Luận Văn Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bạc trong môi trường glycerin và sản phẩm ứng dụng

PHẦN MỞ ĐẦU
ã Lý do chọn đề tài
Ngày nay công nghệ nano phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: y học, sinh học, công nghệ xúc tác, công nghệ thông tin, xúc tác, quang học, dệt may, mỹ phẩm trong đó công nghệ nano bạc được các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm.
Nano bạc có rất nhiều tính chất khác hẳn với bạc khối như tính chất quang, từ, điện nhưng đặc trưng nhất của nano bạc là tính kháng khuẩn. Nano bạc có khả năng giết chết hơn 650 loại vi khuẩn khác nhau chỉ trong vòng một phút. Tất cả các vi khuẩn không bị lờn với kháng sinh bạc và vì thế, các hạt nano bạc không bị mất tác dụng. Ngoài ra, các hạt nano bạc cũng sẽ giúp tạo ra các oxygen hoạt tính từ trong không khí hoặc từ trong nước và từ đó phá hủy các màng tế bào của vi khuẩn. Các hạt nano bạc đã được đưa vào mọi chất dẻo và ứng dụng khá rộng rãi trong đời sống.
Nano bạc được đưa vào các polymer như polyetylen (PE), polypropylen (PP), các loại giấy, vải có khả năng giết chết ba loại vi khuẩn: tụ cầu khuẩn vàng, Bacillus pneumoniae và E. Coli. Có rất nhiều cách tổng hợp ra nano bạc như: phương pháp vi sóng, phương pháp khử sinh học, phương pháp hoá lý trong đó phương pháp phân huỷ nhiệt phức chất oxalat bạc nhằm tạo ra các hạt nano bạc là phương pháp mới áp dụng nhưng đã có
hiệu quả khá cao. Nano bạc tạo ra từ phương pháp này có độ sạch khá cao, do khí CO2 được thoát ra dễ dàng, không lẫn bất kỳ một tạp chất nào. Hơn nữa, trong dung dịch keo nano bạc hoàn toàn không có sự hiện diện của ion Ag+ nên màu sắc của các sản phẩm ứng dụng các dung dịch này không bị ảnh hưởng.
Dung dịch keo nano bạc được điều chế trong điều kiện hoá học xanh với tiền chất oxalate bạc, chất bảo vệ là polyvinyl pyroidone (PVP) trong môi trường glycerine có sự hỗ trợ của nhiệt vi sóng. Đây là một phương pháp khá tiện lợi, đơn giản, thời gian phản ứng nhanh. Từ những ưu điểm của nano bạc cũng như tính hữu ích, sự khác biệt của phương pháp phân hủy nhiệt so với phương pháp khác đã thúc đẩy cho chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bạc trong môi trường glycerin và sản phẩm ứng dụng” làm đề tài nghiên cứu khoa học.


Tổng quan về lịch sử nghiên cứu của đề tài
Ngày nay trên thế giới cũng như trong nước, khoa học và công nghệ nano đang phát triển rất mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành khoa học khác nhau như điện tử, vật lý, hóa học, sinh học, y học, môi trường .trong đó nổi bật là các ứng dụng của nó trong các việc xử lý nhiễm khuẩn, không gây độc hại cho con người và không gây kích ứng da.


Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng nano bạc như: tổng hợp keo bạc trong pha nước/dầu (Wanzhong Zhang, Xueliang Qiao, Jianguo Chen) [14]; chế tạo khẩu trang phẩu thuật chứa nano bạc với hiệu suất kháng khuẩn cao (Sougata Sarkar, Atish Dipankar Jana, Samir Kumar Samanta, Golam Mostafa) [13]; cơ chế kháng khuẩn của nano bạc (Y. Li, P. Leung, L. Yao, Q. w. Song, E. Newton) [16]; tổng hợp và khảo sát các tính chất lý hoá của hạt nano bạc trong cao su thiên nhiên (N. H. H. Abu Bakar, J. Ismail, M. Abu Bakar) [10]; sản xuất
nano bạc ứng dụng trong dược phẩm (X. Chen, H. J. Schluesener) [15]; chế tạo màng lọc nước kháng khuẩn bằng mút xốp Polyurethane chứa nano bạc (Prashant Jain, T. Pradeep) [11]; hiệu quả tính kháng của dung dịch keo nano bạc lên vải sợi (H. J. Lee, S. Y. Yeo, S. H. Jeong) [9]; phân hủy nhiệt tạo ra hạt nano bạc (S. Navaladian, B. Viswanathan, R. P. Viswanath, T. K. Varadarajan) [12].
Tình hình nghiên cứu trong nước
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực nano trên thế giới, trong nước cũng có khá nhiều đề tài nghiên cứu về lĩnh vực này tiêu biểu như: Nhóm nghiên cứu nano tại Phòng thí nghiệm công nghệ nano – Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh đã chế tạo nano bạc từ tiền chất AgNO3 bằng phương pháp khử vật lý; khử polyol có sự hỗ trợ của nhiệt vi sóng; ứng dụng dung dịch keo nano bạc ngâm tẩm trên vật liệu polyurethan để xử lý nguồn nước uống nhiễm khuẩn [3]; chế tạo nano bạc trên nền cao su thiên nhiên bằng phương pháp khử hóa học [4]; Tổng hợp xanh hạt nano bạc và dung dịch keo nano bạc (N.T.P. Phong, Ngô Hoàng Minh, Ngô Võ Kế Thành và Đặng Mậu Chiến) [7]; Chế tạo hạt keo nano bạc trong PVP bởi tia gama (Bùi Duy Du, Đặng Văn Phú, Nguyễn Ngọc Duy, Nguyễn Thị Kim Lan, Võ Thị Kim Lang, Ngô Võ Kế Thành, Nguyễn Thị Phương Phong và Nguyễn Quốc Hiền) [5]; chế tạo màng lọc nước kháng khuẩn bằng mút xốp Polyurethane chứa nano bạc (Nguyễn Thị Phương
Phong, Võ Kế Thành, Phan Huê Phương) [6].
ã Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Điều chế nano bạc trong môi trường glycerin bằng phương pháp khử nhiệt có sự hỗ trợ của vi sóng.
Khảo sát khả năng kháng khuẩn của dung dịch nano bạc bằng phương pháp vòng kháng khuẩn tại Viện Pasteur Thành Phố Hồ Chí Minh.
Ứng dụng vật liệu nano bạc vào các sản phẩm như: gel rửa tay kháng khuẩn.
Kiểm tra khả năng kháng khuẩn của sản phẩm gel rửa tay tại Viện Pasteur –TP.Hồ Chí Minh.