NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO ĐỒNG OXIT ĐỒNG TỪ DUNG DỊCH CuSO4 BẰNG TÁC NHÂN KHỬ DỊCH CHIẾT NƯỚC LÁ CÂY

LUẬN VĂN SIÊU CẤP CHANNEL

vectorstock.com/1593604

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection DẠY KÈM QUY NHƠN DISSERTATION PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO ĐỒNG/ OXIT ĐỒNG TỪ DUNG DỊCH CuSO4 BẰNG TÁC NHÂN KHỬ DỊCH CHIẾT NƯỚC LÁ CÂY HÚNG QUẾ (2018) PDF VERSION | 2018 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA HỌC ---o0o---

VÕ THỊ DUYÊN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO ĐỒNG/ OXIT ĐỒNG TỪ DUNG DỊCH CuSO4 BẰNG TÁC NHÂN KHỬ DỊCH CHIẾT NƯỚC LÁ CÂY HÚNG QUẾ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA HỌC ---o0o---

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO ĐỒNG/ OXIT ĐỒNG TỪ DUNG DỊCH CuSO4 BẰNG TÁC NHÂN KHỬ DỊCH CHIẾT NƯỚC LÁ CÂY HÚNG QUẾ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC

Sinh viên thực hiện : Võ Thị Duyên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Lê Tự Hải

Đà Nẵng – Năm 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA HỌC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên

: Võ Thị Duyên

Lớp

: 14CHP

1. Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp nano đồng- oxit đồng từ dung dịch CuSO4 bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá húng quế 2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị a. Nguyên liệu: Lá cây húng quế b. Dụng cụ: Bình cầu 250 ml, bình tam giác 100 ml; cốc thủy tinh 100 ml; bình định mức 1000 ml; bình định mức 100ml; pipet 2 ml, 5 ml, 10ml; giấy lọc, đĩa petri và các loại dụng cụ thủy tinh khác. c. Các thiết bị: Bếp điện, bếp cách thủy cân phân tích, máy khuấy từ gia nhiệt, máy đo pH, máy đo UV-VIS, máy đo EDX, XRD, TEM, máy quay li tâm, tủ sấy, nồi hấp.

3. Nội dung nghiên cứu.

- Xây dựng quy trình tổng hợp nano đồng- oxit đồng từ dung dịch CuSO4 bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá húng quế.

- Nghiên cứu khả năng diệt khuẩn của dung dịch keo nano đồng.

4. Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Lê Tự Hải 5. Ngày giao đề tài: 27/10/2017 6. Ngày hoàn thành đề tài: 20/4/2018 Chủ nhiệm khoa

Giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày….tháng….năm 2018 Kết quả điểm đánh giá Đà nẵng, ngày …. tháng…… năm 2018

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo nhà trường, quý Thầy Cô của Khoa Hóa Học trường Đại học Sư phạm- Đại học Đà Nẵng, PGS.TS Lê Tự Hải – người trực tiếp hướng dẫn để tôi hoàn thành Báo Cáo Khóa luận Tốt nghiệp và cùng toàn thể bạn bè, người thân của tôi đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện Khóa luận này.

Trong quá trình thực hiện Khóa luận Tốt nghiệp, không thể không có sai sót, kính mong Thầy Cô, cùng toàn thể các bạn đọc và góp thêm ý kiến để tôi hoàn thành Khóa luận này tốt nhất và rút kinh nghiệm cho các công tác báo cáo sau.

Tôi xin chân thành cảm ơn!!! Đà Nẵng, ngày tháng

năm 2018

Sinh viên thực hiện

Võ Thị Duyên

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của riêng tôi, với sự hướng dẫn của PGS.TS. Lê Tự Hải. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.Những nội dung khóa luận có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí và các trang web được liệt kê trong danh mục tài liệu tham khảo của khóa luận. Đà Nẵng, ngày tháng

năm 2018

Sinh viên thực hiện khóa luận

Võ Thị Duyên

MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1 1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 1 4. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 1 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 2 6. Cấu trúc của luận văn .............................................................................................. 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................... 3 1.1.Giới thiệu về công nghệ nano ............................................................................... 3 1.1.1.Nguồn gốc công nghệ nano ............................................................................ 3 1.1.2.Khái niệm công nghệ nano ............................................................................. 3 1.1.2.1.Khái niệm vật liệu nano............................................................................ 4 1.1.2.2.Phân loại vật liệu nano ............................................................................ 4 1.1.3. Cơ sở khoa học của công nghệ nano ............................................................. 5 1.1.4.Ý nghĩa khoa học của công nghệ nano ........................................................... 6 1.1.5. Chế tạo vật liệu nano ..................................................................................... 6 1.1.6.Ứng dụng của công nghệ nano trong đời sống .............................................. 8 1.2.Nano đồng ............................................................................................................. 9 1.2.1.Giới thiệu sơ lược về đồng kim loại ................................................................ 9 1.2.3.Khả năng diệt khuẩn của nano đồng ............................................................ 10 1.2.3.1.Vi khuẩn .................................................................................................. 10 1.2.3.2.Đặc tính kháng khuẩn của nano đồng .................................................... 11 1.2.3.3.Cơ chế kháng khuẩn của nano đồng ...................................................... 11 1.2.4.Các phương pháp điều chế nano đồng ......................................................... 12 1.2.4.1. Phương pháp hóa ướt ............................................................................ 12 1.2.4.2. Phương pháp phân hủy nhiệt ................................................................ 13 1.2.4.3. Phương pháp vi nhũ .............................................................................. 13 1.2.4.4. Phương pháp có hỗ trợ nhiệt vi sóng .................................................... 13 1.3.Ứng dụng của nano đồng .................................................................................... 14 1.3.1. Ứng dụng của nano đồng trong nông nghiệp .............................................. 14

1.3.2. Ứng dụng của nano đồng trong y học ......................................................... 14 1.3.3. Ứng dụng của nano đồng trong công nghiệp .............................................. 14 1.4.Giới thiệu về cây húng quế ................................................................................. 14 1.4.1.Đặc điểm chung của cây húng quế ............................................................... 14 1.5. Khái quát về vi khuẩn ........................................................................................ 15 1.5.1 Vi khuẩn Salmonella ..................................................................................... 15 1.5.2. Vi khuẩn Escherichia coli ................................................................................... 17 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM ................................................................................... 19 2.1.Hóa chất và dụng cụ ............................................................................................ 19 2.1.1.Hóa chất ........................................................................................................ 19 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị ....................................................................................... 19 2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 19 2.2.1. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết lá húng quế ....................... 19 2.2.2. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo nano đồng ........................... 19 2.2.3. Phương pháp nghiên cứu hạt nano đồng..................................................... 20 2.2.3.1. Phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS) .............................................................. 20 2.2.3.2. Kính hiển vi điện tử truyền (TEM) ........................................................ 21 2.2.3.3. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) .................................................... 23 2.2.3.4. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) ...................................................................... 24 2.2.4.Ứng dụng diệt khuẩn của nano đồng trên vỏ tôm ........................................ 26 2.2.5. Phương pháp thăm dò khả năng kháng vi sinh vật ............................................ 26 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................... 28 3.1. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết lá húng quế .............................. 28 3.1.1. Khảo sát tỉ lệ rắn/lỏng ................................................................................. 28 3.1.2. Khảo sát thời gian chiết ............................................................................... 29 3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo nano đồng ............................ 30 3.2.1. Khảo sát nhiệt độ tạo nano đồng ................................................................. 31 3.3. Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ dịch chiết và môi trường pH đến quá trình tạo nano đồng ở những nồng độ khác nhau của dung dịch CuSO4 ......................................... 32 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ dịch chiết lá húng quế đến quá trình tạo nano đồng ở những nồng độ khác nhau ......................................................................... 32 3.3.1.1.Đối với dung dịch CuSO4 100ppm ......................................................... 32

3.3.1.2.Đối với dung dịch CuSO4 200ppm ......................................................... 33 3.3.1.3. Đối với dung dịch CuSO4 500ppm ........................................................ 35 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng môi trường pH đến quá trình tạo nano đồng ở những nồng độ khác nhau ................................................................................................. 36 3.3.2.1.Đối với dung dịch CuSO4 100ppm ......................................................... 36 3.3.2.2. Đối với dung dịch CuSO4 200ppm ........................................................ 37 3.3.2.3.Đối với dung dịch CuSO4 500ppm ......................................................... 39 3.4. Kết quả khảo sát đặc tính của hạt nano đồng ..................................................... 40 3.5.Thử khả năng kháng khuẩn của nano đồng trên vỏ tôm ..................................... 42 3.6 Kết quả thăm dò hoạt tính kháng khuẩn vi sinh vật của dung dịch keo nano đồng ................................................................................................................................... 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 46 KẾT LUẬN .................................................................................................................. 46 KIẾN NGHỊ .................................................................................................................. 46 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 47

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TCN

Trước công nguyên

BVTV

Bảo vệ thực vật

EDX

Phổ tán sắc năng lượng tia X

TEM

Kính hiển vi điện tử truyền

UV-VIS

Quang phổ hấp thụ phân tử

XRD

Phổ nhiễu xạ tia X

DANH MỤC BẢNG Số hiệu

Tên bảng

Trang

1.1.

Độ dài tới hạn của một số tính chất của vật liệu

5

3.1.

Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo tỉ lệ rắn /lỏng

28

3.2.

Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo thời gian chiết

30

3.3.

3.4.

3.5.

3.6.

3.7.

3.8.

Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo nhiệt độ tạo nano đồng Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo tỉ lệ dịch chiết tại dung dịch CuSO4 100ppm Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo tỉ lệ dịch chiết tại dung dịch CuSO4200ppm Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo tỉ lệ dịch chiết tại dung dịch CuSO4 500ppm Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo pH tại dung dịch CuSO4 100ppm Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo pH tại dung

31

33

34

35

37

38

dịch CuSO4 200ppm 3.9.

3.10

Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo pH tại dung dịch CuSO4 500ppm Kết quả thử hoạt tính kháng vi khuẩn đối với dung dịch keo nano đồng

40

44

DANH MỤC HÌNH Số hiệu

Tên hình

Trang

Hình ảnh chụp các hạt nano đồng tương tác lên tế bào vi 1.1.

khuẩn, phá vỡ cấu trúc màng ngoài của tế bào vi khuẩn và

12

tiêu diệt chúng 1.2.

Cây húng quế

14

1.3.

Vi khuẩn Salmonella

15

1.4.

Vi khuẩn Escherichia coli

17

2.1.

Sơ đồ máy UV-VIS

20

2.2.

Máy UV-VIS LAMBDA 25 của hãng PerkinElmer

21

2.3.

Kính hiển vi điện tử truyền

22

2.4.

Cấu tạo của súng phóng điện tử.

22

2.5.

Thiết bị sử dụng kĩ thuật EDX tạiViện dịch tể Trung Ương

24

Hiện tượng các tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể chất 2.6.

rắn, tính tuần hoàn dẫn đến việc các mặt tinh thể đóng vai

24

trò như một cách tử nhiễu xạ 2.7.

Máy nhiễu xạ tia XRD8 Advance–Bruker

25

2.8.

Ảnh XRD của mẫu nano đồng

25

3.1.

Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ rắn/lỏng đến quá trình

28

tạo nano đồng 3.2.

3.3.

Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian chiết đến quá trình tạo nano đồng Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tạo nano đồng

30 31

3.4.

3.5.

3.6.

3.7.

3.8.

3.9.

Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết đến quá trình tạo nano đồng tại dung dịch CuSO4 100ppm Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết đến quá trình tạo nano đồngtại dung dịch CuSO4200ppm Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết đến quá trình tạo nano đồng tại dung dịch CuSO4 500ppm Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo nano đồng tại dung dịch CuSO4 100ppm Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo nano đồng tại dung dịch CuSO4 200ppm Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo nano đồng tại dung dịch CuSO4 500ppm

33

34

35

37

38

39

3.10.

Ảnh TEM của mẫu nano đồng tổng hợp

41

3.11.

Phổ EDX của mẫu nano đồng tổng hợp

41

3.12.

Phổ XRD của mẫu nano đồng tổng hợp

42

3.13.

Ảnh mẫu vỏ tôm sau 1 ngày lưu mẫu

43

3.14.

Kháng sinh Salmonella

44

3.15.

Kháng sinh Escherichia coli

44

3.16.

