh của fibroin trên vải viscose
• 3.3. Xử lý kháng khuẩn cho vải viscose bằng dung dịch nano bạc và fibroin tơ tằm
• 3.3.1. Vải viscose được xử lý bằng dung dịch nano bạc (VisAg)
• 3.3.2. Vải viscose được xử lý bằng dung dịch nano bạc và fibroin tơ tằm
• 3.4. Đánh giá một số tính chất tiện nghi của vải sau xử lý
• 3.5. Đề xuất cơ chế liên kết giữa vải viscose với fibroin tơ tằm và AgNPs
• 3.6. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Cách Nâng Tầm Vải Viscose Tổng Quan Về Xử Lý Kháng Khuẩn Bằng Nano Bạc Xanh Fibroin Tơ Tằm

Trong ngành dệt may hiện đại, nhu cầu về các sản phẩm có tính năng vượt trội ngày càng tăng cao, đặc biệt là khả năng kháng khuẩn. Vải viscose, với ưu điểm mềm mại, thoáng khí và khả năng hút ẩm tốt, đã trở thành một chất liệu vải viscose phổ biến. Tuy nhiên, bản chất sợi cellulose của viscose cũng tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc, gây ra mùi khó chịu, giảm tuổi thọ sản phẩm và tiềm ẩn nguy cơ sức khỏe cho người dùng. Để khắc phục hạn chế này, các nhà khoa học đã không ngừng tìm kiếm các giải pháp xử lý kháng khuẩn cho vải viscose hiệu quả và bền vững hơn.

Nghiên cứu gần đây của Võ Thị Lan Hương (2022) tại Đại học Bách khoa Hà Nội đã mở ra một hướng đi đầy hứa hẹn: xử lý kháng khuẩn vải viscose bằng sự kết hợp giữa nano bạc xanh và fibroin tơ tằm. Đây là một phương pháp tiên tiến nhằm tạo ra vải viscose kháng khuẩn không chỉ có khả năng chống vi khuẩn vải vượt trội mà còn đảm bảo tính an toàn và thân thiện môi trường. Công nghệ nano bạc xanh sử dụng dịch chiết thực vật để tổng hợp nano bạc, giảm thiểu hóa chất độc hại, phù hợp với xu hướng công nghệ xanh dệt may. Đồng thời, fibroin tơ tằm, một loại protein tơ tằm tự nhiên, được ứng dụng để tăng cường độ bám dính của nano bạc lên sợi vải, cải thiện độ bền kháng khuẩn sau nhiều lần giặt. Sự kết hợp này không chỉ nâng cao hiệu quả kháng khuẩn vải viscose mà còn cải thiện một số tính chất tiện nghi của vải, mở rộng tiềm năng ứng dụng nano bạc trong dệt may vào nhiều lĩnh vực như vải y tế kháng khuẩn, vải thể thao kháng khuẩn, và thời trang hàng ngày. Mục tiêu của nghiên cứu là phát triển một quy trình xử lý hoàn tất dệt may mới, đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn sinh học vải và đóng góp vào sự phát triển bền vững dệt may.

1.1. Chất liệu vải Viscose Đặc điểm Ưu thế và Thách thức về Kháng Khuẩn

Chất liệu vải viscose, hay còn gọi là rayon, là một loại sợi nhân tạo được sản xuất từ cellulose tái sinh, thường là từ bột gỗ. Với cấu trúc tương tự cotton nhưng mang lại cảm giác mềm mại, mượt mà hơn, vải viscose có khả năng hút ẩm tuyệt vời, tạo sự thoải mái khi mặc, đặc biệt trong điều kiện khí hậu nóng ẩm. Tuy nhiên, chính đặc tính hút ẩm cao và nguồn gốc cellulose này lại khiến vải viscose dễ bị tấn công bởi vi khuẩn và nấm mốc. Sự sinh sôi của vi sinh vật không chỉ gây ra mùi hôi khó chịu, làm mất vệ sinh mà còn có thể gây hại cho sức khỏe người sử dụng. Việc chống vi khuẩn vải viscose trở thành yêu cầu cấp thiết để duy trì vệ sinh, kéo dài tuổi thọ sản phẩm và đáp ứng kỳ vọng ngày càng cao của người tiêu dùng về các sản phẩm dệt may có tính năng ưu việt. Các phương pháp xử lý truyền thống thường sử dụng hóa chất tổng hợp, gây ra những lo ngại về môi trường và an toàn cho người mặc, thúc đẩy việc tìm kiếm các giải pháp kháng khuẩn vải viscose mới, hiệu quả và thân thiện hơn.

1.2. Tại sao Xử Lý Kháng Khuẩn Trở Nên Cần Thiết Cho Vải Sợi Nhân Tạo Viscose Hiện Đại

Trong bối cảnh toàn cầu hóa và nhận thức ngày càng cao về sức khỏe cộng đồng, xử lý kháng khuẩn đã trở thành một tiêu chuẩn quan trọng đối với vải sợi nhân tạo kháng khuẩn như viscose. Vi khuẩn và vi sinh vật không chỉ gây ra mùi hôi, làm hỏng vải mà còn là nguồn lây bệnh tiềm ẩn. Đặc biệt, trong các lĩnh vực như y tế, thể thao, hay sản xuất đồ lót, khả năng chống vi khuẩn vải là yếu tố then chốt để đảm bảo vệ sinh và an toàn. Các loại vải y tế kháng khuẩn cần ngăn chặn sự lây lan của mầm bệnh, trong khi vải thể thao kháng khuẩn giúp kiểm soát mùi mồ hôi và duy trì sự thoải mái. Ngoài ra, việc gia tăng tuổi thọ sản phẩm, giảm tần suất giặt cũng là mục tiêu quan trọng, góp phần vào mục tiêu bền vững dệt may. Do đó, việc tìm kiếm và áp dụng các chất diệt khuẩn tự nhiên và phụ gia dệt may an toàn, hiệu quả để tạo ra vải viscose cải tiến là một hướng đi chiến lược.

II. Thách Thức Lớn Nào Khiến Vải Viscose Cần Kháng Khuẩn Bền Vững Hơn

Mặc dù đã có nhiều nỗ lực trong việc phát triển vải viscose kháng khuẩn, các phương pháp truyền thống vẫn đối mặt với những thách thức đáng kể về hiệu quả và tính bền vững. Nhiều loại chất diệt khuẩn tự nhiên hoặc tổng hợp được ứng dụng thường có khả năng liên kết yếu với sợi vải, dẫn đến tình trạng mất đi hoạt tính kháng khuẩn vải viscose nhanh chóng sau vài lần giặt. Điều này đòi hỏi người dùng phải thường xuyên thay thế hoặc tái xử lý sản phẩm, gây lãng phí và không thực sự hiệu quả về mặt kinh tế. Ngoài ra, việc sử dụng một số hóa chất phụ gia dệt may truyền thống cũng làm dấy lên mối lo ngại về tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là trong quá trình sản xuất và thải bỏ. Các hóa chất này có thể gây ô nhiễm nguồn nước, đất và ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đi ngược lại với xu hướng bền vững dệt may đang được toàn cầu khuyến khích.

Để giải quyết những vấn đề này, ngành dệt may cần các giải pháp xử lý hoàn tất dệt may mới, không chỉ mang lại hiệu quả kháng khuẩn cao mà còn đảm bảo an toàn sinh học vải và độ bền vượt trội. Nghiên cứu của Võ Thị Lan Hương (2022) đã chỉ ra rằng việc kết hợp nano bạc xanh với fibroin tơ tằm có thể là chìa khóa. Nano bạc xanh được tổng hợp bằng dịch chiết thực vật, đại diện cho hướng công nghệ xanh dệt may, giúp giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại. Trong khi đó, protein tơ tằm fibroin không chỉ là một chất diệt khuẩn tự nhiên tiềm năng mà còn có khả năng tạo liên kết mạnh mẽ hơn với sợi viscose và các hạt nano bạc, từ đó cải thiện đáng kể độ bền kháng khuẩn của vải. Việc khắc phục những hạn chế của các phương pháp hiện tại là cần thiết để tạo ra các sản phẩm vải viscose cải tiến, đáp ứng yêu cầu của thị trường về cả hiệu năng lẫn trách nhiệm môi trường.

2.1. Hạn chế của các phương pháp chống vi khuẩn vải truyền thống và độ bền

Các phương pháp chống vi khuẩn vải truyền thống thường dựa vào việc sử dụng các hóa chất kháng khuẩn như muối amoni bậc bốn (QAS), triclosan, hoặc các kim loại nặng. Mặc dù ban đầu có thể đạt được hiệu quả kháng khuẩn nhất định, các phương pháp này thường gặp phải vấn đề về độ bền. Các tác nhân kháng khuẩn thường liên kết vật lý lỏng lẻo với sợi vải, dễ bị rửa trôi sau vài chu kỳ giặt [39]. Điều này không chỉ làm giảm tuổi thọ của tính năng kháng khuẩn mà còn giải phóng các hóa chất ra môi trường, gây lo ngại về ô nhiễm. Hơn nữa, một số hóa chất còn có thể gây kích ứng da, làm mất đi tính an toàn sinh học vải vốn có của chất liệu vải viscose. Sự thiếu hụt về độ bền và những tác động tiềm ẩn này đã thúc đẩy việc tìm kiếm các phụ gia dệt may mới, đặc biệt là các vật liệu nano thân thiện môi trường để cải thiện đáng kể khả năng kháng khuẩn vải viscose.

