Nghiên cứu phát triển các vật liệu nano tổ hợp nanocomposite trên cơ sở hạt từ nano ferit và hạt bạc nano kim loại (MF@Ag) cấu trúc lõi/vỏ nhằm ứng dụng trong các công nghệ diệt khuẩn và diệt nấm mốc
Trên cơ sở kế thừa các kết quả đạt được từ đề tài nghiên cứu đã được nhóm nghiên cứu thực hiện trong giai đoạn trước, từ tháng 02/2016 đến tháng 02/2013, nhóm nghiên cứu tiếp tục tiến hành thu thập các dữ liệu, thông tin, kết quả nghiên cứu trên thế giới nhằm đánh giá so sánh để đưa ra những lựa chọn đối tượng và công nghệ phù hợp để tiến hành nghiên cứu triển khai với mục tiêu chính là có được các kết quả nghiên cứu mới, các phát hiện mới ở đẳng cấp quốc tế và có thể ứng dụng vào đời sống, sản xuất.
Nhằm phát triển thành công các vật liệu nanocomposite MF@Ag trên cơ sở hạt từ nano ferit-hạt bạc nano kim loại cấu trúc lõi/vỏ nhằm ứng dụng trong các công nghệ diệt khuẩn và diệt nấm mốc cũng như tạo môi trường nghiên cứu công nghệ cao (công nghệ nano), thúc đẩy nghiên cứu khoa học cơ bản của miền Nam và đào tạo nguồn nhân lực cao cho đất nước, nhóm nghiên cứu do TS. Lê Minh Tùng, Trường Đại học Tiền Giang đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu phát triển các vật liệu nano tổ hợp nanocomposite trên cơ sở hạt từ nano ferit và hạt bạc nano kim loại (MF@Ag) cấu trúc lõi/vỏ nhằm ứng dụng trong các công nghệ diệt khuẩn và diệt nấm mốc” với các nội dung nghiên cứu bao gồm nghiên cứu công nghệ tổng hợp vật liệu nanocomposite MF@Ag cấu trúc lõi vỏ; nghiên cứu quy trình tổng hợp các vật liệu hạt từ nano ferit bằng phương pháp đồng kết tủa. nghiên cứu quy trình tổng hợp hạt bạc nano trên các hạt nano ferit từ bằng phương pháp khử quang hóa. Nghiên cứu quy trình tổng hợp hạt bạc nano trên các hạt nano ferit từ bằng phương pháp khử phân ly nhiệt và nghiên cứu ặc trưng hóa lý và tính chất siêu thuận từ của vật liệu nanocomposite MF@Ag cũng như hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của vật liệu nanocomposite MF@Ag.
Sử dụng phương pháp đồng kết tủa để tộng hợp các vật liệu nano từ ferit Fe3O4và ferit MnFe2O4, phương pháp quang hóa và phân ly nhiêt để tổng hợp hạt bạc nano trên chất mang nano ferit từ tính, phương pháp phân tích đặc trưng hóa lý về phổ nhiễu xạ tia X (XRD), hiển vi điện từ quét (TEM), hiển vi điện tử truyền qua (SEM), phổ hấp thụ cộng hưởng plasmon bề mặt (UV-VIS), phổ huỳnh quang (PL) và phổ tán xạ năng lượng tia X(EDX) và sử dụng phép đo đường cong từ hóa (VSM), các phương pháp xác định hoạt lực diệt khuẩn và diệt nấm của vật liệu nanocomposite MF@Ag gồm: phương pháp pha loãng thạch (dilution micromethod), phương pháp khuếch tán đĩa và phương pháp đo Od xác định đường cong sinh trưởng và các phương pháp xác định đường kính vòng vô khuẩn (D) từ khuếch tán đĩa, xác định tỷ lệ phần trăm kháng khuẩn từ đếm khuẩn trên thạch (R%), xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và xác định nồng độ diệt tối thiểu (MBC) từ phép đo mật độ quang (OD) đường cong sinh trưởng. Nhóm nghiên cứu đã thu được các kết quả cụ thể như sau:
- Đã xây dựng được quy trình chế tạo vật liệu nano tổ hợp Fe3O4 - Ag có cấu trúc dạng dimer dị thể với độ tinh khiết cao và có thể chế tạo mẫu với số lượng lớn.
- Đã xây dựng được quy trình tổng hợp vật liệu nanocomposite Mn Fe2O4 - Ag có cấu trúc dạng dimer có tính tương thích sinh học mạnh được sử dụng như là vật liệu nền. Vật liệu nano Ag có hoạt tính khử trùng mạnh được tổng hợp trên vật liệu nền MFO có kích thước và hình dạng được thay đổi bằng việc điều chỉnh các thông số như chất ổn định bề mặt, độ pH...
- Đã xác định được cấu trúc, hình dáng, phân bổ kích thước của hạt nano ôxít từ tính Fe3O4 NPs có kích cỡ trung bình khoảng 19 nm và hạt Ag-NPs có kích thước trung bình khoảng 5 nm. 2 mẫu vật liệu này có tính đơn pha và độ sạch cao.
- Đã xác định được sự tồn tạo của nano bạc trong dung dịch, sự xuất hiện của peak hấp thụ cực đại ở 428 nm (Ag-NPs) và 437 (Fe3O4 -Ag) là do hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt của hạt nano bạc.
- Đã sử dụng phép đo HRTEM để xác nhận sự hình thành của các tinh thể Ag-NPs gắn kết với hạt Fe3O4. Các kết quả cho thấy các hạt Ag-NPs có độ tinh khiết cao gắn kết bền vững trên bề mặt của Fe3O4.
- Đã xác định được tính chất từ của vật liệu nano tổ hợp Fe3O4-Ag và so sánh với tính chất từ của mẫu hạt nano ôxít Fe3O4 NPs. Các kết quả cho thấy các mẫu vật liệu này đều thể hiện tính chất siêu thuận từ ở nhiệt độ phòng, có thể thay đổi tỷ lệ khối lượng của pha từ tính và pha kim loại, giá trị lực kháng từ Hc rất nhỏ với khoảng 6 -10 Oe, giá trị từ độ bão hòa Ms đạt khoảng 52 – 54 emu/g do đó giảm thiểu được sự tác động đến môi trường vì có thể thu hồi vật liệu bằng từ trường ngoài, các vật liệu sau khi thu hồi có thể tái sử dụng nhiều lần.
- Đã tối ưu được quy tình công nghệ chế tạo hạt nano ferrite MN Fe3O4 và tối ưu được quy trình công nghệ chế tạo hạt nano Ag kim loại
- Đã đánh giá được hoạt tính diệt khuẩn MRSA và cơ chế diệt vi khuẩn kháng thuốc và vi nấm của vật liệu nanocomposite MF@Ag.
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được công bố trên tạp chí Journal of Nanoscience and Nanotechnology. Hướng nghiên cứu tiếp theo của nhóm sẽ là nghiên cứu chế tạo, tính chất của vật liệu nano phức hợp từ tính có cấu trúc lõi - vỏ M Fe3O4@F@AG/TiO2 và khả năng ứng dụng.
P.T.T - NASATI.
Số lần xem: 2050