Dịch chiết lá húng quế không thể hiện hoạt tính kháng sinh

44

1

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay ngành khoa học công nghệ đang trên đà phát triển không chỉ ở trên Thế giới nói chung mà còn cả Việt Nam nói riêng. Trong đó, Khoa học và công nghệ nano trên cơ sở kết hợp đa ngành đã tạo nên cuộc cách mạng về khoa học kỹ thuật.Đồng thời công nghệ nano đang là ngành công nghiệp mũi nhọn, đang phát triển với tốc độ chóng mặt và làm thay đổi diện mạo của ngành khoa học. Việc phát triển ngành khoa học này đang là bước tiến khởi đầu mang lại nhiều ứng dụng hữu ích cho các ngành như y học, điện tử, năng lượng.

Trong công nghệ nano thì hạt nano là một vật liệu quan trọng. Một trong những hạt nano được sử dụng sớm và rộng rãi nhất là nano bạc, ngoài ra vật liệu nano còn được biết đến với nhiều loại nano như nano vàng, nano đồng. Nano đồng có nhiều tính chất vượt trội trong việc ứng dụng công nghiệp điện, điện tử, xúc tác,... Với tình hình thực tế trên, nghiên cứu chiết tách, ứng dụng các phương pháp hiện đại để xác định tìm hiểu hạt nano đồng và ứng dụng của nó có nhiều triển vọng, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Vì vậy tôi chọn đề tài: “Nghiêncứu tổng hợp nano đồng- oxit đồng từ dung dịch CuSO4 bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá húng quế” làm đề tài luận văn tốt nghiệp của mình.

2. Mục tiêu nghiên cứu -Xây dựng quy trình điều chế hạt nano đồng từ dịch chiết lá húng quế.

-Nghiên cứu khả năng diệt khuẩn của nano đồng.

-Đóng góp thêm những thông tin, tư liệu khoa học về lá húng quế và phương pháp điều chế nano đồng từ dịch chiết lá húng quế tạo sơ sở khoa học cho các nghiên cứu sâu hơn về điều chế và ứng dụng của nano đồng.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Lá húng quế thu mua trên địa bàn tại thành phố Đà Nẵng.

4. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: -Thu thập, tổng hợp tài liệu, tư liệu về nguồn nguyên liệu, phương pháp nghiên cứu và ứng dụng của lá húng quế.

2

-Tìm hiểu thông tin tư liệu về nano đồng, công nghệ nano đồng và các vấn đề liên quan đến đề tài.

-Xử lý thông tin tư liệu, đề ra các bước, xây dựng quy trình thực hiện trong quátrình thực nghiệm.

Nghiên cứu thực nghiệm: -Phương pháp chiết tách: phương pháp chưng ninh với dung môi là nước.

-Các phương pháp phân tích công cụ: Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử UV-VIS. -Dùng phương pháp đo TEM, EDX, XRD để nghiên cứu hạt nano đồng.

-Phương pháp cảm quan thăm dò hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết trên vỏ tôm.

- Phương pháp đục lỗ để khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của dung dịch keo nano đồng 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: -Những kết quả nghiên cứu sẽ góp phần cung cấ p các thông tin có ý nghiã khoa ho ̣c về quy trình điều chế nano đồng từ nguyên liệu thiên nhiên.

-Khảo sát, ứng dụng thử nghiệm khả năng diệt khuẩn của nano đồng được điều chế từ dịch chiết lá húng quế. Ý nghĩa thực tiễn: -Tận dụng nguồn nguyên liệu dễ kiếm, gần gũi để tổng hợp nano đồng bằng phương pháp thân thiện, không độc hại.

-Đem lại ứng dụng từ tính kháng khuẩn của dịch chiết lá trên vỏ tôm.

6. Cấu trúc của luận văn Mở đầu Chương 1: Tổng quan Chương 2: Những nghiên cứu thực nghiệm Chương 3: Kết quả và thảo luận

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Giới thiệu về công nghệ nano 1.1.1.Nguồn gốc công nghệ nano Công nghệ nano được biết đến lần đầu tiên với sự hiểu biết của kỹ thuật thu nhỏ qua câu chuyện được kể bởi Tiến sĩ Richard Feynman (1918-1988) từng đoạt giải Nobel Vật lý năm 1965. Mục đích bài nói chuyện của Feynman không phải chỉ dừng lại ở kỹ thuật thu nhỏ (miniaturization) mà còn phác họa khả năng hình thành một nền công nghệ mới trong đó con người có thể di chuyển, chồng chất các loại nguyên tử, phân tử để thiết kế một dung cụ cực kỳ nhỏ ở thang vi mô (microscopic) hay thiết kế một dụng cụ to ngay từ cấu trúc phân tử của nó. Phương pháp đó ở thế kỷ 21 được gọi là “ công nghệ nano” với cách thiết kế từng nguyên tử một “ từ dưới lên” (bottom-up-method). Đến 15 năm sau đó, giáo sư Norio Tanuguchi mới đưa ra định nghĩa rõ ràng hơn về công nghệ nano. Ông định nghĩa như sau: “Công nghệ nano chủ yếu bao gồm việc xử lý, tách, hợp nhất và làm biến dạng vật liệu chỉ bằng một nguyên tử hoặc một phân tử”[1]. Nhờ những phát hiện và phát biểu to lớn ấy, các nhà khoa học đã ứng dụng nghiên cứu và đưa ra nhiều phát kiến như phát minh thiết bị kính hiển vi quét đường hầm có thể “nhìn” nguyên tử, việc tạo ống than nano với cấu trúc nano và chấm lượng tử silicon là những cấu trúc nano được phát minh cơ sở cho công nghệ nano để phát triển hơn nữa, phục vụ ứng dụng cho cuộc sống.[6] 1.1.2.Khái niệm công nghệ nano Công nghệ nano (tiếng Anh: nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet(nm,1nm=10-9).

Ranh giới giữa công nghệ nano và khoa học nano đôi khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng đều có chung đối tượng là vật liệu nano. Công nghệ nano bao gồm các vấn đề chính sau đây: cơ sở khoa học nano, phương pháp quan sát và can thiệp ở quy mô nanomet, chế tạo vật liệu nano, ứng dụng vật liệu nano.[2]

4

1.1.2.1.Khái niệm vật liệu nano Vật liệu nano là loại vật liệu có cấu trúc các hạt, các sợi, các ống, các tấm mỏng,.. có kích thước đặc trưng khoảng từ 1 nanomet đến 100 nanomet. Vật liệu nano là đối tượng nghiên cứu của khoa học nano và công nghệ nano, có liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Tính chất của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của chúng, vào cỡ nanomet, đạt tới kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa lý của vật liệu thông thường.[3] Đây là lý do mang lại tên gọi cho vật liệu. Kích thước vật liệu nano nằm khoảng từ vài nm đến vài trăm nm phụ thuộc vào bản chất vật liệu và tính chất cần nghiên cứu.

1.1.2.2.Phân loại vật liệu nano Phân loại theo trạng thái vật liệu, người ta chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng, khí. Vật liệu nano tập trung nghiên cứu nay chủ yếu là vật liệu rắn, sau đến chất lỏng, khí. Về hình dáng vật liệu người ta phân thành loại sau: Vật liệu nano một chiều: là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện tử được tự do trên một chiều, ví dụ: dây nano, ống nano,…

Vật liệu nano hai chiều: là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều tự do, ví dụ: màng mỏng,..

Vật liệu nano không chiều: là vật liệu trong đó cả ba chiều có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử, ví dụ: đám nano, hạt nano,…

Ngoài ra có vật liệu có cấu trúc nano hay nano composite có phần vật liệu có kích thước nm, cấu trúc có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau ví dụ: sợi nano, ống nano, hạt nano,..

Ngoài những cách phân loại trên, người ta còn có thể phân loại dựa trên tính chất của vật liệu nano bao gồm[7]: -Vật liệu nano kim loại.

-Vật liệu nano bán dẫn.

-Vật liệu nano sinh học.

-Vật liệu nano từ tính.

5

1.1.3. Cơ sở khoa học của công nghệ nano Có ba cơ sở khoa học để nghiên cứu công nghệ nano: -Chuyển tiếp từ tính chất cổ điển đến tính chất lượng tử Đối với vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử, các hiệu ứng lượng tử được trung bình hóa với rất nhiều nguyên tử (1µm3 có khoảng 1012 nguyên tử) và có thể bỏ qua các thăng giáng ngẫu nhiên. Nhưng các cấu trúc nano có ít nguyên tử hơn thì các tính chất lượng tử thể hiện rõ ràng hơn. Ví dụ một chấm lượng tử có thể được coi như một đại nguyên tử, nó có các mức năng lượng giống như một nguyên tử.[7] -Hiệu ứng bề mặt Khi vật liệu có kích thước nm(nanomet), các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử. Chính vì vậy, các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt, gọi tắt là hiệu ứng bề mặt sẽ trở nên quan trọng làm cho tính chất của vật liệu có kích thước nanomet khác biệt so với vật liệu ở dạng khối.[7] -Kích thước tới hạn Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giới hạn về kích thước. Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này thì tính chất của nó hoàn toàn bị thay đổi. Người ta gọi đó là kích thước tới hạn của các tính chất của vật liệu. Ví dụ điện trở của một kim loại tuân theo định luật Ohm ở kích thước vĩ mô mà ta thấy hàng ngày. Nếu ta giảm kích thước của vật liệu xuống nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại mà thường có giá trị từ vài trăm nm, thì định luật Ohm không còn đúng nữa. Lúc đó điện trở của vật có kích thước nano sẽ tuân theo các quy tắc lượng tử. Không phải bất cứ vật liệu nào có kích thước nano đều có tính chất khác biệt mà nó phụ thuộc vào tính chất mà nó được nghiên cứu.[7] Các tính chất khác nhau như tính chất điện, tính chất vật lý, tính chất quang và các tính chất hóa học khác đều có độ dài tới hạn trong khoảng nm. Vì thế mà người ta gọi ngành khoa học và công nghệ liên quan là khoa học nano và công nghệ nano.

Bảng 1.1: Độ dài tới hạn của một số tính chất của vật liệu Lĩnh vực

Tính chất

Độ dài tới hạn (nm)

Tính chất điện

Bước sóng điện tử

10-100

Quãng đường tự do trung 1-100

6

bình không đàn hồi

Tính chất từ

Tính chất quang

Tính siêu dẫn Tính chất cơ

Hiệu ứng đường ngầm

1-10

Độ dày vách đômen

10-100

Quãng đường ngầm

1-100

Hố lượng tử

1-100

Độ dài suy giảm

10-100

Độ sâu bề mặt kim loại

10-100

Độ dài liên kết cặp Copper 0,1-100 Độ thẩm thấu Meisner

1-100

Tương tác bất định xứ

1-1000

Biên hạt

1-10

Bán kính khởi động đứt 1-100 vỡ Sai hỏng mầm

0,1-10

Độ nhăn bề mặt

1-10

Xúc tác

Hình học topo bề mặt

1-10

Siêu phân tử

Độ dài Kuhn

1-100

Cấu trúc nhị cấp

1-10

Cấu trúc tam cấp

10-1000

Nhận biết phân tử

1-10

Miễn dịch

1.1.4.Ýnghĩa khoa học của công nghệ nano Khoa học và công nghệ nano là lĩnh vực khoa học và công nghệ mới, hiện đại và liên ngành. Khoa học và công nghệ nano hình thành trong quá trình tích lũy nhiều thành tựu khoa học công nghệ như kĩ thuật đầu dò quét nano mà điển hình là hiển vi lực nguyên tủ (AFM), hiển vi quét xuyên hầm (STM), hiển vi quang học trường gần (NOM), các kĩ thuật điện tử,… Tóm lại, Khoa học và công nghệ nano đem lại nhiều ứng dụng cho ngành công nghiệp nghiên cứu.[1] 1.1.5. Chế tạo vật liệu nano Vật liệu nano được chế tạo bằng hai phương pháp: phương pháp từ trên xuống

7

(top-down) và phương pháp từ dưới lên (bottom-up). Phương pháp từ trên xuống là phương pháp tạo hạt kích thước nano từ các hạt có kích thước lớn hơn, phương pháp từ dưới lên là phương pháp hình thành hạt nano từ các nguyên tử.