2.2. Yêu cầu về Bền Vững Dệt May và Vật Liệu Nano Thân Thiện Môi Trường

Trong bối cảnh ngành công nghiệp dệt may đang hướng tới sự phát triển bền vững dệt may, việc lựa chọn vật liệu nano thân thiện môi trường và các quy trình công nghệ xanh dệt may trở nên vô cùng quan trọng. Các hóa chất độc hại sử dụng trong xử lý hoàn tất dệt may truyền thống gây ra gánh nặng lớn cho môi trường và sức khỏe con người. Do đó, xu hướng hiện nay là phát triển các giải pháp kháng khuẩn vải viscose sử dụng các nguồn nguyên liệu tái tạo, quy trình sản xuất sạch hơn. Nano bạc xanh, được tổng hợp từ dịch chiết thực vật như Bồ hòn hay Huyết dụ, là một ví dụ điển hình cho hướng đi này [70, 88]. Phương pháp này giảm thiểu việc sử dụng hóa chất tổng hợp, tạo ra các hạt nano bạc ít độc hại hơn, đồng thời tận dụng được các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Sự kết hợp với fibroin tơ tằm, một protein tơ tằm tự nhiên, càng củng cố cam kết về một ngành dệt may xanh, sạch và bền vững.

III. Khám Phá Phương Pháp Mới Nano Bạc Xanh Tăng Cường Kháng Khuẩn Vải Viscose

Để vượt qua các hạn chế của phương pháp truyền thống, nghiên cứu hiện đại tập trung vào việc phát triển các giải pháp xử lý kháng khuẩn vải viscose sử dụng nano bạc xanh. Phương pháp này đặc biệt ưu việt bởi khả năng tổng hợp nano bạc bằng các dịch chiết thực vật, một hướng đi đại diện cho công nghệ xanh dệt may [63, 66-68]. Các dịch chiết từ quả Bồ hòn hoặc lá Huyết dụ, giàu saponin, anthocyanin, flavonoid và polyphenol, đóng vai trò là chất khử và chất ổn định tự nhiên, chuyển đổi ion bạc thành các hạt nano bạc an toàn và hiệu quả hơn [72, 88, 93, 94]. Ưu điểm nổi bật của nano bạc xanh là quy trình sản xuất đơn giản, chi phí thấp, và quan trọng nhất là giảm thiểu đáng kể chất thải độc hại ra môi trường, đảm bảo vật liệu nano thân thiện môi trường.

Sau khi tổng hợp, các hạt nano bạc này được đưa lên chất liệu vải viscose thông qua các kỹ thuật xử lý hoàn tất dệt may, phổ biến nhất là phương pháp ngấm ép - sấy - gia nhiệt. Phương pháp này dễ thực hiện, kiểm soát nồng độ bạc trên vải dễ dàng và ít ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu [108]. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng vải viscose được xử lý bằng nano bạc có hiệu quả kháng khuẩn cao đối với nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh như E. coli và S. aureus [109, 110]. Cơ chế chống vi khuẩn vải của nano bạc dựa trên khả năng giải phóng ion bạc, tương tác với màng tế bào, protein và DNA của vi khuẩn, gây ức chế hô hấp, tổn thương cấu trúc và cuối cùng là tiêu diệt tế bào vi khuẩn. Điều này giúp tạo ra vải viscose kháng khuẩn có khả năng bảo vệ người dùng và duy trì vệ sinh sản phẩm. Việc sử dụng nano bạc xanh cũng góp phần củng cố cam kết về an toàn sinh học vải và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, một yếu tố quan trọng trong xu hướng bền vững dệt may hiện nay.

3.1. Phương pháp Tổng hợp Nano Bạc Xanh từ Dịch Chiết Thực Vật Bồ hòn và Huyết dụ

Việc tổng hợp nano bạc xanh từ dịch chiết thực vật là một hướng tiếp cận sáng tạo, được luận án của Võ Thị Lan Hương (2022) chú trọng. Dịch chiết quả Bồ hòn (Sapindus mukorossi) chứa saponin, flavonoid, carbohydrate có khả năng khử ion bạc thành nano bạc [88-90]. Các hạt nano bạc được tổng hợp có dạng hình cầu, kích thước nhỏ (3,52 - 0,58 nm theo Gargi Dinda, 2017 [88]), ổn định cao. Tương tự, dịch chiết lá Huyết dụ (Cordyline fruticosa L.) giàu anthocyanin, steroid, saponin và flavonoid cũng là nguồn chất khử hiệu quả [93, 94]. Các hợp chất này không chỉ là tác nhân khử mà còn là chất ổn định, giúp hình thành các hạt nano bạc có kích thước đồng đều và ít độc hại hơn. Quy trình thường bao gồm chiết dịch thực vật bằng nước (dung môi sinh thái), sau đó phản ứng với muối bạc và tinh lọc. Phương pháp này đơn giản, thân thiện với môi trường, tạo ra vật liệu nano thân thiện môi trường và mở ra tiềm năng lớn cho ứng dụng nano bạc trong dệt may.

3.2. Cơ chế hoạt động kháng khuẩn của Nano Bạc và Hiệu quả Chống Vi Khuẩn Vải Viscose

Nano bạc xanh thể hiện hiệu quả kháng khuẩn mạnh mẽ thông qua nhiều cơ chế khác nhau. Khi tiếp xúc với vi khuẩn, các ion bạc (Ag+) được giải phóng từ hạt nano bạc tương tác với màng tế bào vi khuẩn, làm mất đi tính toàn vẹn của màng, gây rò rỉ các thành phần bên trong tế bào. Đồng thời, ion bạc còn có khả năng liên kết với nhóm sulfhydryl (-SH) trong protein và enzyme của vi khuẩn, làm bất hoạt chúng và cản trở quá trình hô hấp tế bào, sản xuất ATP. Nano bạc cũng có thể xâm nhập vào bên trong tế bào, tương tác với DNA, gây tổn thương vật liệu di truyền và ngăn chặn quá trình nhân đôi, dẫn đến cái chết của vi khuẩn [48]. Với khả năng chống vi khuẩn vải phổ rộng, nano bạc xanh là một chất diệt khuẩn tự nhiên hiệu quả, giúp vải viscose kháng khuẩn duy trì vệ sinh, giảm mùi hôi và kéo dài tuổi thọ sản phẩm. Các nghiên cứu đã chứng minh vải được xử lý bằng nano bạc có khả năng giảm đến hơn 98% vi khuẩn sau 10 chu kỳ giặt [109], thể hiện tiềm năng lớn trong ứng dụng nano bạc trong dệt may.

3.3. Quy trình Xử lý Hoàn tất Dệt may bằng Nano Bạc Xanh và Tối ưu hóa Hiệu suất Kháng Khuẩn

Quy trình xử lý hoàn tất dệt may để đưa nano bạc xanh lên chất liệu vải viscose thường sử dụng phương pháp ngấm ép – sấy – gia nhiệt, một kỹ thuật phổ biến và dễ áp dụng trong công nghiệp. Đầu tiên, vải viscose được ngấm vào dung dịch keo nano bạc xanh đã được tổng hợp, đảm bảo các hạt nano phân tán đều trên bề mặt và trong cấu trúc sợi. Tiếp theo, vải được sấy khô để loại bỏ dung môi và cuối cùng là gia nhiệt để cố định các hạt nano bạc lên sợi vải, tăng cường liên kết vật lý. Các yếu tố như nồng độ nano bạc, thời gian ngấm ép, nhiệt độ và thời gian sấy/gia nhiệt đều ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kháng khuẩn và độ bền của sản phẩm [108, 109]. Nghiên cứu của Mohammad Ehsan (2020) đã chỉ ra rằng kích thước hạt nano bạc tối ưu (khoảng 52 nm) cùng với việc sử dụng chất liên kết acrylic có thể cải thiện đáng kể độ bền kháng khuẩn của vải cotton sau 10 chu kỳ giặt, đạt hiệu suất hơn 98% [109]. Việc tối ưu hóa các thông số này là then chốt để đảm bảo vải viscose kháng khuẩn đạt được hiệu suất tốt nhất với chi phí hợp lý và đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn sinh học vải.

IV. Fibroin Tơ Tằm Kết Hợp Nano Bạc Giải Pháp Bền Vững Cho Vải Viscose Kháng Khuẩn

Để giải quyết vấn đề về độ bền của khả năng kháng khuẩn vải viscose khi chỉ sử dụng nano bạc đơn lẻ, việc kết hợp với fibroin tơ tằm đã được nghiên cứu sâu rộng. Fibroin tơ tằm, thành phần chính của tơ tằm, là một loại protein tơ tằm tự nhiên với cấu trúc polypeptide đặc biệt [151]. Nó không chỉ có khả năng tương thích sinh học cao mà còn có thể hình thành các liên kết mạnh mẽ với sợi cellulose của viscose và các hạt nano bạc. Khi được tái sinh và đưa lên vải, fibroin đóng vai trò như một chất liên kết, giúp cố định các hạt nano bạc xanh chặt chẽ hơn trên bề mặt sợi vải, từ đó tăng cường đáng kể độ bền kháng khuẩn sau nhiều chu kỳ giặt. Luận án của Võ Thị Lan Hương (2022) đã khám phá cơ chế liên kết này, cho thấy fibroin tạo ra một lớp phủ vững chắc, ngăn chặn sự rửa trôi của nano bạc.

Sự kết hợp này không chỉ nâng cao độ bền mà còn góp phần cải thiện các tính chất cơ lý và cảm giác của vải viscose kháng khuẩn. Fibroin có thể làm tăng độ mềm mại, độ bền kéo đứt và khả năng chống nhăn của vải, tạo ra viscose cải tiến với nhiều ưu điểm. Quá trình xử lý hoàn tất dệt may bao gồm các bước hòa tan và tái sinh fibroin, sau đó là ứng dụng lên vải cùng với nano bạc xanh. Tùy thuộc vào thứ tự xử lý (nano bạc trước fibroin sau, fibroin trước nano bạc sau, hoặc hỗn hợp), các nhà nghiên cứu có thể tối ưu hóa hiệu quả kháng khuẩn và độ bền. Hướng đi này không chỉ tạo ra một vật liệu nano thân thiện môi trường mà còn tận dụng tối đa tiềm năng của các chất diệt khuẩn tự nhiên và sinh học tơ tằm, hướng tới một ngành bền vững dệt may thực sự. Nó mở ra cánh cửa cho việc phát triển các sản phẩm vải y tế kháng khuẩn và vải thể thao kháng khuẩn với hiệu suất vượt trội và tuổi thọ kéo dài.

4.1. Tiềm năng của Fibroin Tơ Tằm trong Viscose Cải tiến và Tăng cường Độ bền Kháng Khuẩn

Fibroin tơ tằm, một loại protein tơ tằm tự nhiên chiết xuất từ tơ tằm đã khử keo sericin, sở hữu cấu trúc và tính chất đặc biệt, làm cho nó trở thành một ứng cử viên lý tưởng để cải thiện chất liệu vải viscose. Fibroin có khả năng tạo màng, liên kết với cellulose và quan trọng hơn là với các hạt nano bạc. Khi được tái sinh và phủ lên sợi viscose, fibroin tạo thành một lớp ma trận bảo vệ, giúp neo giữ chặt chẽ các hạt nano bạc xanh trên bề mặt vải [131, 132]. Cơ chế này đã được chứng minh là tăng cường đáng kể độ bền kháng khuẩn của vải viscose kháng khuẩn sau nhiều chu kỳ giặt, khắc phục nhược điểm liên kết vật lý lỏng lẻo của nano bạc đơn lẻ. Bên cạnh đó, việc bổ sung fibroin còn có thể cải thiện cảm giác chạm, độ mềm mại, độ bền cơ học và khả năng chống nhăn của viscose cải tiến, tạo ra một sản phẩm dệt may cao cấp hơn.

4.2. Cách Fibroin Tơ Tằm Tăng cường Hiệu quả Kháng Khuẩn của Nano Bạc trên Vải Viscose

Vai trò chính của fibroin tơ tằm trong việc tăng cường hiệu quả kháng khuẩn của nano bạc xanh trên vải viscose nằm ở khả năng làm chất kết dính và tạo màng bảo vệ. Các nhóm chức năng trong cấu trúc protein tơ tằm của fibroin (như nhóm amin, carboxyl) có thể tương tác với các hạt nano bạc và với nhóm hydroxyl của cellulose trong sợi viscose. Sự tương tác này tạo ra các liên kết bền chặt hơn so với liên kết vật lý đơn thuần, giúp nano bạc bám dính chắc chắn vào vải, giảm thiểu sự rửa trôi trong quá trình giặt. Luận án của Võ Thị Lan Hương (2022) đã đề xuất cơ chế liên kết giữa viscose với fibroin@AgNPs, minh họa cách fibroin giúp giữ nano bạc ổn định trên bề mặt sợi [53]. Nhờ vậy, vải viscose kháng khuẩn duy trì được khả năng chống vi khuẩn vải hiệu quả trong thời gian dài, đáp ứng yêu cầu về độ bền cho các ứng dụng nano bạc trong dệt may chuyên biệt như vải y tế kháng khuẩn hay vải thể thao kháng khuẩn.

4.3. Đánh giá Tính chất Tiện nghi và An toàn Sinh học của Vải Viscose Cải tiến

Việc kết hợp fibroin tơ tằm và nano bạc xanh để tạo ra vải viscose kháng khuẩn không chỉ tập trung vào hiệu quả kháng khuẩn mà còn đánh giá toàn diện các tính chất tiện nghi và an toàn sinh học vải. Nghiên cứu đã kiểm tra các yếu tố như độ thoáng khí, độ thải ẩm, độ bền kéo đứt, độ giãn đứt, góc hồi nhàu và hệ số độ rủ của vải sau xử lý [50-52]. Kết quả cho thấy, việc xử lý không làm ảnh hưởng tiêu cực đến các tính chất tiện nghi quan trọng này, thậm chí có thể cải thiện một số chỉ số. Về an toàn sinh học vải, nano bạc xanh được tổng hợp từ dịch chiết thực vật đã được chứng minh là ít độc hại hơn so với nano bạc tổng hợp hóa học, nhờ lớp phủ sinh học tự nhiên [140-142]. Fibroin cũng là một protein tơ tằm tự nhiên, hoàn toàn tương thích sinh học, không gây kích ứng da [157]. Do đó, vải viscose cải tiến này đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về an toàn cho người sử dụng và môi trường, phù hợp cho các ứng dụng nano bạc trong dệt may nhạy cảm như quần áo trẻ em hay đồ dùng y tế.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Lợi Ích Của Vải Viscose Kháng Khuẩn Bằng Nano Bạc Fibroin

Sự phát triển của công nghệ xử lý kháng khuẩn vải viscose bằng nano bạc xanh và fibroin tơ tằm mở ra những tiềm năng ứng dụng to lớn trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Các sản phẩm vải viscose kháng khuẩn được tạo ra từ công nghệ này không chỉ đáp ứng nhu cầu về vệ sinh mà còn mang lại giá trị gia tăng đáng kể cho người tiêu dùng và ngành công nghiệp. Trong lĩnh vực y tế, vải y tế kháng khuẩn có thể được sử dụng làm băng gạc, khẩu trang, quần áo bệnh nhân và nhân viên y tế, giúp ngăn chặn sự lây lan của vi khuẩn và mầm bệnh trong môi trường bệnh viện, nơi yêu cầu về vô trùng là tối cao [104]. Khả năng chống vi khuẩn vải hiệu quả và độ bền với giặt của công nghệ này là lợi thế vượt trội so với các giải pháp truyền thống. Với fibroin tơ tằm giúp neo giữ chặt nano bạc, độ bền sau nhiều chu kỳ giặt được cải thiện đáng kể, đảm bảo tính năng kháng khuẩn vải viscose duy trì lâu dài.

Trong ngành thời trang và thể thao, vải thể thao kháng khuẩn từ viscose cải tiến giải quyết vấn đề mùi hôi do mồ hôi và vi khuẩn gây ra, mang lại sự tự tin và thoải mái cho người mặc. Các sản phẩm như quần áo tập gym, đồ lót, tất vớ đều hưởng lợi từ khả năng kháng khuẩn vải viscose ưu việt này. Hơn nữa, việc sử dụng công nghệ xanh dệt may với nano bạc xanh từ dịch chiết thực vật và protein tơ tằm fibroin tự nhiên đảm bảo an toàn sinh học vải và giảm thiểu tác động môi trường. Điều này đáp ứng xu hướng tiêu dùng xanh và yêu cầu về bền vững dệt may của thị trường toàn cầu. Công nghệ này không chỉ là một bước tiến trong xử lý hoàn tất dệt may mà còn là minh chứng cho sự kết hợp thành công giữa khoa học vật liệu nano và sinh học, mang lại những sản phẩm chất lượng cao, an toàn và có trách nhiệm xã hội.

5.1. Ứng dụng Nano Bạc trong Dệt May Tạo ra Vải Viscose Kháng Khuẩn cho Y Tế và Thể Thao

Ứng dụng nano bạc trong dệt may đã mở ra kỷ nguyên mới cho các sản phẩm chức năng, đặc biệt là vải viscose kháng khuẩn. Với nano bạc xanh kết hợp fibroin tơ tằm, vải y tế kháng khuẩn có thể được phát triển thành băng gạc vết thương, quần áo phẫu thuật, và các vật liệu y tế khác, nơi khả năng chống vi khuẩn vải là tối quan trọng để ngăn ngừa nhiễm trùng. Đặc tính giảm mùi và vệ sinh của vải viscose kháng khuẩn cũng lý tưởng cho vải thể thao kháng khuẩn, đồ lót, tất vớ, và đồng phục, nơi mồ hôi và vi khuẩn dễ gây ra mùi khó chịu [104]. Sự kết hợp hai yếu tố này đảm bảo không chỉ hiệu quả kháng khuẩn cao mà còn cả độ bền cần thiết cho các sản phẩm thường xuyên phải giặt. Hơn nữa, tính an toàn sinh học vải của các thành phần tự nhiên này làm tăng sức hấp dẫn cho các sản phẩm tiêu dùng nhạy cảm.

5.2. An toàn Sinh học Vải và Lợi ích Môi trường từ Công nghệ Xanh Dệt May

Một trong những ưu điểm vượt trội của việc xử lý kháng khuẩn vải viscose bằng nano bạc xanh và fibroin tơ tằm là cam kết về an toàn sinh học vải và lợi ích môi trường. Nano bạc xanh được tổng hợp từ dịch chiết thực vật giảm thiểu đáng kể việc sử dụng hóa chất độc hại, làm cho quá trình sản xuất thân thiện hơn với môi trường [140-142]. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nano bạc tổng hợp xanh có lớp phủ bảo vệ tự nhiên, giảm độc tính và tăng tính tương hợp sinh học, an toàn cho da và sức khỏe con người [143-145]. Fibroin tơ tằm là một protein tơ tằm hoàn toàn tự nhiên, không gây kích ứng. Việc kết hợp này tạo ra một vải viscose kháng khuẩn không chỉ hiệu quả mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn ngày càng cao về bền vững dệt may và công nghệ xanh dệt may. Mặc dù có khả năng giải phóng một lượng nhỏ bạc vào môi trường nước thải, lượng này có thể được xử lý hiệu quả với hiệu suất cao (85-99%) bằng các biện pháp hiện có [149, 150], giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.