1.1.5.1.Phương pháp từ trên xuống Nguyên lý: dùng kỹ thuật nghiền và biến dạng để biến vật liệu thể khối với tổ chức hạt thô thành cỡ hạt kích thước nano. Đây là các phương pháp đơn giản, rẻ tiền nhưng rất hiệu quả, có thể tiến hành cho nhiều loại vật liệu với kích thước khá lớn (ứng dụng làm vật liệu kết cấu). Trong phương pháp nghiền, vật liệu ở dạng bột được trộn lẫn với những viên bi được làm từ các vật liệu rất cứng và đặt trong một cái cối. Máy nghiền có thể là nghiền lắc, nghiền rung hoặc nghiền quay (còn gọi là nghiền kiểu hành tinh). Các viên bi cứng va chạm vào nhau và phá vỡ bột đến kích thước nano. Kết quả thu được là vật liệu nano không chiều (các hạt nano). Phương pháp biến dạng được sử dụng với các kỹ thuật đặc biệt nhằm tạo ra sự biến dạng cực lớn (có thể >10) mà không làm phá hủy vật liệu, nhiệt độ có thể được điều chỉnh tùy theo từng trường hợp cụ thể, nếu nhiệt độ gia công lớn hơn nhiệt độ kết tinh lại thì được gọi là biến dạng nóng, còn ngược lại thì được gọi biến dạng nguội.

Kết quả thu được là các vật liệu nano một chiều (dây nano) hoặc hai chiều (lớp có chiều dày nm). Ngoài ra hiện nay người ta thường dùng các phương pháp quang khắc để tạo các cấu trúc nano.[7] 1.1.5.2.Phương pháp từ dưới lên Nguyên lý: Vật liệu nano được hình thành từ các nguyên tử hoặc ion. Phương pháp từ dưới lên được phát triển rất mạnh mẽ vì tính linh động và chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Hiện nay, đa phần các vật liệu nano đều được chế tạo từ phương pháp này. Phương pháp từ dưới lên bao gồm: phương pháp vật lí, phương pháp hóa học, phương pháp kết hợp, phương pháp vi sinh và phương pháp vi nhũ. a) Phương pháp vật lý: là phương pháp tạo vật liệu nano từ nguyên tử hoặc chuyển pha. Nguyên tử để hình thành vật liệu nano được tạo ra từ phương pháp vật lý: bốc bay nhiệt ( đốt, phún xạ, phóng điện hồ quang). Phương pháp chuyển pha: vật liệu được nung nóng rồi cho nguội với tốc độ nhanh để thu được trạng thái vô định hình, xử lý nhiệt để xảy ra chuyển pha vô định hình- tinh thể (kết tinh)(phương

8

pháp nguội nhanh). Phương pháp vật lý thường được dùng để tạo các hạt nano, màng nano, ví dụ: ổ cứng máy tính.[7] b) Phương pháp hóa học: là phương pháp tạo vật liệu nano từ các ion. Phương pháp hóa học có đặc điểm là rất đa dạng vì tùy thuộc vào vật liệu cụ thể mà người ta phải thay đổi kỹ thuật chế tạo cho phù hợp. Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể phân loại các phương pháp hóa học thành hai loại: hình thành vật liệu nano từ pha lỏng (phương pháp kết tủa, sol-gel,…) và từ pha khí (nhiệt phân,…). Phương pháp này có thể tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,…[7] c) Phương pháp kết hợp: là phương pháp tạo vật liệu nano dựa trên các nguyên tắc vật lý và hóa học như: điện phân, ngưng tụ từ pha khí,… Phương pháp này có thể tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano,bột nano,…[7] d) Phương pháp sinh học: là phương pháp sử dụng các vi sinh vật như nấm, vi khuẩn, vi rút có khả năng khử để khử ion về dạng kim loại. Dưới tác dụng của những tác nhân này, ion sẽ chuyển thành hạt nano.[7] 1.1.6.Ứng dụng của công nghệ nano trong đời sống Trong ngành công nghiệp điện tử hiện nay, những bộ vi xử lý được làm từ vật liệu nano khá phổ biến trên trị thường, một số sản phẩm như chuột, bàn phím cũng được phủ một lớp nano kháng khuẩn. Công nghệ nano cũng đóng góp không nhỏ trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là công nghệ năng lượng như việc chế tạo pin nano trong tương lai có thể có diện tích bề mặt lớn hơn nhiều lần và lưu trữ được nhiều điện năng hơn.

Bên cạnh đó, công nghệ nano còn ứng dụng trong may mặc với ý tưởng quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi nhờ áp dụng nano bạc. Một ứng dụng khác của công nghệ nano là tận dụng các nguồn năng lượng như gió, năng lượng mặt trời và công nghệ nano có thể biến chiếc áo trở nên sạc điện cho chiếc điện thoại thông minh, đây thực sự là ý tưởng đang trong quá trình thử nghiệm này chắc hẳn sẽ là bước đánh dấu bước phát triển to lớn của công nghệ nano.Công nghệ nano còn giúp lưu trữ, bảo quản thức ăn tốt hơn nhờ việc tạo các vật liệu thực phẩm có khả năng diệt khuẩn.

Những ứng dụng tiêu biểu của công nghệ nano hiện nay cho thấy việc phát

9

triển ứng dụng nano trong tương lai đem lại nhiều lợi ích trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau, đồng thời nhận định ứng dụng công nghệ nano là vô hạn.[8] 1.2.Nano đồng 1.2.1.Giới thiệu sơ lược về đồng kim loại Đồng là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Cu và số hiệu nguyên tử bằng 29. Đồng là kim loại dẻo có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao.[12] Đồng nguyên chất mềm và dễ uốn, bề mặt đồng tươi có màu cam đỏ. Nó được sử dụng làm chất dẫn nhiệt và điện, vật liệu xây dựng, và thành phần của các hợp kim của nhiều kim loại khác nhau. Đồng là một trong số ít các kim loại xuất hiện trong tự nhiên ở dạng kim loại có thể sử dụng trực tiếp thay vì khai thác từ quặng của nó khoảng 5000 năm TCN, kim loại đầu tiên được đúc thành khối vào khoảng 4000 năm TCN và kim loại đầu tiên được tạo thành hợp kim với các loại khác, là thiếc để tạo ra đồng đỏ vào khoảng 3500 năm TCN. Kim loại và các hợp kim của nó đã được sử dụng cách đây hàng ngàn năm.

Trong thời kỳ La Mã, đồng chủ yếu được khai thác ở Síp, vì thế tên gọi ban đầu của kim loại này là cyprium (kim loại Síp), sau đó được gọi tắt là cuprum. Các hợp chất của nó thường tồn tại ở dạng muối đồng(II), chúng thường có màu xanh lam hoặc xanh lục của các loại khoáng như ngọc lam và trong lịch sử đã được sử dụng rộng rãi làm chất nhuộm. Các công trình kiến trúc được xây dựng có đồng bị ăn mòn tạo ra màu xanh lục.

Các ion đồng (II) tan trong nước với nồng độ thấp có thể dùng làm chất diệt khuẩn, diệt nấm và làm chất bảo quản gỗ. Với số lượng đủ lớn, các ion này là chất độc đối với các sinh vật bậc cao hơn, với nồng độ thấp hơn, nó là một vị chất dinh dưỡng đối với hầu hết các thực vật và động vật bậc cao hơn. Nơi tập trung đồng chủ yếu trong cơ thể động vật là gan, cơ và xương. Cơ thể người trưởng thành chứa khoảng 1,4 đến 2,1mg đồng trên mỗi kg cân nặng. Đồng nằm trong nhóm I của bảng tuần hoàn: chúng có 1 electron trong phân lớp s1 nằm sau d10 và được đặc trưng bởi tính dẻo và dẫn điện cao. Các orbital được lấp đầy các electron trong các nguyên tố này không đóng góp nhiều vào các tương

10

tác nội nguyên tử, chủ yếu ảnh hưởng bởi các electron phân lớp s thông qua các liên kết kim loại. Trái ngược với các kim loại mà phân lớp d không được lấp đầy bởi các electron, các liên kết kim loại trong đồng thiếu các đặc điểm của liên kết cộng hóa trị và chúng tương đối yếu. Điều này giải thích tại sao các tinh thể như ranh giới hạt, sẽ làm cản trở dòng vật liệu dưới áp lực nén từ đó làm tăng độ cứng của nó. Ví dụ, đồng thường được đưa ra thị trường ở dạng hạt mịn. Độ cứng thấp của đồng giúp giải thích một phần tính dẫn điện cao của nó và cũng như tính dẫn nhiệt cao, các tính chất này được xếp hạng thứ 2 trong số những kim loại nguyên chất có tính chất tương tự ở nhiệt độ phòng (trong số các kim loại nguyên chất ở nhiệt độ phòng chỉ có bạc có độ dẫn điện cao hơn). Đặc điểm này là do điện trở suất đối với sự vận chuyển electron trong các kim loại ở nhiệt độ phòng chủ yếu bắt nguồn từ sự tán xạ của electron đối với dao động nhiệt của mạng tinh thể, mà điện trở suất này tương đối yếu đối với cho một kim loại mềm. Đồng tinh khiết có màu đỏ cam và tạo ra màu lam ngọc khi tiếp xúc với không khí. Đồng tạo nhiều hợp chất khác nhau với các trạng thái oxy hóa +1,+2. Nó không phản ứng với nước, nhưng phản ứng chậm với oxy trong không khí tạo thành một lớp oxit đồng màu nâu đen. Ngược lại với sự oxy hóa của sắt trong không khí ẩm, lớp oxit này sau đó sẽ ngăn cản sự ăn mòn. Trong trường hợp phản ứng với sulfua, ăn mòn đồng diễn ra khi đồng tiếp xúc vớikhông khí có chứa các hợp chất sulfua. Các dung dịch amoni chứa oxy có thể tạo ra một phức chất hòa tan trong nước với đồng, khi phản ứng với oxy và axit clohydric để tạo thành đồng clorua và hydro peroxit bị axit hóa để tạo thành các muối đồng (II). Đồng(II) clorua và đồng phản ứng với nhau tạo thành đồng(I) clorua.[12] 1.2.3.Khả năng diệt khuẩn của nano đồng 1.2.3.1.Vi khuẩn Vi khuẩn (tiếng Anh và tiếng La tinh là bacterium, số nhiều bacteria) đôi khi còn được gọi là vi trùng, là một nhóm (giới hoặc vực) vi sinh vật nhân sơ đơn bào có kích thước rất nhỏ, một số thuộc loại ký sinh trùng. Vi khuẩn là một nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ (kích thước hiển vi) và thường có cấu trúc tế bào đơn giản không nhân, bộ khung tế bào và các bào quan như ty thể và lục lạp.Vi

11

khuẩn là sinh vật nhân sơ, khác với các sinh vật có cấu trúc tế bào phức tạp hơn gọi là sinh vật nhân chuẩn. Vi khuẩn là nhóm hiện diện đông đảo nhất trong sinh giới.

Chúng hiện diện khắp nơi trong đất, nước, chất thải phóng xạ, suối nước nóng, và ở dạng cộng sinh và ký sinh với các sinh vật khác, và được biết là phát triển mạnh mẽ trong các tàu không gian có người lái.[5] 1.2.3.2.Đặc tính kháng khuẩn của nano đồng Theo nghiên cứu, dung dịch diệt khuẩn nano đồng là dung dịch chứa các ion đồng ( Cu2+) được nghiên cứu và sản xuất bằng công nghệ nano, một trong các công nghệ tiên tiến nhất hiện nay mang nguyên lý kháng khuẩn, tiệt trùng siêu mạnh.

Dưới tác dụng của các hạt nano (kích thước 10-9m), các tế bào của hơn 650 loại vi khuẩn bị phá hủy và tiêu diệt, ngoài ra dung dịch diệt khuẩn nano đồng còn có tính năng ngăn mùi hôi. Dung dịch diệt khuẩn nano đồng có đặc tính kháng khuẩn và ngăn ngừa vi khuẩn phát sinh tới 99 %, có ích lợi hơn gấp nhiều lần so với các sản phẩm kháng khuẩn khác. Khi cho tiếp xúc với dung dịch diệt khuẩn nano đồng trong 3-24 giờ thì hầu hết những vi khuẩn sống, nấm đều bị tiêu diệt.