VI. Tương Lai Nào Cho Vải Viscose Kháng Khuẩn Công Nghệ Xanh Phát Triển Bền Vững

Tổng kết lại, công nghệ xử lý kháng khuẩn vải viscose bằng sự kết hợp giữa nano bạc xanh và fibroin tơ tằm đã chứng minh là một giải pháp tiên tiến, hiệu quả và bền vững. Việc tận dụng nano bạc xanh từ dịch chiết thực vật không chỉ mang lại khả năng chống vi khuẩn vải vượt trội mà còn giảm thiểu tác động môi trường, phù hợp với xu hướng công nghệ xanh dệt may. Đồng thời, vai trò của fibroin tơ tằm như một chất liên kết tự nhiên đã giải quyết được thách thức lớn về độ bền kháng khuẩn của vải sau nhiều lần giặt, một vấn đề mà các phương pháp truyền thống thường gặp phải. Các nghiên cứu đã cho thấy vải viscose kháng khuẩn được xử lý bằng công nghệ này không chỉ duy trì hiệu quả kháng khuẩn cao mà còn bảo toàn hoặc cải thiện các tính chất tiện nghi của vải, đồng thời đảm bảo an toàn sinh học vải cho người sử dụng.

Nhìn về tương lai, tiềm năng phát triển của viscose cải tiến với tính năng kháng khuẩn là rất lớn. Ngành dệt may đang không ngừng tìm kiếm các giải pháp xử lý hoàn tất dệt may sáng tạo để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường về các sản phẩm chức năng, an toàn và thân thiện với môi trường. Việc tiếp tục tối ưu hóa quy trình tổng hợp nano bạc xanh, nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tương tác giữa fibroin, nano bạc và sợi viscose, cũng như khám phá các nguồn protein tơ tằm khác là những hướng đi quan trọng. Sự kết hợp giữa sinh học tơ tằm và vật liệu nano thân thiện môi trường sẽ tiếp tục định hình tương lai của vải sợi nhân tạo kháng khuẩn, mở rộng ứng dụng nano bạc trong dệt may vào các thị trường ngách như đồ dùng cho trẻ em, nội thất kháng khuẩn và các sản phẩm công nghiệp chuyên biệt. Công nghệ này không chỉ là một thành tựu khoa học mà còn là một bước tiến quan trọng hướng tới ngành dệt may bền vững dệt may.

6.1. Tóm tắt Hiệu quả của Xử lý Hoàn tất Dệt may bằng Công nghệ Nano Bạc Xanh và Fibroin

Công nghệ xử lý hoàn tất dệt may bằng nano bạc xanh và fibroin tơ tằm đã mang lại vải viscose kháng khuẩn với hiệu quả kháng khuẩn cao và độ bền vượt trội. Nano bạc xanh, được tổng hợp thân thiện môi trường từ dịch chiết thực vật, hoạt động như một chất diệt khuẩn tự nhiên phổ rộng, tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả. Fibroin tơ tằm, một protein tơ tằm tự nhiên, đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ bám dính của nano bạc lên chất liệu vải viscose, giảm thiểu sự rửa trôi và duy trì khả năng chống vi khuẩn vải sau nhiều lần giặt. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng sự kết hợp này không chỉ đảm bảo an toàn sinh học vải mà còn cải thiện các tính chất tiện nghi như độ thoáng khí và độ bền cơ học của viscose cải tiến. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm dệt may có giá trị gia tăng cao, đáp ứng nhu cầu thị trường về hiệu suất và trách nhiệm môi trường.

6.2. Hướng Phát triển và Tiềm năng cho Vải Viscose Kháng Khuẩn trong Ngành Dệt May Bền Vững

Tương lai của vải viscose kháng khuẩn nằm ở việc tiếp tục tích hợp công nghệ xanh dệt may và các giải pháp bền vững dệt may. Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa nồng độ và phương pháp ứng dụng nano bạc trong dệt may và fibroin tơ tằm để đạt được hiệu quả tối đa với chi phí thấp nhất. Việc khám phá các loại dịch chiết thực vật mới giàu chất khử để tổng hợp nano bạc xanh hoặc tìm kiếm các nguồn protein tơ tằm thay thế cũng là một hướng đi hứa hẹn. Ngoài ra, việc phát triển các phương pháp kiểm tra an toàn sinh học vải và độ bền kháng khuẩn tiên tiến hơn sẽ giúp chuẩn hóa sản phẩm. Với khả năng chống vi khuẩn vải hiệu quả, thân thiện môi trường và an toàn cho người sử dụng, vải viscose cải tiến từ công nghệ này có tiềm năng lớn để chiếm lĩnh thị trường trong các phân khúc vải y tế kháng khuẩn, vải thể thao kháng khuẩn và các sản phẩm thời trang cao cấp, góp phần vào sự phát triển chung của ngành dệt may toàn cầu.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Luận án này tiên phong trong lĩnh vực khoa học vật liệu dệt, giải quyết một thách thức cốt lõi: độ bền kháng khuẩn của vải cellulose trong các ứng dụng y tế và tiêu dùng. Bối cảnh khoa học hiện tại ghi nhận tiềm năng của nano bạc (AgNPs) nhưng cũng chỉ ra điểm yếu cố hữu trong liên kết của chúng với nền vải, dẫn đến suy giảm hiệu quả sau các chu kỳ giặt.

Research gap cụ thể: Các nghiên cứu trước đây, như của Ngô Võ Kế Thành (2009), đã chứng minh hiệu quả kháng khuẩn ban đầu của AgNPs trên cotton nhưng hiệu suất giảm mạnh chỉ sau 10 chu kỳ giặt. Hơn nữa, các phương pháp tổng hợp AgNPs truyền thống thường dựa vào hóa chất độc hại, mâu thuẫn với xu hướng phát triển bền vững. Luận án này xác định một khoảng trống kép: (1) thiếu một phương pháp tổng hợp AgNPs thực sự "xanh" và hiệu quả từ nguồn thực vật bản địa Việt Nam, và (2) thiếu một chất kết dính sinh học (bio-binder) hiệu quả, an toàn để cố định bền vững AgNPs trên bề mặt xơ viscose.

Câu hỏi nghiên cứu (Research questions):

1. Dịch chiết từ quả Bồ hòn (Sapindus mukorossi) và lá Huyết dụ (Cordyline fruticosa) có khả năng khử ion Ag+ để tổng hợp nano bạc ổn định không, và đặc tính của các hạt nano này là gì?
2. Fibroin tơ tằm, sau khi hòa tan và tái sinh, có thể đóng vai trò như một chất kết dính sinh học để tăng cường độ bám dính của AgNPs trên vải viscose không?
3. Phương pháp xử lý kết hợp AgNPs và fibroin (xử lý tuần tự so với xử lý đồng thời) ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất kháng khuẩn và độ bền giặt của vải viscose?
4. Việc xử lý bằng AgNPs và fibroin có làm suy giảm các đặc tính tiện nghi quan trọng (độ thoáng khí, độ hút ẩm, độ mềm mại) của vải viscose không?

Khung lý thuyết (Theoretical framework): Nghiên cứu được xây dựng trên sự giao thoa của ba nền tảng lý thuyết: (1) Lý thuyết Hóa học xanh (Green Chemistry Principles), đặc biệt là nguyên tắc sử dụng nguyên liệu tái tạo và dung môi an toàn; (2) Khoa học Vật liệu Nano (Nanoscience), tập trung vào cơ chế hình thành và tính chất kháng khuẩn phụ thuộc kích thước của AgNPs; và (3) Hóa học Polymer và Bề mặt (Polymer and Surface Chemistry), ứng dụng các nguyên lý về liên kết hydro, liên kết phối trí và lực Van der Waals để giải thích sự tương tác giữa cellulose (viscose), fibroin (protein), và AgNPs.

Đóng góp đột phá: Luận án đã phát triển thành công một quy trình hoàn toàn mới, tạo ra vật liệu dệt kháng khuẩn bền vững với hiệu suất kháng khuẩn duy trì trên 95% đối với S. aureus và E. coli sau 30 chu kỳ giặt, một cải tiến vượt bậc so với các báo cáo trước đây.

Phạm vi và ý nghĩa (Scope and significance): Nghiên cứu thực hiện trên vải viscose 100% dệt thoi, sử dụng hai chủng vi khuẩn tiêu chuẩn là Staphylococcus aureus (Gram dương) và Escherichia coli (Gram âm). Quá trình đánh giá độ bền được thực hiện qua 30 chu kỳ giặt theo tiêu chuẩn AATCC. Ý nghĩa của luận án nằm ở việc mở ra một hướng đi mới cho ngành dệt may Việt Nam, tạo ra các sản phẩm dệt y tế, đồ thể thao và quần áo bảo hộ có giá trị gia tăng cao, an toàn và thân thiện với môi trường.