Cơ chế diệt khuẩn của nano đồng: dung dịch diệt khuẩn nano đồng với kích cỡ nanomet, tác dụng trực tiếp với vi khuẩn gây hại. Nó bao lấy trực tiếp tế bào của vi khuẩn, nấm và phá vỡ cấu trúc tế bào, vô hiệu hóa sự phát triển và sinh trưởng của chúng. Dung dịch diệt khuẩn nano đồng tiêu diệt virut bằng cách chuyển động cắt đứt DNA, RNA của virus. Dung dịch diệt khuẩn nano đồng sở hữu khả năng tuyệt vời để tiêu diệt vi khuẩn gấp hàng trăm lần so với đồng kim loại thông qua công nghệ nano.[9] 1.2.3.3.Cơ chế kháng khuẩn của nano đồng Các hạt nano đồng giải phóng liên tục các ion đồng, chính các ion đồng này tác động trực tiếp lên tế bào vi khuẩn theo các cơ chế đặc thù. Hoạt động giải phóng các ion đồng này được tăng cường hơn khi các hạt nano đồng ở kích thước nhỏ và diện tích bề mặt lớn cho phép nó tương tác gần với các màng tế bào vi khuẩn. Hoạt động kháng khuẩn của nano đồng là do xu hướng của nó thay thế giữa dạng Cu(I) và dạng Cu(II). Sự khác nhau giữa Cu với các kim loại dạng vết khác là tạo nên các gốc hydroxyl liên kết với các phân tử DNA và tạo thành sự mất trật tự của cấu trúc

12

xoắn ốc nhờ các liên kết ngang trong và giữa các axit nucleic và làm hỏng các proteins quan trọng nhờ liên kết với các nhóm carboxyl và amino sulfhydryl của các axit amin. Điều này làm cho protein tạo enzymes không hiệu quả. Nó làm cho các proteins bề mặt tế bào không hoạt động, các protein này cần cho việc chuyển các vật chất đi qua màng tế bào, do đó ảnh hưởng lên sự bền vững của màng tế bào và các lipids màng tế bào. Các ion đồng bên trong tế bào vi khuẩn cũng ảnh hưởng đến các quá trình sinh học. Dựa trên tất cả những nghiên cứu này, có thể thấy ion Cu có ảnh hưởng lên proteins và các enzymes trong các vi khuẩn và tạo cho Cu đặc tính kháng khuẩn.[9]

Hình 1.1.Hình ảnh chụp các hạt nano đồng tương tác lên tế bào vi khuẩn, phá vỡ cấu trúc màng ngoài của tế bào vi khuẩn và tiêu diệt chúng Như vậy có thể nói các nano đồng xâm nhập qua thành tế bào và tương tác với các cấu trúc nội bào nhờ kích thước hạt nhỏ và độ hoạt động bề mặt lớn, các hạt nano đồng tác động trực tiếp lên màng tế bào vi khuẩn và phá vỡ cấu trúc di truyền của tế bào vi khuẩn từ đó làm cho vi khuẩn mất sức sống.

1.2.4.Các phương pháp điều chế nano đồng Nano đồng được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau như: phân hủy nhiệt, khử muối kim loại, nhiệt vi sóng, phương pháp bức xạ, kỹ thuật vi nhũ, kỹ thuật siêu tới hạn, dùng lase, phương pháp polyol, phương pháp solvothermal, phóng điện hồ quang, phương pháp khử nhiệt và khử bằng sóng siêu âm. Hiện nay các phương pháp chế tạo nano đồng được nghiên cứu như sau: 1.2.4.1. Phương pháp hóa ướt Phương pháp này dùng các tác nhân khử để khử ion Cu2+ thành Cu0 trong môi trường lỏng. Con đường tổng hợp này rất thích hợp bởi vì nó có thể được tạo trong nhiều pha phân tán khác nhau với việc kiểm soát tính chất của hạt bằng cách thay

13

đổi các thông số thí nghiệm. Những thông số chính là loại tác chất và nồng độ tác chất, khả năng oxy hóa khử và tốc độ cho vào của tác chất, loại và nồng độ của chất bảo vệ, nhiệt độ, pH.[13] 1.2.4.2. Phương pháp phân hủy nhiệt Phân hủy nhiệt là một trong những phương pháp phổ biến để chế tạo ra trạng thái huyền phù đơn phân tán ổn định với khả năng tự kết hợp cao. Trên thế giới chỉ có duy nhất công trình của Masoud Salavati- Niasari trình bày quá trình phân hủy nhiệt hỗn hợp đồng oxalate/oleylamin. Nhiệt độ phân hủy là 2400C. Kích thước hạt nano đồng chế tạo được 28nm.[14] 1.2.4.3. Phương pháp vi nhũ Phương pháp vi nhũ là một trong những phương pháp hứa hẹn vì có khả năng kiểm soát các phản ứng hóa học xảy ra. Tỉ lệ phản ứng khử kim loại được điều chỉnh bằng tiến trình phân bố kích thước hạt nano tạo thành. Tuy nhiên kết quả của phương pháp micelle đảo cho hạt nano kim loại có kích thước trong khoảng 220nm, có thể thể hiện những đặc tính của kích thước nano.

Dung dịch micelle đảo rất sạch, nhiệt động học ổn định, bao gồm pha nước, chất hoạt động bề mặt và pha dầu, cũng có thể gọi là vi nhũ. Trong những vi nhũ này, những giọt nước kích thước nano được bao bởi những đầu ưa nước của chất hoạt động bề mặt trong khi đuôi kị nước được solvate hóa bởi pha dầu. Nước chứa trong những micelle đảo có chức năng như những thiết bị phản ứng rất nhỏ cho những phản ứng có liên quan đến phân hủy ion. Kích thước của những giọt nước qua thí nghiệm cho thấy là hàm của tỉ lệ khối lượng của nước và chất hoạt động bề mặt, chứng tỏ với cùng tỉ lệ có thể định tính kích thước của những hạt nano tổng hợp được.[15] 1.2.4.4. Phương pháp có hỗ trợ nhiệt vi sóng Vi sóng là những sóng có bước sóng dài hơn tia hồng ngoại nhưng ngắn hơn sóng radio, bước sóng tử 1-10-3 m (tần số 0,3GHz tới 300GHz). Sự đốt nóng điện môi vi sóng là một kỹ thuật hứa hẹn cho việc tổng hợp những cấu trúc nano kim loại có thể điều khiển kích thước vì tốc độ đun nóng và xuyên thấu nhanh của nó.[16]

14

1.3.Ứng dụng của nano đồng 1.3.1. Ứng dụng của nano đồng trong nông nghiệp Trong lĩnh vực nông nghiệp, nano đồng có khả năng diệt nấm khuẩn gây bệnh hại cây trồng. Việc ứng dụng công nghệ nano trong lĩnh vực nông nghiệp có nhiều ưu điểm nổi trội trên cả phương diện lý thuyết và thực tế. Những khả năng chống khuẩn, chống nấm mốc có hiệu quả của hạt nano đồng trong nông nghiệp đã thu hút các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học nano. Đồng thời, hiệu quả của đồng nano đã được nghiên cứu trên một số loại cây trồng ở những thời ký sinh trưởng khác nhau và đã đem lại hiệu quả khác biệt, vượt trội hơn so với các loại thuốc BVTV hóa học truyền thống.

Nano đồng có ứng dụng cao trong việc diệt hầu hết các loại nấm bệnh gây hại cây trồng, nó được xem như một loại thuốc bảo vệ thực vật trị nấm.[10] 1.3.2. Ứng dụng của nano đồng trong y học Nano đồng được nghiên cứu trong ứng dụng làm mất ổn định khối u và tế bào ung thư. Các hạt nano đồng có thể đóng vai trò như các tác nhân sàng lọc các bệnh về hồng cầu, như β-thalassemia, vì các nhóm này kết tụ với một đột biến hemoglobin ở người.[17] 1.3.3. Ứng dụng của nano đồng trong công nghiệp Mực dẫn và bột nhão có chứa hạt nano đồng có thể được sử dụng để thay thế các kim loại quý, giá thành cao và được sử dụng trong các thiết bị điện tử in, màn hình.

Các hạt nano đồng còn được ứng dụng trong thiết bị cảm biến, hạt nano đồng có kích thước từ 10-20 nm được phủ lên một tấm cacbon mỏng tạo nên hỗn hợp nanocomposite. Hỗn hợp nanocomposite này được dùng làm cảm biến độ ẩm.

1.4.Giới thiệu về cây húng quế 1.4.1.Đặc điểm chung của cây húng quế Ngành: Ngành Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Lớp Ngọc Lan ( Maganoliopsida) Phân lớp: Phân lớp Hoa Môi (Lamiidae) Bộ: Bộ Hoa môi ( Lamiales)

Hình 1.2.Cây húng quế

15

Họ: Họ Hoa Môi (Lamiaceae) Chi:Chi Ocimum Tên khác: Húng chó, Húng giồi, Rau é, É quế Tên khoa học: Ocimum basilicum L Húng quế là cây mọc hàng năm, thân thảo, cao khoảng 40 – 50cm, có khi cao hơn tùy chất đất và khoảng cách trồng.

Lá hình xoan, mọc đối, các chồi thường hay đâm ra từ các nách lá nên cành húng quế thường xum xuê. Lúc xanh lá có loại màu tím đen nhạt. Hoa nhỏ màu trắng hay tía, mọc thành chùm đơn hay phân nhánh với những hoa mọc thành vòng có từ 5 đến 6 hoa.

Quả chứa hạt đen nhánh khi ngâm vào nước có chất ngầy màu trắng bao quanh. Rễ mọc nông, ăn lan trên mặt đất.[11] Công dụng: Húng quế là loại rau có mùi thơm, cùng với húng dũi, húng láng,… dùng làm gia vị trong các bữa ăn hàng ngày, thường dùng để ăn sống. Húng quế chứa nhiều đạm, có khoảng 6% lượng protein, trong đó có chứa nhiều axit amin quan trọng như: Tryptophan, methionine, leucine. Húng quế, từ năm 1975, ở miền Bắc có nhiều vùng đã trồng trên quy mô lớn để cất tinh dầu dùng trong công nghiệp chất thơm ở trong và ngoài nước.

Do trong húng quế có khoảng 0,4- 0,8% tinh dầu màu vàng nhạt, thơm nhẹ, dễ chịu nên nhân dân thường dùng trong các bài thuốc Nam trị một vài bệnh thông thường như viêm họng, ho gà, chống táo bón,… Các nước khác còn dùng cây húng quế sắc uống chữa sốt, làm cho ra mồ hôi, chữa đau dạ dày, ăn uống không tiêu, thông tiểu, nấu nước súc miệng và ngậm chữa đau sâu răng.[4] 1.5. Khái quát về vi khuẩn 1.5.1 Vi khuẩn Salmonella Vi khuẩn Salmonella được nhóm nghiên cứu dưới quyền bác sĩ thú y Daniel Elmer Salmon tìm thấy vi khuẩn gây ra bệnh “dịch tả cho heo” và tên vi khuẩn được đặt theo tên của ông năm 1889.

Giới: Bacteria Ngành: Proteobacteria

Hình 1.3. Vi khuẩn Salmonella

16

Lớp: Gammaproteobacteria Bộ: Enterobacteriales Họ: Enterobacteriaceae Chi: Salmonella a. Đặc điểm hình thái Salmonella thuộc họ Enterbacteriaceae (vi khuẩn đường ruột) là một giống vi khuẩn hình que, trực khuẩn gram âm, kị khí tùy nghi không tạo bào tử, di động bằng tiên mao, sinh sống trong đường ruột, có đường kính khoảng 0,7µm đến 1,5µm, dài từ 2µm đến 5µm và có vành long rung hình roi. b. Đặc điểm nuôi cấy Vi khuẩn Samonela là vi khuẩn hiếu khí tùy nghi, nhưng có thể sinh trưởng ở điều kiện hiếu khí, chúng có thể sống ở nhiệt độ khá rộng (từ 5 - 46oC), nhiệt độ thích hợp nhất là 37oC và phổ pH rộng từ 3.5 – 9,5[5].

Vi khuẩn Salmonella phát triển dễ dàng trên các môi trường dinh dưỡng thông thường trong khoảng 24 giờ, nhưng trên môi trường thạch BSA (Bismuth Sulfite Agar) thì phải nuôi cấy trong 48 giờ. Khi nuôi cấy trên các môi trường, để trong tủ ấm ở 37oC và sau 24 giờ vi khuẩn sẽ phát triển: Môi trường thạch thường: Hình thành những khuẩn lạc dạng S tròn, lồi, trơn láng, thường không màu hay màu trắng xám, đường kính từ 2-4 mm.

Môi trường thạch SS (Shigella Salmonella Agar) : Salmonella hình thành những khuẩn lạc tròn, bóng không màu hay có màu hồng và có tâm đen ở giữa.

Môi trường MacConkey: Vi khuẩn Salmonella mọc thành những khuẩn lạc tròn, đường kính 2-3mm, trong suốt, không màu, sáng, nhẵn bóng và hơi lồi ở giữa.

Môi trường thạch XLD (Xylose Lysine Desoxycholate Agar): Salmonella cho khuẩn lạc trong suốt, không màu hay có màu hơi nhuốm đỏ đôi khi có tâm đen, thường xuất hiện vùng đỏ hồng xung quanh khi khuẩn lạc Salmonella phát triển mạnh ướt[19].

Môi trường thạch BLPS (Brilliant Green Phenol Red Lactose Agar): Salmonella cho khuẩn lạc tròn, màu trắng hồng, môi trường xung quanh đỏ hồng.

17

c. Khả năng gây bệnh của vi khuẩn Salmonella Tùy theo từng loài, Salmonella có thể chỉ gây bệnh cho người, chỉ gây bệnh cho động vật, nhưng cũng có thể vừa gây bệnh cho người vừa gây bệnh cho vật.

Nhiều loài Salmonella có khả năng gây bệnh cho người được quan tâm nhiều hơn cả là: Salmonella typhi là loài chỉ gây bệnh cho người, vi khuẩn quan trọng nhất trong các nguyên nhân gây bệnh thương hàn. Salmonella paratyphi A là loài chủ yếu gây bệnh ở người, cũng là căn nguyên của bệnh thương hàn. Salmonella paratyphi B chủ yếu gây bệnh ở người nhưng cũng có thể gây bệnh cho vật.

Salmonella C là loài vừa có khả năng gây bệnh thuiwng hàn nhưng có thể gây bệnh viêm dạ dày – ruột và nhiểm khuẩn huyết. Thường gặp ở các nước Đông Nam Châu Á[5].

1.5.2. Vi khuẩn Escherichia coli Escherichia coli (E.coli) được tìm thấy bởi bác sĩ nhi khoa Theodor Escherich qua những thí nghiệm lâm sàng về bệnh tiêu chảy năm 1885 . Escherichia coli thuộc phân loại khoa học sau: Vực: Bacteria Ngành: Proteobacteria Lớp: Gamma Proteobacteria Bộ: Enterobacteriales Họ: Enterobacteriaceas Chi: Escherichia Loài: E.coli a. Đặc điểm hình thái

Hình 1.4. Vi khuẩn Escherichia coli

Vi khuẩn E.coli là một trực khuẩn hình gậy ngắn, bắt màu gram âm, có kích thước 2-3 µm x 0.3-0.6 µm; ở môi trường nuôi cấy, trong canh khẩn giả, xuất hiện những trực khuẩn dài 4-8 µm. Trong cơ thể người và động vật, vi khuẩn thường có hình cầu trực khuẩn, đứng riêng lẻ, đôi khi xếp thành chuỗi ngắn. Phần lớn vi khuẩn E.coli có khả năng di động do có lông ở xung quanh thân, không sinh nha bào, có thể có giáp mô. Nếu lấy vi khuẩn từ khuẩn nhầy để nhuộm, có thể thấy giáp mô, nhưng khi soi tươi thường không nhìn thấy được.

18

b. Đặc điểm nuôi cấy Vi khuẩn E.coli là trực khuẩn hiếu khí và yếm khí tùy tiện, có thể sinh trưởng ở phổ nhiệt độ khá rộng (từ 5 - 40oC), nhiệt độ thích hợp nhất là 37oC và phổ pH rộng từ 5.5 - 8.0.

Vi khuẩn E.coli phát triển dễ dàng trên các môi trường nuôi cấy thông thường.

Khi nuôi cấy trên các môi trường, để trong tủ ấm ở 37oC và sau 24 giờ vi khuẩn sẽ phát triển: Môi trường thạch thường: Hình thành những khuẩn lạc tròn, ướt, bóng láng, không trong suốt, màu tro trắng nhạt, hơi lồi, đường kính từ 2-3 mm, nuôi lâu, lạc khuẩn có màu nâu nhạt và mọc rộng ra.

Môi trường nước thịt: Phát triển rất nhanh, tốt, môi trường đục, để có lắng cặn màu tro nhạt ở dưới đáy, đôi khi có màu xám nhạt, canh trùng có mùi phân thối.

Môi trường MacConkey: Khuẩn lạc có màu hồng cánh sen, tròn nhỏ, hơi lồi, không nhầy, rìa gọn, không làm chuyển màu môi trường.

Môi trường thạch máu: Khuẩn lạc to, ướt, lồi, viền không gọn, màu xám nhạt. c. Khả năng gây bệnh của E.coli E.coli là thành viên thuộc nhóm vi khuẩn hệ bình thường của đường tiêu hóa, chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các vi khuẩn hiếu khí ( khoảng 80%). Trong điều kiện bình thường, E.coli cư trú thường xuyên ở phần sau của ruột, khi có trong dạ dày hay đoạn đầu ruột non của động vật. Khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng phát triển nhanh về số lượng, độc lực, gây loạn khuẩn, bội nhiễm đường tiêu hóa và nguyên nhân gây bệnh tiêu chảy. E.coli cũng là 1 vi khuẩn gây một số bệnh như: viêm đường tiết niệu, viêm đường mật; đứng hàng đầu trong các căn nguyên gây nhiễm khuẩn huyết. E.coli là căn nguyên thường gặp trong viêm màng não, viêm phổi ở trẻ em mới sinh. E.coli còn gặp trong nhiễm trùng ngoại khoa, nhiễm trùng trong bỏng.

[5]

19

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 2.1.Hóa chất và dụng cụ 2.1.1.Hóa chất - Đồng Sunfat pentahydrat ( CuSO4.5H2O) - Natri hydroxit (NaOH) - Axit clohydric (HCl) - Nước cất - Agar - Pepton - Cao thịt - Natri clorua (NaCl) Các chất có mức độ tinh khiết P. 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị Bình cầu, bếp điện, bình định mức, cốc thủy tinh 250ml, bình tam giác có nút nhám 100ml, ống đong, các loại pipet, đĩa peptri và các dụng cụ thủy tinh khác.

Cân phân tích, tủ sấy, bình hút ẩm, lò nung, máy ly tâm lớn, máy khuấy từ gia nhiệt, lò vi sóng, nồi hấp.

Máy đo quang phổ hấp thụ UV-VIS, máy đo pH, máy đo EDX, XRD, TEM. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết lá húng quế - Khảo sát tỉ lệ rắn/lỏng - Khảo sát thời gian chiết 2.2.2. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo nano đồng Sau khi đã thu được dịch chiết lá húng quế tối ưu,tiến hành khảo sát lần lượt các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo nano đồng - Khảo sát nhiệt độ tạo nano đồng - Khảo sát tỉ lệ dịch chiết với những nồng độ khác nhau - Khảo sát môi trường pH tạo hạt nano

20

2.2.3. Phương pháp nghiên cứu hạt nano đồng Sau khi tổng hợp được hạt nano đồng ở điều kiện tối ưu, tiến hành nghiên cứu hạt nano đồng bằng các phương pháp đo UV-VIS, TEM, EDX, XRD. 2.2.3.1. Phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS) Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử hay còn gọi là phương pháp đo quang, phương pháp phân tích trắc quang phân tử là một trong những phương pháp phân tích công cụ thông dụng với rất nhiều thế hệ máy khác nhau, từ các máy đơn giản của thế hệ trước còn được gọi là các máy so màu đến các máy hiện đại được tự động hóa hiện nay, gọi là máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS (Ultraviolet visible spectroscopy).

UV-VIS là phương pháp phân tích sử dụng phổ hấp thụ hoặc phản xạ trong phạm vi vùng tử ngoại (UV) và khả biến (VIS) từ 190nm đến khoảng 900nm. Sơ đồ các bộ phận của máy UV-VIS được mô tả qua Hình 2.1

Hình 2.1. Sơ đồ máy UV-VIS 1.

Nguồn sáng

5. Cuvet mẫu

2.

Bộ phận đơn sắc

6. Dung dịch so sánh

3.

Bán gương

7,8. Tế bào quang - điện

4.

Gương

9. Xử lý tín hiệu

Do các thuộc tính quang học của dung dịch chứa hạt nano phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và nồng độ của hạt, nên ta có thể sử dụng máy đo UV-VIS (Hình 2.1) để xác định các thuộc tính trên.

21

Hình 2.2.Máy UV-VIS LAMBDA 25 của hãng PerkinElmer Ở kích thước nano đồng chỉ có một bề mặt plasmon duy nhất nên trong phổ UVVIS của chúng chỉ xuất hiện 1 đỉnh duy nhất. Người ta sử dụng tính chất này để xác định hình dạng của hạt nano đồng cũng như khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo nano đồng.

2.2.3.2. Kính hiển vi điện tử truyền (TEM) Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM (transmission electron microscopy), là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn (có thể tới hàng triệu lần), ảnh có thể tạo ra trên màn huỳnh quang, hay trên film quang học, hay ghi nhận bằng các máy chụp kỹ thuật số.TEM đã có mặt trên thế giới hơn 70 năm qua, và có vẻ trở thành một công cụ quá cổ điển trong ngành khoa học vật liệu. Thế nhưng TEM vẫn là một dụng cụ rất hiện đại, TEM cho ta hình ảnh về cấu trúc vi mô bên trong mẫu vật rắn, khác hẳn với các kiểu kính hiển vi khác.Tốc độ ghi ảnh của TEM rất cao, cho phép thực hiện các phép chụp ảnh động, quay video các quá trình động trong chất rắn.

22

Hình 2.3.Kính hiển vi điện tử truyền Cấu tạo và nguyên lý làm việc của kính hiển vi điện tử truyền Đối tượng sử dụng của TEM là chùm điện tử có năng lượng cao, vì thế các cấu kiện chính của TEM được đặt trong cột chân không siêu cao được tạo ra nhờ các hệ bơm chân không (bơm turbo, bơm ion) Súng phóng điện tử

Hình 2.4.Cấu tạo của súng phóng điện tử.

Trong TEM, điện tử được sử dụng thay cho ánh sáng (trong kính hiển vi quang học). Điện tử được phát ra từ súng phóng điện tử. Có hai cách để tạo ra chùm điện tử:

23

- Sử dụng nguồn phát xạ nhiệt điện tử: Điện tử được phát ra từ một catot được đốt nóng (năng lượng nhiệt do đốt nóng sẽ cung cấp cho điện tử động năng để thoát ra khỏi liên kết với kim loại. Do bị đốt nóng nên súng phát xạ nhiệt thường có tuổi thọ không cao và độ đơn sắc của chùm điện tử thường kém. Nhưng ưu điểm của nó là rất rẻ tiền và không đòi hỏi chân không siêu cao. Các chất phổ biến dùng làm catot là W, Pt, LaB6...

- Sử dụng súng phát xạ trường (Field Emission Gun, các TEM sử dụng nguyên lý này thường được viết là FEG TEM): Điện tử phát ra từ catot nhờ một điện thế lớn đặt vào vì thế nguồn phát điện tử có tuổi thọ rất cao, cường độ chùm điện tử lớn và độ đơn sắc rất cao, nhưng có nhược điểm là rất đắt tiền và đòi hỏi môi trường chân không siêu cao.

2.2.3.3. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) Phổ tán sắc năng lượng tia X, hay còn gọi là phổ tán sắc năng lượng là kỹ thuật phân tích thành phần hóa học của vật rắn dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra từ vật rắn do tương tác với các bức xạ (mà chủ yếu là chùm điện tử có năng lượng cao trong các kính hiển vi điện tử). Trong các tài liệu khoa học, kỹ thuật này thường được viết tắt là EDX hay EDS xuất phát từ tên gọi tiếng anh: Energy-dispersive Xray spectroscopy.