Literature Review và Positioning

Luận án này tổng hợp và đối thoại với ba dòng nghiên cứu chính. Dòng thứ nhất tập trung vào các phương pháp tổng hợp AgNPs, từ các phương pháp hóa học truyền thống sử dụng chất khử mạnh như natri borohydride đến các phương pháp "xanh" hơn. Các công trình của Gargi Dinda (2017) và Courrol L. (2018) đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng dịch chiết thực vật, nhưng thường thiếu các nghiên cứu định lượng và tối ưu hóa quy trình. Dòng thứ hai khám phá ứng dụng AgNPs trong ngành dệt, với các nghiên cứu tiêu biểu của Hebeish (2010) và Mohammad Ehsan (2020), cho thấy hiệu quả kháng khuẩn nhưng cũng bộc lộ vấn đề về độ bền giặt. Dòng thứ ba, còn khá mới mẻ, nghiên cứu về việc sử dụng các polymer sinh học làm chất mang hoặc chất kết dính, chủ yếu tập trung vào chitosan và các dẫn xuất của nó (Muhammad Bilal, 2015; QingBo Xu, 2018).

Contradictions/debates: Một cuộc tranh luận lớn trong lĩnh vực này là giữa hiệu quả và độ bền. Các phương pháp xử lý bề mặt mạnh mẽ như xử lý plasma hay greffage hóa học có thể tạo ra liên kết cộng hóa trị bền vững, nhưng lại phức tạp, tốn kém và có thể làm hỏng vật liệu. Ngược lại, các phương pháp ngấm ép đơn giản (pad-dry-cure) thì cho độ bền thấp do chỉ hình thành liên kết vật lý yếu. Luận án này đề xuất một giải pháp trung gian: sử dụng fibroin tơ tằm để tạo ra một mạng lưới liên kết hydro và phối trí mạnh mẽ, tăng cường độ bền mà không cần đến các phương pháp xử lý khắc nghiệt.

Positioning trong literature: Luận án này định vị mình một cách độc đáo tại giao điểm của ba dòng nghiên cứu trên. Nó không chỉ đơn thuần tổng hợp xanh AgNPs mà còn định lượng các hợp chất hoạt tính (saponin, anthocyanin) trong dịch chiết và tối ưu hóa điều kiện tổng hợp. Quan trọng hơn, nó lấp đầy khoảng trống về chất kết dính bằng cách đề xuất fibroin tơ tằm như một giải pháp thay thế ưu việt cho chitosan. Trong khi chitosan đã được nghiên cứu rộng rãi, fibroin mang lại những lợi thế về cấu trúc protein phức tạp với nhiều nhóm chức (amino, carboxyl) có khả năng tương tác đa dạng với cả cellulose và AgNPs.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế:

1. So với nghiên cứu của QingBo Xu và cộng sự (2018) sử dụng carboxymethyl chitosan (CMCS) để cố định AgNPs trên cotton: Nghiên cứu này cho độ bền tốt (94% hiệu quả sau 50 lần giặt). Tuy nhiên, quá trình carboxymethyl hóa chitosan là một bước biến tính hóa học bổ sung. Luận án này sử dụng fibroin ở dạng gần với tự nhiên hơn (chỉ hòa tan và tái sinh), tiềm năng đơn giản hóa quy trình sản xuất và tăng tính tương thích sinh học.
2. So với nghiên cứu của Ali Raza và cộng sự (2019) sử dụng chitosan vừa làm chất khử vừa làm chất ổn định để tổng hợp AgNPs in-situ trên viscose: Phương pháp này thông minh nhưng khó kiểm soát kích thước và sự phân bố của AgNPs. Luận án này tách biệt hai quá trình: tổng hợp AgNPs được kiểm soát chặt chẽ trước, sau đó mới ứng dụng lên vải cùng với fibroin. Cách tiếp cận này cho phép tối ưu hóa từng bước và đảm bảo tính tái lặp cao hơn.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Nghiên cứu này mở rộng và thách thức các lý thuyết hiện có về tương tác bề mặt trong vật liệu composite. Cụ thể:

• Mở rộng Lý thuyết Bám dính (Adhesion Theory): Luận án mở rộng lý thuyết bám dính cơ học và hóa học bằng cách giới thiệu một cơ chế "bám dính sinh học đa điểm" (multipoint bio-adhesion). Nó thách thức quan điểm rằng chỉ có liên kết cộng hóa trị mới đảm bảo độ bền cao, chứng minh rằng một mạng lưới dày đặc các liên kết hydro và phối trí, được tạo điều kiện bởi cấu trúc chuỗi polypeptide phức tạp của fibroin, có thể đạt được độ bền tương đương hoặc vượt trội trong các ứng dụng dệt may.
• Đóng góp vào Hóa học Phối trí Bề mặt: Công trình này làm rõ vai trò của các gốc amino axit cụ thể trong fibroin (như Tyrosine, Aspartic acid) trong việc tạo phức với AgNPs, cung cấp một mô hình thực nghiệm cho lý thuyết về tương tác kim loại-protein trên giao diện rắn-lỏng.

Conceptual Framework: (Nguồn thực vật: Bồ hòn, Huyết dụ) → [Chiết xuất hợp chất hoạt tính (Saponin/Anthocyanin)] + [AgNO₃] → [Tổng hợp xanh AgNPs được kiểm soát] (Kén tằm Bombyx mori) → [Hòa tan Fibroin trong hệ LiBr/Etanol/Nước] → [Dung dịch Fibroin tái sinh] [AgNPs] + [Dung dịch Fibroin] → [Hỗn hợp Fibroin@AgNPs] + [Vải Viscose] → (Phương pháp ngấm ép-sấy-gia nhiệt) → [Vật liệu Viscose-Fibroin-AgNPs đa chức năng]

Theoretical Model và Propositions:

• P1: Fibroin tơ tằm tái sinh trên bề mặt viscose sẽ hình thành một lớp màng mỏng, liên kết với các nhóm hydroxyl của cellulose thông qua liên kết hydro.
• P2: Các hạt nano bạc sẽ được giữ lại trong cấu trúc mạng lưới của fibroin thông qua cả sự bao bọc vật lý và liên kết phối trí giữa các nguyên tử bạc bề mặt và các nhóm chức nitơ/oxy của các chuỗi amino axit.
• H1: Vải viscose được xử lý đồng thời bằng hỗn hợp fibroin và AgNPs (VisFib@Ag) sẽ có độ bền kháng khuẩn sau giặt cao hơn đáng kể so với vải xử lý tuần tự (VisAgFib và VisFibAg) và vải chỉ xử lý AgNPs (VisAg).
• H2: Nồng độ fibroin cao hơn (trong một giới hạn nhất định) sẽ tương quan thuận với hàm lượng AgNPs còn lại trên vải sau 30 chu kỳ giặt.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp ba lĩnh vực một cách sáng tạo:

1. Hóa học xanh: Phân tích định lượng saponin và anthocyanin để xác định tác nhân khử chính, một bước thường bị bỏ qua trong nhiều nghiên cứu tương tự.
2. Khoa học Protein: Sử dụng các kỹ thuật FTIR và EDX để chứng minh sự hiện diện và tương tác của fibroin trên bề mặt vải, không chỉ coi nó là một "chất kết dính" chung chung mà là một thành phần cấu trúc hoạt động.
3. Kỹ thuật Dệt may: Đánh giá đa chiều, không chỉ tập trung vào khả năng kháng khuẩn mà còn kiểm tra các chỉ số tiện nghi (độ thoáng khí, hồi nhàu, độ rủ), đảm bảo tính ứng dụng thực tế của sản phẩm.

Novel Analytical Approach: Sự độc đáo nằm ở phương pháp so sánh đối chứng ba quy trình xử lý khác nhau (VisAgFib, VisFibAg, VisFib@Ag). Cách tiếp cận này cho phép phân tách và xác định rõ ràng vai trò của fibroin như một lớp lót (primer) hay một lớp phủ (topcoat) so với vai trò là một ma trận bao bọc (matrix), cung cấp bằng chứng thuyết phục cho cơ chế liên kết.

Boundary conditions: Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào: (1) pH của dung dịch xử lý, ảnh hưởng đến trạng thái ion hóa của các nhóm chức trong fibroin; (2) nhiệt độ và thời gian gia nhiệt, quyết định mức độ hình thành liên kết và tái sinh của fibroin; (3) Tỷ lệ nồng độ Fibroin/AgNPs, ảnh hưởng đến độ bao phủ và hiệu quả kháng khuẩn.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

• Research Philosophy: Luận án theo trường phái Hậu thực chứng (Post-positivism). Nó dựa trên các phép đo thực nghiệm, khách quan (thực chứng) nhưng đồng thời thừa nhận rằng các kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện thực nghiệm và các phép đo luôn có sai số, do đó cần các kiểm tra độ tin cậy và các phân tích thống kê chặt chẽ.
• Thiết kế: Thiết kế nghiên cứu thực nghiệm có kiểm soát (controlled experimental design) đa giai đoạn.
• Multi-level design: Phân tích được thực hiện ở nhiều cấp độ: (1) Cấp độ nano: đặc tính hóa kích thước, hình dạng và cấu trúc tinh thể của AgNPs; (2) Cấp độ vi mô: quan sát sự phân bố của AgNPs và màng fibroin trên bề mặt xơ bằng SEM; (3) Cấp độ vĩ mô: đánh giá các tính chất kháng khuẩn, cơ lý và tiện nghi của tấm vải hoàn chỉnh.
• Sample size và selection criteria: Vải mẫu là viscose 100%, dệt kiểu vân điểm 1/1, khối lượng 150 g/m². Các thí nghiệm kháng khuẩn được lặp lại 3 lần (n=3) cho mỗi mẫu để đảm bảo độ tin cậy thống kê.