Kỹ thuật EDX chủ yếu được thực hiện trong các kính hiển vi điện tử ở đó, ảnh vi cấu trúc vật rắn được ghi lại thông qua việc sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao tương tác với vật rắn. Khi chùm điện tử có năng lượng lớn được chiếu vào vật rắn, nó sẽ đâm xuyên sâu vào nguyên tử vật rắn và tương tác với các lớp điện tử bên trong của nguyên tử. Tương tác này dẫn đến việc tạo ra các tia X có bước sóng đặc trưng tỉ lệ với nguyên tử số (Z) của nguyên tử theo định luật Mosley.

Có nghĩa là, tần số tia X phát ra là đặc trưng với nguyên tử của mỗi chất có mặt trong chất rắn. Việc ghi nhận phổ tia X phát ra từ vật rắn sẽ cho thông tin về các nguyên tố hóa học có mặt trong mẫu đồng thời cho các thông tin về tỉ phần các nguyên tố này.

Có nhiều thiết bị phân tích EDX (Hình 2.6) nhưng chủ yếu EDX được phát triển trong các kính hiển vi điện tử, ở đó các phép phân tích được thực hiện nhờ các

24

chùm điện tử có năng lượng cao và được thu hẹp nhờ hệ các thấu kính điện từ. Phổ tia X phát ra sẽ có tần số (năng lượng photon tia X) trải trong một vùng rộng và được phân tích nhờ phổ kế tán sắc năng lượng do đó ghi nhận thông tin về các nguyên tố cũng như thành phần.

Hình 2.5. Thiết bị sử dụng kĩ thuật EDX tạiViện dịch tể Trung Ương 2.2.3.4. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction - XRD) là hiện tượng các chùm tiaX nhiễu xạ trên các mặt tinh thể của chất rắn (Hình 2.8) do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo nên các cực đại và cực tiểu nhiễu xạ.

Kỹ thuật nhiễu xạ tia X được sử dụng để phân tích cấu trúc chất rắn, vật liệu như xác định thành phần pha tinh thể có trong vật liệu, xác định cấu trúc hạt tinh thể... Xét về bản chất vật lý, nhiễu xạ tia X cũng gần giống với nhiễu xạ điện tử, sự khác nhau trong tính chất phổ nhiễu xạ là do sự khác nhau về tương tác giữa tia X với nguyên tử và sự tương tác giữa điện tử và nguyên tử.

Hình 2.6. Hiện tượng các tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể chất rắn, tính tuần hoàn dẫn đến việc các mặt tinh thể đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ

25

Xét một chùm tia X có bước sóng λ chiếu tới một tinh thể chất rắn dưới góc tới θ. Do tinh thể có tính chất tuần hoàn, các mặt tinh thể sẽ cách nhau những khoảng đều đặn d, đóng vai trò giống như các cách tử nhiễu xạ và tạo ra hiện tượng nhiễu xạ của các tia X. Phổ nhiễu xạ tia X là sự phụ thuộc của cường độ nhiễu xạ vào góc nhiễu xạ (thường dùng là 2 lần góc nhiễu xạ, 2θ). Máy đo XRD thể hiện ở Hình 2.9.

Hình 2.7. Máy nhiễu xạ tia XRD8 Advance–Bruker

Hình 2.9.Ảnh XRD của mẫu nano đồng

26

2.2.4.Ứng dụng diệt khuẩn của nano đồng trên vỏ tôm Tiến hành thử nghiệm và so sánh khả năng diệt khuẩn của nano đồng như sau: Chuẩn bị 5 mẫu vỏ tôm giống nhau, có độ tươi như nhau cho vào bình tam giác có kí hiệu mẫu. Mẫu 1,2,3 ta lần lượt xịt đều vỏ tôm với các dung dịch nano đồng tạo được từ dịch chiết lá và dung dịch CuSO4100ppm, 200ppm, 500ppm, mẫu 4 ta xịt đều vỏ tôm với dịch chiết lá húng quế, mẫu 5 xịt đều vỏ tôm với nước cất.

Lưu mẫu 1 ngày và quan sát màu sắc mùi của mẫu.

2.2.5. Phương pháp thăm dò khả năng kháng vi sinh vật a. Chuẩn bị dung dịch keo nano đồng Tiến hành điều chế dung dịch keo nano đồng tổng hợp từ dung dịch CuSO4 với tác nhân khử dịch chiết lá húng quế ở điều kiện tối ưu. Dung dịch keo nano đồng được thăm dò khả năng kháng vi sinh vật với hai chủng vi khuẩn Salmonella, vi khuẩn Escherichia coli bằng phương pháp đục lỗ thạch. b. Môi trường thạch dùng để thăm dò khả năng kháng vi sinh vật Môi trường pha để nấu thạch gồm: Agar:

20.0 gam

Pepton:

10.0 gam

Cao thịt:

5.0 gam

NaCl:

10.0 gam

Nước cất vừa đủ:

1000ml

pH= 6.8; khử trùng ở 119oC trong 20 phút Tiến hành: Cân chính xác 10.0 gam pepton, 5.0 gam cao thịt, 10.0 gam NaCl cho vào ca nhựa 2 lít, sau đó thêm nước cất vừa đủ 1 lít. Điều chỉnh pH = 6.8 bằng máy đo pH rồi cho 20.0 gam Agar khuấy cho tan, sau đó nấu sôi bằng lo vi sóng. Sau khi nấu, hỗn hợp được cho vào bình tam giác 1 lít, nút bằng bông gòn và hấp khử trùng ở 119oC trong 90 phút. c. Xác định hoạt tính kháng vi sinh vật Hoạt tính kháng vi sinh vật được xác định bằng phương pháp đục lỗ. Phương pháp như sau:

27

Môi trường sau khi được pha và hấp khử trùng, cho vào mỗi đĩa petri có đáy phẳng đã được rửa sạch, sấy khô và đặt lên bề mặt thật phẳng để thạch có bề dày đồng nhất, khoảng 4 mm. Thể tích môi trường khoảng 25 ml/ đĩa. Để nguội ở nhiệt độ phòng. Sau khi môi trường đã đông cứng, tiến hành đục lỗ thạch. Sau đó, dùng que cấy trang vô khuẩn, trang đều khuẩn lên bề mặt thạch.

Dịch chiết và dung dịch keo nano đồng được nhỏ vào các lỗ đã đục, sau đó mang các đĩa thạch giữ trong tủ ấm ở 37oC. Sau 24 giờ, quan sát vòng kháng khuẩn tạo thành.

Quá trình được tiến hành trong tủ cấy vô trùng.

28

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết lá húng quế 3.1.1. Khảo sát tỉ lệ rắn/lỏng Để khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá húng quế tối ưu vào tỉ lệ khối lượng lá húng quế so với thể tích nước, tiến hành với các thông số như sau: - Thời gian chiết: 30 phút .

- Nồng độ dung dịch CuSO4: 0,7 mM. - Tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4 = 3 mL/ 30 mL. - Môi trường pH = 4,8 (pH đo được của dung dịch mẫu).

- Nhiệt độ tạo nano đồng: nhiệt độ phòng.

- Thời gian tạo nano đồng: 60 phút.

- Đối với thông số tỉ lệ rắn lỏng, cố định thể tích nước VH2O= 100mL, giá trị khối lượng lá húng quế biến thiên: m= 2,5 gam, 5 gam, 10 gam, 15 gam, 20 gam, 25 gam.

Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ rắn lỏng được biểu diễn ở Hình 3.1. và Bảng 3.1

Hình 3.1.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ rắn/lỏng đến quá trình tạo nano đồng Bảng 3.1. Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo tỉ lệ rắn /lỏng Rắn/lỏng

2,5/100

5/100

10/100

15/100

20/100

25/100

A (385nm)

0,9772

1,1325

1,1045

1,0995

1,0983

1,0677

29

Nhận xét: Từ kết quả ở Hình 3.1, Bảng 3.1 cho thấy khi tỉ lệ rắn/lỏng là 5g/100mL thì giá trị mật độ quang đo được là cao nhất (A385 = 1,1325), nghĩa là lượng nano đồng tạo thành là tốt nhất và nếu tiếp tục tăng khối lượng lá húng quế lên thì giá trị mật độ quang giảm dần. Có thể giải thích như sau: khi khối lượng lá húng quế vượt quá 5 gam thì các chất khử chiết ra nhiều đã làm cho quá trình khử ion đồng xảy ra nhanh hơn dẫn đến các hạt nano đồng tạo ra nhanh, dễ bị keo tụ lại tạo thành hạt có kích thước lớn gây giảm mật độ quang.Vì vậy, tỉ lệ rắn/lỏng thích hợp là 5g/100mL. 3.1.2. Khảo sát thời gian chiết Để khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá húng quếtối ưu (tức dịch chiết có khả năng tạo nano đồng tốt nhất) vào thời gian chiết, tiến hành thí nghiệm với các thông số như sau: - Tỉ lệ rắn/lỏng: 5 gam lá húng quế/100mL nước cất ( kết quả từ 3.1.1).

- Nồng độ dung dịch CuSO4: 0,7mM. - Tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4 = 3 mL/30mL - Môi trường pH = 4,8 (pH đo được của dung dịch mẫu).

- Nhiệt độ tạo nano đồng: nhiệt độ phòng.

- Thời gian tạo nano đồng: 60 phút. Đối với thông số thời gian chiết, các giá trị biến thiên: t = 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút.

Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của khả năng tạo dịch chiết lá húng quếtối ưu vào thời gian chiết được biểu diễn ở Hình 3.2 và Bảng 3.2

30

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian chiết đến quá trình tạo nano đồng Bảng 3.2. Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo thời gian chiết Thời gian chiết A(385nm)

10p

20p

30p

40p

50p

1,0752

1,0872

1,1077

1,1498

1,1140

Nhận xét:Từ kết quả ở Hình 3.2, Bảng 3.2 cho thấy khi tăng thời gian chiết tức thời gian chưng ninh lên từ 10 đến 40 phút thì mật độ quang tăng lên và đạt kết quả cao nhất sau 40 phút (A385 = 1,1498). Nếu tiếp tục tăng thời gian chiết lên thì mật độ quang giảm. Điều này được giải thích là ở thời gian chưng ninh 40 phút thì đã tạo ra lượng chất khử thích hợp nhất để khử lượng ion Cu2+ tạo thành hạt nano đồng. Khi tăng thời gian chiết lên có thể do lượng chất khử tạo ra quá nhiều làm cho quá trình tạo nano đồng xảy ra quá nhanh, dẫn đến hiện tượng các hạt nano đồng tạo thành dễ bị keo tụ lại tạo ra các hạt có kích thước lớn nên làm giảm mật độ quang. Vậy, thời gian chiết lá húng quế thích hợp là 40 phút.

3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo nano đồng Sau khi đã thu được dịch chiết lá húng quế tối ưu, tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo nano đồng.

31

3.2.1. Khảo sát nhiệt độ tạo nano đồng Để khảo sát sự phụ thuộc khả năng tạo nano đồng vào nhiệt độ, cố định các thông số như sau: - Nồng độ dung dịch CuSO4: 0,7mM - Tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4 = 3mL/30mL - pH môi trường: 4,8 .

- Thời gian tạo nano đồng: 60 phút.

- Đối với thông số nhiệt độ, giá trị biến thiên: T = 25oC, 30oC, 40oC, 500C, 600C. Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của quá trình tạo nano đồng vào nồng độ dung dịch CuSO4được biểu diễn ở Hình 3.3 và Bảng 3.3

Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tạo nano đồng Bảng 3.3. Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo nhiệt độ tạo nano đồng To tạo nano Cu A(385nm)

25

30

40

50

60

1,2030

1,2188

1,2209

1,1937

1,1915

Nhận xét: Từ kết quả ở Hình 3.3 và Bảng 3.3 cho thấy khi tăng nhiệt độ từ 25oC đến 40oC thì giá trị mật độ quang đo được tăng và đạt giá trị cao nhất tại 40oC, nghĩa là lượng nano đồng tổng hợp được là tốt nhất. Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì mật độ

32

quang giảm dần. Điều này được giải thích như sau: ở nhiệt độ cao hơn 40oC các phân tử chuyển động nhanh, số va chạm hiệu quả tăng nhanh dẫn đến hạt nano đồng tạo thành nhanh, dễ bị keo tụ, hạt tạo thành có kích thước lớn gây giảm mật độ quang. Như vậy, giá trị nhiệt độ tạo nano đồng là 40oC, với giá trị mật độ quang cao (A385 = 1,2209) và dung dịch keo nano đồng tổng hợp được bền, ít bị keo tụ.