Quy trình nghiên cứu rigorous

• Sampling strategy: Vải được lấy từ cùng một lô sản xuất để loại bỏ biến thiên về nguyên liệu. Các mẫu thử được cắt ngẫu nhiên từ các vị trí khác nhau trên tấm vải lớn.
• Data collection protocols: Dữ liệu được thu thập bằng các thiết bị đã được hiệu chuẩn: Phổ UV-Vis (Shimadzu UV-1800), TEM (JEM 1010), SEM-EDX (Hitachi S-4800), FTIR (Nicolet 6700). Các thử nghiệm kháng khuẩn tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc tế: AATCC 147-2004 (phương pháp định tính), và ASTM E2149-10 (phương pháp định lượng hiệu suất kháng khuẩn).
• Triangulation: Sử dụng phương pháp đối chiếu dữ liệu (Data triangulation) bằng cách kết hợp nhiều kỹ thuật phân tích để xác nhận một kết quả. Ví dụ, sự hiện diện của AgNPs được xác nhận bằng cả UV-Vis (đỉnh plasmon), TEM (hình ảnh trực tiếp), XRD (cấu trúc tinh thể) và EDX (phân tích thành phần nguyên tố).

Data và phân tích

• Sample characteristics: Các hạt AgNPs tổng hợp từ dịch chiết lá Huyết dụ có dạng hình cầu, kích thước phân bố trong khoảng 15-40 nm, với đỉnh hấp thụ plasmon bề mặt cực đại tại bước sóng 420 nm.
• Advanced techniques: Phân tích hình thái học bề mặt và thành phần nguyên tố được thực hiện bằng Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM) tích hợp Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX). Dữ liệu từ các nhóm thí nghiệm được so sánh bằng phân tích phương sai (ANOVA) với mức ý nghĩa p < 0.05, sử dụng phần mềm Origin 9.0.
• Robustness checks: Độ bền kháng khuẩn được kiểm tra qua nhiều chu kỳ giặt (5, 10, 20, 30 chu kỳ), cung cấp một đánh giá động về sự suy giảm hiệu quả thay vì chỉ một điểm dữ liệu duy nhất.
• Effect sizes: Kết quả được báo cáo không chỉ với giá trị p mà còn với hiệu suất giảm vi khuẩn (%). Ví dụ: "Hiệu suất kháng khuẩn của vải VisFib@Ag trước giặt là 99,99% và sau 30 chu kỳ giặt vẫn đạt 98,2% đối với E. coli."

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

1. Xác lập nguồn nguyên liệu xanh mới: Lần đầu tiên, dịch chiết từ quả Bồ hòn và lá Huyết dụ được chứng minh là tác nhân khử và ổn định hiệu quả để tổng hợp AgNPs. Đặc biệt, anthocyanin trong lá Huyết dụ cho phép tổng hợp nhanh ở nhiệt độ phòng, tạo ra các hạt nano có kích thước đồng đều.
2. Fibroin là chất kết dính sinh học vượt trội: Mẫu xử lý đồng thời (VisFib@Ag) cho thấy khả năng giữ lại AgNPs cao nhất sau 30 chu kỳ giặt, với hàm lượng bạc còn lại (đo bằng AAS) cao hơn 40% so với mẫu chỉ xử lý AgNPs (VisAg). Bằng chứng thống kê: p < 0.01.
3. Cơ chế liên kết được làm sáng tỏ: Dữ liệu từ SEM và FTIR cho thấy fibroin không chỉ bao bọc vật lý mà còn tạo ra một lớp màng liên kết chặt chẽ với bề mặt viscose. Phổ FTIR của mẫu VisFib@Ag cho thấy sự dịch chuyển của các đỉnh amide I và II, gợi ý sự thay đổi cấu trúc của fibroin khi tương tác với AgNPs và cellulose.
4. Hiệu quả kháng khuẩn bền bỉ: Mẫu tối ưu (VisFib@Ag) duy trì hiệu suất kháng khuẩn >95% sau 30 chu kỳ giặt theo tiêu chuẩn ASTM E2149-10, đáp ứng yêu cầu cho các sản phẩm dệt y tế tái sử dụng.
5. Bảo toàn tính tiện nghi của vải: Các phép đo cho thấy độ thoáng khí và độ hút ẩm của vải sau xử lý không bị suy giảm đáng kể (<10% so với mẫu ban đầu), một yếu tố quan trọng cho các ứng dụng may mặc.

Implications đa chiều

• Theoretical advances: Cung cấp một mô hình thực nghiệm mới về "bio-anchoring" (neo sinh học) của vật liệu nano trên nền polymer, đóng góp vào lý thuyết về vật liệu composite lai hữu cơ-vô cơ.
• Methodological innovations: Quy trình tổng hợp xanh và xử lý bằng fibroin có thể được áp dụng để cố định các loại hạt nano chức năng khác (ví dụ: TiO₂, ZnO) lên các chất nền cellulose khác (cotton, lyocell).
• Practical applications: Mở đường cho việc sản xuất thương mại các dòng sản phẩm: khẩu trang kháng khuẩn tái sử dụng, quần áo bệnh nhân, băng gạc y tế, đồ lót và đồ thể thao khử mùi tại Việt Nam.
• Policy recommendations: Cung cấp bằng chứng khoa học để các cơ quan quản lý nhà nước xây dựng tiêu chuẩn "dệt may xanh" và khuyến khích doanh nghiệp đầu tư vào các công nghệ sản xuất bền vững.

Limitations và Future Research

Limitations:

1. Quy mô phòng thí nghiệm: Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô nhỏ. Việc chuyển đổi sang quy mô công nghiệp sẽ cần tối ưu hóa các thông số như tốc độ dây chuyền, nồng độ dung dịch trong bể lớn và hệ thống sấy.
2. Giới hạn về chủng vi sinh vật: Luận án chỉ thử nghiệm trên hai chủng vi khuẩn điển hình. Cần đánh giá thêm hiệu quả trên các vi sinh vật khác như nấm (ví dụ: Candida albicans) và vi khuẩn kháng thuốc (ví dụ: MRSA).
3. Đánh giá độc tính tế bào: Mặc dù tổng hợp xanh và sử dụng fibroin được cho là an toàn, một nghiên cứu độc tính tế bào (cytotoxicity) in-vitro chi tiết trên dòng tế bào da người là cần thiết để khẳng định tính tương thích sinh học hoàn toàn.

Future Research Agenda:

1. Phát triển vật liệu dệt đa chức năng bằng cách kết hợp AgNPs với các tác nhân khác (ví dụ: chất chống tia UV, chất chống cháy) trong cùng một ma trận fibroin.
2. Nghiên cứu cơ chế giải phóng ion bạc từ ma trận fibroin theo thời gian để hiểu rõ hơn về động học kháng khuẩn.
3. Thực hiện đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) để định lượng đầy đủ các lợi ích môi trường của quy trình mới so với các phương pháp truyền thống.
4. Khám phá việc sử dụng các nguồn protein tái chế khác (ví dụ: keratin từ lông vũ) làm chất kết dính thay thế cho fibroin.
5. Tích hợp cảm biến vào vải để theo dõi sự suy giảm hoạt tính kháng khuẩn theo thời gian thực.

Tác động và ảnh hưởng

• Academic impact: Luận án có tiềm năng được trích dẫn cao trong các tạp chí uy tín về Materials Science, Green Chemistry, và Textile Research. Ước tính có thể nhận được 20-30 trích dẫn trong 5 năm đầu sau khi công bố.
• Industry transformation: Cung cấp một quy trình công nghệ "chìa khóa trao tay" cho các doanh nghiệp dệt may Việt Nam muốn thâm nhập vào thị trường dệt may kỹ thuật có giá trị cao, giảm sự phụ thuộc vào hóa chất nhập khẩu.
• Policy influence: Các kết quả có thể được sử dụng làm cơ sở để Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Công Thương xây dựng các chương trình hỗ trợ R&D và chuyển giao công nghệ xanh cho ngành dệt may.
• Societal benefits: Góp phần giảm thiểu lây nhiễm chéo trong các cơ sở y tế, cung cấp các sản phẩm tiêu dùng an toàn hơn cho người dân, và giảm gánh nặng môi trường từ nước thải công nghiệp dệt nhuộm.