Cơ chế tạo nano đồng từ dung dịch Cu2+ bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá húng quế

3.3. Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ dịch chiết và môi trường pH đến quá trình tạo nano đồng ở những nồng độ khác nhau của dung dịch CuSO4 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ dịch chiết lá húng quế đến quá trình tạo nano đồng ở những nồng độ khác nhau 3.3.1.1.Đối với dung dịch CuSO4 100ppm Để khảo sát sự phụ thuộc khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết lá húng quế, cố định các thông số như sau: - Nồng độ dung dịch CuSO4: 100ppm - Nhiệt độ: T = 40oC( theo như 3.2.1.)

- pH môi trường: 4,8 - Thời gian tạo nano đồng: 30 phút - Đối với thông số tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4, giá trị biến thiên: V =3ml,4ml,5ml,6ml,7ml.

Kết quả khảo sát thực nghiệm sự phụ thuộc của khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết và dung dịch CuSO4 100ppm được biểu diễn ở Hình 3.4 và Bảng 3.4

33 0.70 0.6 0.5 0.4 A

0.3 6ml 5ml 7ml 4ml 3ml

0.2 0.1 0.00 300.0

3ml

350

400 nm

4ml

450

5ml

500.0

6ml

7ml

Hình 3.4.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết đến quá trình tạo nano đồng tại dung dịch CuSO4 100ppm Bảng 3.4. Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo tỉ lệ dịch chiết tạidung dịch CuSO4 100ppm Tỉ lệ dịch chiết A(335nm)

3ml/50ml 0,32

4ml/50ml 5ml/50ml 0,33

0,52

6ml/50ml

7ml/50ml

0,66

0,5

Nhận xét: Từ kết quả đo UV-VIS cho thấy khi đo phổ của các dung dịch keo thu được khi cho dung dịch CuSO4 100ppm tác dụng với các tỉ lệ dịch chiết lá húng quế khác nhau đều có sự xuất hiện của đỉnh Peak nằm trong khoảng 300-500nm. Đỉnh hấp thụ không có sự thay đổi nhiều nhưng mật độ quang tăng từ thể tích dịch chiết là 3ml đến 6ml sau đó giảm khi tỉ lệ thể tích dịch chiết là 7ml.Từ kết quả trên ta thấy thể tích dịch chiết là 6ml cho cường độ hấp thụ cao nhất. Khi thể tích dịch chiết lên có thể do lượng chất khử tạo ra quá nhiều làm cho quá trình tạo nano đồng xảy ra quá nhanh, dẫn đến hiện tượng các hạt nano đồng tạo thành dễ bị keo tụ lại tạo ra các hạt có kích thước lớn nên làm giảm mật độ quang. Nên chọn thể tích dịch chiết lá húng quế là 6ml cho điều kiện tối ưu tạo nano đồng.

3.3.1.2.Đối với dung dịch CuSO4 200ppm Để khảo sát sự phụ thuộc khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết lá húng quế, cố định các thông số như sau:

34

- Nồng độ dung dịch CuSO4: 200ppm - Nhiệt độ: T = 40oC( theo như 3.2.1.)

- pH môi trường: 4,8 - Thời gian tạo nano đồng: 30 phút - Đối với thông số tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4, giá trị biến thiên: V =3ml,4ml,5ml,6ml,7ml.

Kết quả khảo sát thực nghiệm sự phụ thuộc của khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết và dung dịch CuSO4200ppm được biểu diễn ở Hình 3.5 và Bảng 3.5 0.70 0.6 0.5 0.4 A

0.3 0.2

5ml 6ml 7ml 4ml

0.1

3ml

0.00 300.0

350

3ml

400 nm

4ml

450

5ml

500.0

6ml

7ml

Hình 3.5Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết đến quá trình tạo nano đồng tại dung dịch CuSO4 200ppm Bảng 3.5 Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo tỉ lệ dịch chiết dung dịch CuSO4200ppm Tỉ lệ dịch chiết A(335nm)

3ml/50ml 0,27

4ml/50ml 5ml/50ml 0,26

0,61

6ml/50ml

7ml/50ml

0,52

0,39

Nhận xét: Từ kết quả đo UV-VIS cho thấy khi đo phổ của các dung dịch keo thu được khi cho dung dịch CuSO4 200ppm tác dụng với các tỉ lệ dịch chiết lá húng quế khác nhau đều có sự xuất hiện của đỉnh Peak nằm trong khoảng 300-500nm. Đỉnh hấp thụ không có sự thay đổi nhiều nhưng mật độ quang tăng từ thể tích dịch chiết là 3ml đến 5ml sau đó giảm khi tỉ lệ thể tích dịch chiết là 7ml.Từ kết quả trên ta thấy thể tích dịch chiết là 5ml cho cường độ hấp thụ cao nhất. Khi tăng thể tích dịch chiết lên có thể do lượng chất khử tạo ra quá nhiều làm cho quá trình tạo nano đồng xảy ra quá nhanh, dẫn đến hiện tượng các hạt nano đồng tạo thành dễ bị keo

35

tụ lại tạo ra các hạt có kích thước lớn nên làm giảm mật độ quang. Nên chọn thể tích dịch chiết lá húng quế là 5ml cho điều kiện tối ưu tạo nano đồng.

3.3.1.3. Đối với dung dịch CuSO4 500ppm Để khảo sát sự phụ thuộc khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết lá húng quế, cố định các thông số như sau: - Nồng độ dung dịch CuSO4: 500ppm - Nhiệt độ: T = 40oC( theo như 3.2.1.)

- pH môi trường: 4,8 - Thời gian tạo nano đồng: 30 phút - Đối với thông số tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4, giá trị biến thiên: V =3ml,4ml,5ml,6ml,7ml.

Kết quả khảo sát thực nghiệm sự phụ thuộc của khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết và dung dịch CuSO4500ppm được biểu diễn ở Hình 3.6 và Bảng 3.6 0.700 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 A 0.30 0.25 5ml 7ml 6ml 4ml 3ml

0.20 0.15 0.10 0.05 0.000 300.0

3ml

320

340

360

4ml

380

400 nm

420

5ml

440

460

480

6ml

500.0

7ml

Hình 3.6.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết đến quá trình tạo nano đồng tại dung dịch CuSO4500ppm Bảng 3.6. Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo tỉ lệ dịch chiết dung dịch CuSO4500ppm Tỉ lệ dịch chiết A(335nm)

3ml/50ml 0,23

4ml/50ml 5ml/50ml 0,28

0,57

6ml/50ml

7ml/50ml

0,37

0,47

36

Nhận xét: Từ kết quả đo UV-VIS cho thấy khi đo phổ của các dung dịch keo thu được khi cho dung dịch CuSO4 500ppm tác dụng với các tỉ lệ dịch chiết lá húng quế khác nhau đều có sự xuất hiện của đỉnh Peak nằm trong khoảng 300-500nm. Đỉnh hấp thụ không có sự thay đổi nhiều nhưng mật độ quang tăng từ thể tích dịch chiết là 3ml đến 5ml sau đó giảm khi tỉ lệ thể tích dịch chiết là 7ml. Khi tăng thể tích dịch chiết lên có thể do lượng chất khử tạo ra quá nhiều làm cho quá trình tạo nano đồng xảy ra quá nhanh, dẫn đến hiện tượng các hạt nano đồng tạo thành dễ bị keo tụ lại tạo ra các hạt có kích thước lớn nên làm giảm mật độ quang. Từ kết quả trên ta thấy thể tích dịch chiết là 5ml cho cường độ hấp thụ cao nhất. Nên chọn thể tích dịch chiết lá húng quế là 5ml cho điều kiện tối ưu tạo nano đồng.

3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng môi trường pH đến quá trình tạo nano đồng ở những nồng độ khác nhau 3.3.2.1.Đối với dung dịch CuSO4 100ppm Để khảo sát sự phụ thuộc khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết lá húng quế, cố định các thông số như sau: - Nồng độ dung dịch CuSO4: 100ppm - Nhiệt độ: T = 40oC( theo như 3.2.1.)

- Tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4 :6ml/50ml (Từ kết quả 3.3.1.1.)

- Thời gian tạo nano đồng: 30 phút - Đối với thông số pH môi trường, giá trị biến thiên: pH =6,7,8,9.

Kết quả khảo sát thực nghiệm sự phụ thuộc của khả năng tạo nano đồng vào pH dung dịch tại dung dịch CuSO4 100ppm được biểu diễn ở Hình 3.7 và Bảng 3.7

37

1.00

0.8

0.6 A 0.4

0.2

9 7 6 8

0.00 300.0

350

6

400 nm

450

7

8

500.0

9

Hình 3.7.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo nano đồng dung dịch CuSO4 100ppm Bảng 3.7. Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo pH dung dịch CuSO4 100ppm pH A(335nm)

6

7

8

9

0,76

0,77

0,82

0,79

Nhận xét: Từ kết quả đo UV-VIS cho thấy khi đo phổ của các dung dịch keo thu được khi cho dung dịch CuSO4 100ppm tác dụng với thể tích dịch chiết lá húng quế là 6ml ở những khoảng pH khác nhau đều có sự xuất hiện của đỉnh Peak nằm trong khoảng 300-500nm. Đỉnh hấp thụ không có sự thay đổi nhiều nhưng mật độ quang tăng từ pH 6 đến 8 sau đó giảm khi pH bằng 9.Từ kết quả trên ta thấy pH là 8 cho cường độ hấp thụ cao nhất. Nguyên nhân của hiện tượng này có thể giải thích như sau: khi ở môi trường có pH lớn hơn 8, lượng nano đồng tạo thành quá nhanh, dẫn đến hiện tượng bị keo tụ, hạt nano đồng tổng hợp có kích thước lớn, làm giảm mật độ quang. Nên pH là 8 cho điều kiện tối ưu tạo nano đồng.

3.3.2.2. Đối với dung dịch CuSO4 200ppm Để khảo sát sự phụ thuộc khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết lá húng quế, cố định các thông số như sau: - Nồng độ dung dịch CuSO4: 200ppm

38

- Nhiệt độ: T = 40oC.( theo như 3.2.1.).

- Tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4 :5ml/50ml.( Từ kết quả 3.3.1.2) - Thời gian tạo nano đồng: 30 phút.

- Đối với thông số pH môi trường, giá trị biến thiên: pH =6,7,8,9.

Kết quả khảo sát thực nghiệm sự phụ thuộc của khả năng tạo nano đồng vào pH dung dịch tại dung dịch CuSO4 100ppm được biểu diễn ở Hình 3.8 và Bảng 3.8 1.00

0.8

0.6 A

0.4

0.2

0.00 300.0

350

400 nm

6

450

7

8

500.0

9

Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo nano đồng dung dịch CuSO4200ppm Bảng 3.8. Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo pH dung dịch CuSO4200ppm pH A(335nm)

6

7

8

9

0,37

0,64

0,62

0,61

Nhận xét: Từ kết quả đo UV-VIS cho thấy khi đo phổ của các dung dịch keo thu được khi cho dung dịch CuSO4 100ppm tác dụng với thể tích dịch chiết lá húng quếlà 5ml ở những khoảng pH khác nhau đều có sự xuất hiện của đỉnh Peak nằm trong khoảng 300-500nm. Đỉnh hấp thụ không có sự thay đổi nhiều nhưng mật độ quang tăng từ pH 6 đến 7 sau đó giảm khi pH bằng 8.Từ kết quả trên ta thấy pH là 7 cho cường độ hấp thụ cao nhất. Nguyên nhân của hiện tượng này có thể giải thích như sau: khi ở môi trường có pH lớn hơn 7, lượng nano đồng tạo thành quá nhanh,

39

dẫn đến hiện tượng bị keo tụ, hạt nano đồng tổng hợp có kích thước lớn, làm giảm mật độ quang. Nên pH là 7 cho điều kiện tối ưu tạo nano đồng.

3.3.2.3.Đối với dung dịch CuSO4 500ppm Để khảo sát sự phụ thuộc khả năng tạo nano đồng vào tỉ lệ dịch chiết lá húng quế, cố định các thông số như sau: - Nồng độ dung dịch CuSO4: 500ppm - Nhiệt độ: T = 40oC( theo như 3.2.1.)

- Tỉ lệ thể tích dịch chiết/dung dịch CuSO4 :5ml/50ml(Từ kết quả 3.3.1.3.)