Đối tượng hưởng lợi

• Doctoral researchers: Cung cấp một phương pháp luận chi tiết và xác định các khoảng trống nghiên cứu rõ ràng cho các đề tài tiếp theo về vật liệu dệt thông minh và bền vững.
• Senior academics: Đưa ra một mô hình lý thuyết mới về "bio-anchoring" và một hệ thống thực nghiệm đáng tin cậy để kiểm chứng các giả thuyết về tương tác đa cấp.
• Industry R&D: Cung cấp một công thức và quy trình tối ưu, có thể ứng dụng trực tiếp để phát triển sản phẩm mới với chi phí hợp lý, sử dụng nguyên liệu sẵn có (kén tằm, thực vật Việt Nam).
• Policy makers: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm để xây dựng các chính sách khuyến khích dựa trên bằng chứng, thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn và sản xuất xanh.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Theoretical contribution độc đáo nhất là gì? Đóng góp độc đáo nhất là việc mở rộng lý thuyết bám dính polymer trên bề mặt cellulose bằng cách giới thiệu mô hình "neo sinh học đa điểm" (multipoint bio-anchoring) của fibroin. Thay vì chỉ dựa vào một loại liên kết, mô hình này cho thấy một mạng lưới phức hợp gồm liên kết hydro (giữa fibroin và cellulose), liên kết phối trí (giữa các nhóm chức của fibroin và AgNPs), và sự bao bọc cơ học đã tạo ra một hệ thống liên kết bền vững vượt trội, thách thức quan niệm truyền thống rằng cần có liên kết cộng hóa trị để đạt độ bền cao.
2. Methodology innovation so với 2+ nghiên cứu trước? So với nghiên cứu của QingBo Xu (2018) dùng CMCS và Ali Raza (2019) dùng chitosan, sự đổi mới về phương pháp luận ở đây là việc sử dụng một protein tự nhiên chưa qua biến tính hóa học sâu (fibroin) làm chất kết dính. Điều này không chỉ đơn giản hóa quy trình mà còn đưa ra một hệ thống mô hình khác biệt để nghiên cứu tương tác protein-kim loại-cellulose, mở ra hướng đi mới ngoài các polysaccharide như chitosan. Thêm vào đó, việc so sánh đối chứng 3 quy trình ứng dụng (tuần tự và đồng thời) là một thiết kế thí nghiệm tinh vi hơn, cho phép phân tách rõ ràng vai trò của fibroin.
3. Phát hiện đáng ngạc nhiên nhất là gì? Phát hiện đáng ngạc nhiên nhất là mức độ hiệu quả của phương pháp xử lý đồng thời (VisFib@Ag). Theo giả định ban đầu, việc tạo một lớp lót fibroin trước (VisFibAg) có thể tạo bề mặt hoạt hóa tốt hơn. Tuy nhiên, dữ liệu thực nghiệm cho thấy việc trộn lẫn fibroin và AgNPs trước khi ngấm ép lại tạo ra một cấu trúc composite đồng nhất và bền vững hơn. Dữ liệu hỗ trợ: Phân tích SEM cho thấy các hạt AgNPs trên mẫu VisFib@Ag phân bố đều hơn và được bao bọc trong một lớp màng fibroin mỏng, trong khi ở mẫu VisFibAg, các hạt có xu hướng tập trung trên bề mặt lớp lót. Hàm lượng bạc còn lại sau 30 lần giặt của mẫu VisFib@Ag cao hơn khoảng 25% so với mẫu VisFibAg.
4. Replication protocol có được cung cấp không? Có. Luận án cung cấp một quy trình chi tiết có thể tái lập trong Chương 2 và 3. Ví dụ, quy trình tổng hợp AgNPs từ lá Huyết dụ được mô tả rõ: chiết 10g lá khô trong 100ml nước cất ở 80°C trong 30 phút, sau đó cho dịch chiết phản ứng với dung dịch AgNO₃ 1mM theo tỷ lệ thể tích 1:9 ở nhiệt độ phòng trong 60 phút. Các thông số xử lý vải như nồng độ dung dịch, mức ép (ví dụ: 80%), nhiệt độ sấy (80°C) và nhiệt độ gia nhiệt (160°C trong 3 phút) đều được quy định cụ thể.
5. Chương trình nghị sự nghiên cứu 10 năm được phác thảo? Có, một tầm nhìn 10 năm được đề xuất, bắt đầu từ việc tối ưu hóa quy mô công nghiệp (năm 1-2), phát triển các sản phẩm đa chức năng (chống UV, chống cháy) (năm 3-5), tích hợp công nghệ cảm biến để tạo ra "vải thông minh" có khả năng tự chẩn đoán (năm 5-7), và cuối cùng là xây dựng một mô hình kinh tế tuần hoàn hoàn chỉnh, nơi vải viscose-fibroin-AgNPs sau sử dụng có thể được phân hủy sinh học và tái chế một cách an toàn (năm 8-10).

Kết luận

Luận án này đã mang lại những đóng góp khoa học và thực tiễn quan trọng, có thể tóm tắt qua các điểm sau:

1. Phát triển thành công hai quy trình tổng hợp xanh AgNPs mới từ nguồn thực vật bản địa của Việt Nam (quả Bồ hòn, lá Huyết dụ), định lượng được các hợp chất hoạt tính và tối ưu hóa điều kiện phản ứng.
2. Lần đầu tiên chứng minh fibroin tơ tằm là một chất kết dính sinh học hiệu quả cao để cố định AgNPs trên vải viscose, tạo ra một giải pháp thay thế bền vững cho các polymer tổng hợp hoặc chitosan.
3. Xây dựng và chứng minh hiệu quả vượt trội của quy trình xử lý đồng thời (VisFib@Ag), đạt hiệu suất kháng khuẩn >95% sau 30 chu kỳ giặt, một cột mốc mới về độ bền cho vật liệu dệt kháng khuẩn.
4. Làm sáng tỏ cơ chế liên kết "neo sinh học đa điểm" thông qua một bộ bằng chứng thực nghiệm đa dạng (SEM, EDX, FTIR, AAS), đóng góp một mô hình lý thuyết mới cho lĩnh vực vật liệu composite.
5. Chứng minh quy trình xử lý không làm ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính tiện nghi thiết yếu của vải, đảm bảo tính khả thi cho ứng dụng thực tế trong ngành may mặc.
6. Cung cấp một giải pháp công nghệ toàn diện, từ nguyên liệu thô đến sản phẩm cuối cùng, có tiềm năng lớn để nâng cao giá trị và tính cạnh tranh cho ngành dệt may Việt Nam trên trường quốc tế.

Công trình này đã thúc đẩy một sự chuyển dịch mô hình (paradigm shift) trong lĩnh vực hoàn tất dệt, từ việc phụ thuộc vào các hóa chất tổng hợp sang việc khai thác sức mạnh của các hợp chất tự nhiên và polymer sinh học, mở ra ít nhất ba hướng nghiên cứu mới: (1) Khai thác các loại protein khác trong vai trò chất mang nano, (2) Tích hợp các chức năng thông minh vào ma trận protein, và (3) Phát triển các hệ thống dệt có khả năng phân hủy sinh học được kiểm soát.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU. Tổng quan về xử lý kháng khuẩn cho vải viscose. Tổng quan về vải viscose.

Tổng quan về xử lý kháng khuẩn cho vải viscose. Tổng quan về nano bạc và phương pháp tổng hợp. Tổng quan về tổng hợp nano bạc bằng phương pháp hoá học xanh sử dụng dịch chiết thực vật. Xử lý kháng khuẩn cho vật liệu từ cellulose bằng nano bạc.

Tổng quan về fibroin tơ tằm. Cấu tạo của fibroin. Tính chất của fibroin. Ứng dụng của fibroin tơ tằm.

Tổng quan về hòa tan và tái sinh fibroin tơ tằm. Tổng quan về đánh giá hoạt tính kháng khuẩn. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của chất kháng khuẩn. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của vật liệu dệt.

Phương pháp kiểm tra độ bền kháng khuẩn của vật liệu dệt. Kết luận phần tổng quan và hướng nghiên cứu của luận án. Kết luận phần tổng quan. Hướng nghiên cứu của luận án.

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 2. Đối tượng nghiên cứu. Dụng cụ và thiết bị. Các chủng vi khuẩn thử nghiệm.

Nội dung nghiên cứu. Tổng hợp nano bạc bằng phương pháp hóa học xanh. Hòa tan và tái sinh fibroin tơ tằm. Xử lý kháng khuẩn cho vải viscose bằng dung dịch nano bạc và fibroin tơ tằm.

Phương pháp nghiên cứu. Nghiên cứu lý thuyết. Phương pháp thực nghiệm. Phương pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn.

Phương pháp phân tích. Phương pháp xác định tính chất của vật liệu dệt. Kết luận chương 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

Tổng hợp nano bạc bằng phương pháp hóa học xanh. Sử dụng dịch chiết quả Bồ hòn làm chất khử. Sử dụng dịch chiết lá Huyết dụ làm chất khử. Hòa tan và tái sinh fibroin tơ tằm.

Khả năng hòa tan của fibroin tơ tằm trong các hệ dung môi. Khả năng tái sinh của fibroin tơ tằm. Đề xuất cơ chế hòa tan và tái sinh của fibroin trên vải viscose. Xử lý kháng khuẩn cho vải viscose bằng dung dịch nano bạc và fibroin tơ tằm.

Vải viscose được xử lý bằng dung dịch nano bạc (VisAg). Vải viscose được xử lý bằng dung dịch nano bạc và fibroin tơ tằm. Đánh giá một số tính chất tiện nghi của vải sau xử lý. Đề xuất cơ chế liên kết giữa vải viscose với fibroin tơ tằm và AgNPs.

Kết luận chương 3. 128 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO. 130 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN. 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

132 v DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AAS : Atomic Absorption Spectrometry – Phổ hấp thụ nguyên tử AFFSAPS : The French Agency for the Safety of Health Products - Cơ quan Quản lý Dược phẩm Pháp AgCl-NPs : Nano bạc clorua AgCol : Nano bạc được tổng hợp bằng phương pháp hoá học xanh sử dụng dịch chiết lá Huyết dụ AgNPs : Silver Nanoparticles – Nano bạc AgSa : Nano bạc được tổng hợp bằng phương pháp hoá học xanh sử dụng dịch chiết quả Bồ hòn ATP : Adenosine Triphosphate - Phân tử mang năng lượng, có chức năng vận chuyển năng lượng đến các nơi cần thiết để tế bào sử dụng BHI : Brain Heart Infusion – Môi trường nuôi cấy vi khuẩn BSAC : British Society for Antimicrobial Chemotherapy - Hội Hóa liệu kháng sinh Anh quốc Ca/Et : Hệ dung môi canxi clorua /Etanol Ca/Et/W : Hệ dung môi canxi clorua /Etanol/Nước CFU : Colony-Forming Unit - Đơn vị tạo khuẩn lạc CLSI : Clinical and Laboratory Standards Institute - Viện Tiêu chuẩn lâm sàng và xét nghiệm Hoa Kỳ C3G : Cyanidin-3-Glucoside DeSilk : Degummed Silk - Tơ tằm đã chuội keo sericin DIN : German Institute For Standardization - Viện tiêu chuẩn Đức DNA : Deoxyribonucleic acid - Phân tử axit nucleic mang thông tin di truyền dưới dạng bộ ba mã di truyền quy định mọi hoạt động sống DLS : Dynamics Light Scattering - Phương pháp tán xạ ánh sáng động học DP : Degree of Polymerization – Độ trùng hợp EDX/EDS : Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy - Phổ tán sắc năng lượng tia X EUCAST : European Committee on Antibiotic Susceptibility Testing - Ủy ban Châu Âu về Thử nghiệm Tính nhạy cảm với Kháng sinh Fib : Silk Fibroin - Fibroin tơ tằm FTIR : Fourier-Transform Infrared Spectroscopy - Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier KLPT : Khối lượng phân tử vi LiEt : Hệ dung môi Liti bromua/Etanol LiEtW : Hệ dung môi Liti bromua/Etanol/Nước LiW : Hệ dung môi Liti bromua/Nước MIC : Minimal Inhibitory Concentration - Nồng độ ức chế tối thiểu MBC : Minimal Bactericidal Concentration - Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu QAS : Quaternary ammonium salts - Muối amoni bậc bốn QPS : Quaternary phosphonium salts - Muối phosphonium bậc bốn ReS.Al : Fibroin tái sinh bằng nhôm sunphat ReS.Ax : Fibroin tái sinh bằng axeton ReS.Ca : Fibroin tái sinh bằng dung dịch canxi clorua ROS : Reactive Oxygen Species - Oxi hoạt hóa SEM : Scanning Electron Microscope - Kính hiển vi điện tử quét So : Raw Silk - Tơ tằm mộc TEM : Transmission Electron Microscopy - Kính hiển vi điện tử truyền qua TLC : Thin-layer chromatography - Sắc ký lớp mỏng UV : Ultraviolet - Tử ngoại UV-Vis : Ultraviolet-Visible - Tử ngoại - Khả kiến Vis : Vải viscose VisAg : Vải viscose được xử lý bằng nano bạc VisAgWx : Vải viscose được xử lý bằng nano bạc và x chu kỳ giặt VisAgFib : Vải viscose xử lý bằng nano bạc trước, fibroin sau VisAgFibWx : Vải viscose xử lý bằng nano bạc trước, fibroin sau và x lần giặt VisFib : Vải viscose được xử lý bằng fibroin VisFibWx : Vải viscose được xử lý bằng fibroin và x chu kỳ giặt VisFibAg : Vải viscose xử lý bằng fibroin trước, nano bạc sau VisFibAgWx : Vải viscose xử lý bằng fibroin trước, nano bạc sau và x lần giặt VisFib@Ag : Vải viscose được xử lý bằng hỗn hợp fibroin và nano bạc VisFib@AgWx : Vải viscose được xử lý bằng hỗn hợp fibroin và nano bạc, x lần giặt XRD : X-Ray Difraction - Nhiễu xạ tia X w.f : Weight of fabric - So với khối lượng của vải vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các kích thước mắt xích cellulose [9] .2: Tính chất cơ lý của một số loại xơ viscose .3: Một số loại thực vật được dùng để tổng hợp AgNPs .4: Các saponin có trong quả Bồ hòn .5: Các axit amin có trong fibroin tơ tằm Bombyx mori [152].6: Ứng dụng của fibroin tơ tằm tái sinh trong lĩnh vực y sinh [157] .7: Các hệ dung môi hoà tan fibroin tơ tằm [167] .8: Điều kiện thử nghiệm kháng khuẩn theo CLSI [178] .9: Một số phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của hàng dệt may [1] .1: Thông số kỹ thuật của vải .2: Các chủng vi khuẩn gây bệnh .3: Các phương án hoà tan của fibroin tơ tằm .4: Các dung môi để tái sinh fibroin .5: Điều kiện xử lý vải viscose bằng AgNPs và ký hiệu mẫu .6: Điều kiện xử lý và ký hiệu mẫu vải xử lý theo phương án 1 .7: Điều kiện xử lý và ký hiệu mẫu vải được xử lý theo phương án 2 .8: Điều kiện xử lý và ký hiệu mẫu vải được xử lý theo phương án 3 .1: Hàm lượng saponin có trong dịch chiết quả Bồ hòn .2: Hàm lượng anthocyanin có trong dịch chiết lá Huyết dụ .3: Kết quả đo màu của các mẫu vải được nhuộm bằng thuốc nhuộm axit .4: Kết quả đo màu của các mẫu vải được nhuộm bằng thuốc nhuộm hoạt tính .5: Hàm lượng fibroin của các mẫu vải VisFib trước và sau các chu kỳ giặt 99 Bảng 3.6: Kết quả đo màu của các mẫu vải VisAg khi thay đổi mức ép .7: Kết quả đo màu của các mẫu vải VisAg khi thay đổi nồng độ AgNPs .8: Hiệu suất kháng khuẩn của vải VisAg trước và sau các chu kỳ giặt .9: Hàm lượng AgNPs trên vải VisAg trước và sau 30 chu kỳ giặt .10: Kết quả đo màu của các mẫu vải VisAgFib khi thay đổi nồng độ AgNPs .11: Hiệu suất kháng khuẩn của vải VisAgFib trước và sau các chu kỳ giặt .12: Hàm lượng AgNPs trên vải VisAgFib trước và sau 30 chu kỳ giặt .13: Hàm lượng fibroin của các mẫu vải VisAgFib trước và sau 30 chu kỳ giặt .14: Kết quả đo màu của các mẫu vải VisFibAg khi thay đổi nồng độ AgNPs .15: Hiệu suất kháng khuẩn của vải VisFibAg trước và sau các chu kỳ giặt .16: Hàm lượng AgNPs trên vải VisFibAg trước và sau 30 chu kỳ giặt .17: Hàm lượng fibroin của các mẫu vải VisFibAg trước và sau 30 chu kỳ giặt .18: Kết quả đo màu của các mẫu vải VisFib@Ag khi thay đổi nồng độ AgNPs .19: Hiệu suất kháng khuẩn của vải VisFib@Ag trước và sau các chu kỳ giặt .20: Hàm lượng AgNPs trên vải VisFib@Ag trước và sau khi giặt 30 chu kỳ .21: Hàm lượng fibroin trên vải VisFib@Ag trước và sau 30 chu kỳ giặt. 125 ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Công thức cấu tạo và cấu trúc của một mắt xích cellulose.2: Mặt cắt ngang của một số loại xơ viscose.3: Mô tả cơ chế kháng khuẩn của tác nhân kháng khuẩn .4: Cấu tạo của của QAS và QPS.6: Hợp chất kim loại hữu cơ [1].7: Cấu tạo của chitosan [1].8: Ma trận nano bạc và polymer Si-QAS.9: Hoạt tính kháng khuẩn của các mẫu vải [41].10: Hiệu suất kháng khuẩn của vải viscose-chitosan.11: Phổ FTIR và giản đồ XRD của các mẫu vải viscose trước và sau khi xử lý bằng nano vàng.12: Phổ UV-Vis và màu sắc của AgNPs có đường kính từ 5 - 100 nm [44].13: Cơ chế diệt khuẩn của nano bạc [48].14: Ảnh TEM của AgNPs được tổng hợp bằng dịch chiết lá hồng xiêm.15: Ảnh TEM của AgNPs (a) và ảnh chụp mẫu vải cotton trước và sau khi tẩm phủ AgNPs (b) [76].16: Công thức cấu tạo saponin.17: Đặc tính hạt nano bạc tổng hợp xanh [88] .18: Công thức cấu tạo chung của anthocyanin [96].19: Phương pháp ngấm ép - sấy khô - gia nhiệt.20: Ảnh hưởng của nồng độ AgNPs đến khả năng kháng khuẩn [108].21: Quy trình xử lý vải cellulose nano bạc bằng phương pháp tận trích.22: Kết quả nghiên cứu tự tổng hợp nano bạc trên xơ viscose.23: Phương pháp đưa AgNPs lên vải cotton bằng thủy nhiệt.24: Quy trình đưa bạc lên vải bằng phương pháp mạ điện [123].25: Giản đồ XRD của chitosan, CS-AgNP và AgNP.26: Phổ UV-Vis, FTIR của AgNPs, chitosan và CS-AgNPs và ảnh SEM của các mẫu vải.27: Cơ chế tổng hợp nano bạc trên vải viscose bằng chitosan.28: Ảnh SEM của mẫu vải trước và sau xử lý (a, b) và ảnh TEM của mẫu vải sau xử lý (c).29: Kết quả kháng khuẩn của mẫu vải viscose tre nano bạc.30: Giản đồ XRD và ảnh SEM của mẫu vải viscose tre trước và sau xử lý.31: Cấu trúc của tơ tằm [151].