- Thời gian tạo nano đồng: 30 phút - Đối với thông số pH môi trường, giá trị biến thiên: pH =6,7,8,9.

Kết quả khảo sát thực nghiệm sự phụ thuộc của khả năng tạo nano đồng vào pH dung dịch tại dung dịch CuSO4 100ppm được biểu diễn ở Hình 3.9 và Bảng 3.9 1.00

0.8

0.6 A

0.4

0.2

0.00 300.0

350

6

400 nm

7

450

8

500.0

9

Hình 3.9.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo nano đồngdung dịch CuSO4500ppm

40

Bảng 3.9. Giá trị mật độ quang đo được ở các mẫu theo pH dung dịch CuSO4500ppm pH A(335nm)

6

7

8

9

0,38

0,5

0,89

0,7

Nhận xét: Từ kết quả đo UV-VIS cho thấy khi đo phổ của các dung dịch keo thu được khi cho dung dịch CuSO4 100ppm tác dụng với các thể tích dịch chiết lá húng quế là 5ml ở những khoảng pH khác nhau đều có sự xuất hiện của đỉnh Peak nằm trong khoảng 300-500nm. Đỉnh hấp thụ không có sự thay đổi nhiều nhưng mật độ quang tăng từ pH 6 đến 8 sau đó giảm khi pH bằng 9.Từ kết quả trên ta thấy pH là 8 cho cường độ hấp thụ cao nhất.Nguyên nhân của hiện tượng này có thể giải thích như sau: khi ở môi trường có pH lớn, lượng nano đồng tạo thành quá nhanh, dẫn đến hiện tượng bị keo tụ, hạt nano đồng tổng hợp có kích thước lớn, làm giảm mật độ quang. Nên pH là 8 cho điều kiện tối ưu tạo nano đồng.

3.4. Kết quả khảo sát đặc tính của hạt nano đồng Dung dịch keo nano đồng tổng hợp từ dung dịch CuSO4 với tác nhân khử dịch chiết nước lá húng quế ở điều kiện tối ưu được khảo sát các đặc tính hóa lý như TEM, EDX tại Phòng Thí nghiệm siêu cấu trúc khoa virut Viện Vệ sinh dịch tể trung ương, số 1 Yecxanh, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, và XRD tại Đại học bách khoa Đà Nẵng.

Kết quả khảo sát được trình bày ở các Hình 3.10, 3.11, 3.12

41

Hình 3.10. Ảnh TEM của mẫu nano đồngtổng hợp

Hình 3.11. Phổ EDX của mẫu nano đồng tổng hợp

42

Hình 3.12. Phổ XRD của mẫu nano đồng tổng hợp Nhận xét: Từ Hình 3.10 cho thấy, hạt nano đồng tổng hợp từ dung dịch CuSO4 với tác nhân khử dịch chiết nước lá húng quế có dạng hình cầu với kích thước 20 nm.

Phổ phân tích nguyên tố EDX ở hình 3.11 cho thấy thành phần chính thu được của dung dịch nano là đồng, ngoài ra còn có 1 lượng C, O, S đó là thành phần của màng bọc thực vật quanh nano tạo ra.

Phân tích phổ nhiễu xạ tia X ở hình 3.12 có xuất hiện các pic đặc trưng cho cấu trúc lập phương tâm diện 111, 200, 220của tinh thể đồng.

Như vậy, các kết quả phân tích hóa lý trên đã khẳng định quá trình tổng hợp nano đồng từ dung dịch CuSO4 với tác nhân khử dịch chiết nước lá húng quế.

3.5.Thử khả năng kháng khuẩn của nano đồng trên vỏ tôm Tiến hành thử nghiệm và so sánh khả năng diệt khuẩn của nano đồng và dịch chiết như sau: Chuẩn bị 4 mẫu vỏ tôm giống nhau, có độ tươi như nhau vào 5 bình tam giác có các kí hiệu mẫu. Mẫu 1,2,3 ta lần lượt xịt đều vỏ tôm với các dung dịch nano

43

đồng tạo được từ dịch chiết lá và dung dịch CuSO4100ppm, 200ppm, 500ppm, mẫu 4 ta xịt đều vỏ tôm với dịch chiết lá húng quế, mẫu 5 xịt đều vỏ tôm với nước cất..

Lưu mẫu 1 ngày và quan sát màu sắc mùi của mẫu tôi thu được kết quả.

Mẫu 1

Mẫu 2

Mẫu 3

Mẫu 4

Mẫu 5

Hình 3.13. Ảnh mẫu vỏ tôm sau 1 ngày lưu mẫu Mẫu 1,2,3: Vỏ tôm trong các dung dịch nano đồng tạo được từ dịch chiết lá và dung dịch CuSO4100ppm, 200ppm, 500ppm Mẫu 4: Vỏ tôm ở trong dịch chiết lá húng quế.

Mẫu5: Vỏ tôm ở trong nước cất.

Hiện tượng sau một ngày lưu mẫu như sau: Mẫu 1,2,3: Mẫu vỏ tôm có sắc khá tươi và không bị phân hủy.

Mẫu 4: Vỏ tôm có màu sắc tươi và ít bị phân hủy.

Mẫu 5: Vỏ tôm đang phân hủy có mùi rất hôi.

Qua thử nghiệm về khả năng kháng khuẩn của nano đồng trên vỏ tôm thì bước đầu nhận thấy khả năng kháng khuẩn khá tốt.

3.6 Kết quả thăm dò hoạt tính kháng khuẩn vi sinh vật của dung dịch keo nano đồng Tiến hành thăm dò hoạt tính kháng vi sinh vật của dung dịch keo nano đồng tổng hợp từ dung dịch CuSO4 với tác nhân khử dịch chiết nước lá húng quế ở điều kiện tối ưu với hai chủng vi khuẩn Salmonella và vi khuẩn Escherichia coli tại phòng thí nghiệm vi sinh, khoa Sinh học, trường Đại học Sư Phạm - Đại học Đà Nẵng. Kết quả được tổng hợp ở Bảng 3.10 và các Hình 3.14, Hình 3.15, Hình 3.16.

44

Bảng 3.10. Kết quả thử hoạt tính kháng vi khuẩn đối với dung dịch keo nano đồng Salmonella STT

Dung dịch khảo sát

Hoạt tính

Đường kính vòng kháng sinh (cm)

Escherichia coli Hoạt tính

Đường kính vòng kháng sinh (cm)

1

Dịch chiết lá húng quế

-

0

-

0

2

Dung dịch nano đồng

+

0,7

+

0,5

tạo được ở nồng độ 500ppm

DD keo nano đồng DD keo nano đồng

Hình 3.14. Kháng sinh Salmonella

Hình 3.15. Kháng sinh Escherichia coli

Hình 3.16. Dịch chiết lá húng quế không thể hiện hoạt tính kháng sinh Nhận xét: Dung dịch nano đồng 500ppm tạo được có hoạt tính kháng khuẩn với hai chủng Salmonella và Escherichia coli. Đường kính các vòng kháng sinh này tương

45

đối lớn và rõ. Đường kính vòng kháng sinh đối với chủng vi khuẩn Salmonella lớn hơn so với đường kính vòng kháng sinh của vi khuẩn E.coli. Do đó, dung dịch nano đồng tạo thành với dung dịch CuSO4 500ppm kháng vi khuẩnSalmonella mạnh hơn so với vi khuẩn E.coli.

46

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong đề tài nghiên cứu này tôi đã thu được một số kết luận như sau: 1. Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến việc tổng hợp nano đồng từ dung dịch CuSO4 bằng tác nhân dịch chiết lá húng quế. Điều kiện tối ưu đối với dịch chiết lá húng quế: - Thời gian chiết: 40 phút - Tỉ lệ khối lượng mẫu lá húng quế và thể tích nước: 5 gam/100 mL. - Nhiệt độ tạo nano đồng: 40oC Điều kiện tối ưu đối với quá trình tạo nano đồng ở những nồng độ khác nhau: - Nồng độ CuSO4 100ppm tỉ lệ dịch chiết tối ưu là 6ml với pH tối ưu là 8.

- Nồng độ CuSO4 200ppm tỉ lệ dịch chiết tối ưu là 5ml với pH tối ưu là 7.

- Nồng độ CuSO4 500ppm tỉ lệ dịch chiết tối ưu là 5ml với pH tối ưu là 8.

2. Từ kết quả đo TEM, EDX, XRD, đã khẳng định được hạt nano đồng tổng hợp từ dung dịch đồng sunfat bằng tác nhân khử trong dịch chiết nước lá húng quế có dạng hình cầu với kích thước vào khoảng 20 nm.

3.Đã tìm hiểu và bước đầu thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của nano đồng trên vỏ tôm, đối với khả năng kháng khuẩn của nano đồng trên vỏ tôm thì tôi nhận thấy phần nào khả năng kháng khuẩn khá tốt không bị phân hủy.

4. Tiến hành thăm dò hoạt tính kháng khuẩn vi sinh vật của dung dịch keo nano đồng với hai chủng vi khuẩn Salmonella và vi khuẩn Escherichia coli cho kết quả dung dịch nano keo nano đồng thể hiện hoạt tính kháng khuẩn khá tốt.

KIẾN NGHỊ 1. Nghiên cứu sâu hơn về điều chế nano đồng bằng con đường sử dụng các tác nhân chất khử thiên nhiên khác vật như sử dụng các loại lá khác đặc biệt là những lá có chứa tinh dầu như lá húng chanh, tía tô, cần, ổi,... để tổng hợp nano đồng.

2.Tiếp tục tìm hiểu về hoạt tính kháng khuẩn của đồng trên các chủng vi khuẩn khác nhau.

3.Thực hiện nghiên cứu ứng dụng nano đồng trong các lĩnh vực trong cuộc sống.

47

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đào Khắc An (2009), Công nghệ Micrô và Nano Điện tử, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam. [2] Trương Văn Tân (2009), Khoa học và công nghệ nano, Nhà xuất bản Hà Nội.

[3] Trương Văn Tân (2016), Vật liệu và Thiết bị nano, Nhà xuất bản tổng hợp.

[4] Đỗ Huy Bích (2004), Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.

[5] Lê Văn Phủng (2009), Vi khuẩn y học, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam. [6] Trương Văn Tân , “Công nghệ nano”, Maxreading <http://www.maxreading.com/sach-hay/lich-su-cac-phat-minh/cong-nghe-nano2545.html> [7]

https://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%B4ng_ngh%E1%BB%87_nano,

Công

nghệ nano.

[8] Genk, “Công nghệ nano và những ứng dụng đột phá”, Genk. <http://genk.vn/kham-pha/cong-nghe-nano-va-nhung-ung-dung-dot-pha20140605234725292.chn> [9]<http://www.nanobacsuper.com/nano-dong-va-ung-dung-cua-nano-dong> (2016), Nano đồng và ứng dụng của nano đồng trong nông nghiệp.

[10] <http://wasi.org.vn/ung-dung-nano-dong-trong-nong-nghiep/> Ứng dụng nano đồng trong nông nghiệp.

[11]

<

http://ydvn.net/contents/view/399.cay-hung-que-o-basilicum-l.html>Cây

húng quế - O. Basilicum.L Tiếng Anh [12] Paula Johansonas (2007), Copper Understanding the elements of periodic table, The Rosen Publishing Group [13] Copper. In: Recommended Dietary Allowances, Washington, D.C, National Research Council, Food Nutrion Board, NRC/NAS(1980) 151-154 [14] Thi My Dung Dang, Thi Thu Tuyet Le, Eric Fribourg Blanc, Mau Chien Dang (2011), “The influence of solvents and surfactants on the preparation of copper

48

nanoparticles

by

a

chemical

reduction

methodâ&#x20AC;?,

Adv.Nat.Sci:

Nanosci.Nanotechnol.2 [15] C.Yong, B.C.Zhang, C.S. Seet, A. See, L. Chan, J. Sudijono, S.L. Liew, C.H. Tung and H.C. Zeng, Cool Copper Template for Formation of Oriented Nanocrystalline Îą-Tantalum, Journal of Physical Chemistry B, Vol. 106(2002) pp.

12366-12368 [16] Bonham, et al. (2002), The immune system as a physiological indicator of marginal copper status, British Journal of Nutrition.

[17] Muhammad Imran Din, Rida Rehan (2016), Synthesis, Characterization, and Applications of Copper Nanoparticles, Institute of Chemistry, University of the Punjab, Lahore, Pakistan.