Trang 1 HUỲNH THỊ THU HIỀN TỔNG HỢP NANO KIM LOẠI Ag VÀ Cu ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG DIỆT KHUẨN Ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 8440104 Trang 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HUỲNH THỊ THU HIỀN TỔNG HỢP NANO KIM LOẠI Ag VÀ Cu ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG DIỆT KHUẨN Ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 8440104 Người hướng dẫn: TS NGUYỄN VĂN NGHĨA i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của cá nhân tôi, với sự cố vấn của người hướng dẫn khoa học - TS Nguyễn Văn Nghĩa Các nguồn tài liệu đã được liệt kê đầy đủ Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong đề án này là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác Bình Định, tháng 10 năm 2023 Tác giả đề án Huỳnh Thị Thu Hiền ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô giáo tổ Vật lý , khoa Khoa học tự nhiên, Trường Đại học Quy Nhơn đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện trong quá trình em học tập tại trường Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên TS Nguyễn Văn Nghĩa đã dành nhiều thời gian, tâm huyết, tận tình hướng dẫn để em hoàn thành đề án này Em xin gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu, các thầy cô phòng sau Đại học, phòng thí nghiệm Vật lí, phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học, khoa Khoa học tự nhiên, trường Đại học Quy Nhơn đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất trong quá trình em hoàn thành đề án Em cũng xin cảm ơn chương trình IUC, Hợp tác thể chế đại học của Trường Đại học Quy Nhơn do VLIR-UOS (Bỉ) tài trợ (IUC QNU) thuộc nhóm dự án 2 đã tài trợ cho đề án này Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn! Bình Định, tháng 10 năm 2023 Học viên Huỳnh Thị Thu Hiền iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 1 Lý do chọn đề tài 1 3 Mục đích của đề tài 3 4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 5 Phương pháp nghiên cứu: 3 6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 7 Cấu trúc của đề tài Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 4 1.1 Giới thiệu về công nghệ nano 4 1.1.1 Nguồn gốc và khái niệm của công nghệ nano 4 1.1.2 Cơ sở khoa học của công nghệ nano 4 1.1.3 Vật liệu nano 6 1.2 Tổng quan về nano bạc 9 1.2.1 Giới thiệu về hạt nano bạc .9 1.2.2 Một số tính chất của Ag nano 10 1.2.2.1 Tính chất quang học 10 1.2.2.2 Tính chất điện 11 1.2.2.3 Tính chất từ 11 1.2.2.4 Tính chất nhiệt 11 1.2.3 Ứng dụng của nano Ag 11 1.2.3.1 Ứng dụng của nano Ag đối với sức khoẻ và y học 12 1.2.3.2 Ứng dụng của nano Ag trong công nghiệp điện tử 13 1.2.3.3 Ứng dụng của nano bạc trong lĩnh vực may mặc 13 1.3 Tổng quan về nano đồng 14 1.3.1 Giới thiệu về nano đồng 14 1.3.2 Cơ chế diệt khuẩn của đồng nano 16 iv 1.3.3 Ứng dụng của nano Cu 17 1.3.3.1 Ứng dụng của nano Cu nano trong nông nghiệp 17 1.3.3.2 Ứng dụng của nano Cu trong công nghiệp điện tử 18 1.4 Các phương pháp điều chế nano Ag, Cu 19 1.4.1 Phương pháp ăn mòn laser 19 1.4.2 Phương pháp vi sóng 19 1.4.3 Phương pháp khử hóa 20 1.4.4 Phương pháp tổng hợp Bạc nano theo hướng tổng hợp xanh 21 1.5 Tình hình nghiên cứu nano Ag, Cu bằng phương pháp tổng hợp xanh 21 1.5.1 Tình hình nghiên cứu nano Ag, Cu trên thế giới 21 1.5.2 Tình hình nghiên cứu nano Ag trong nước 23 1.6 Tổng quan về cây lá vối 24 1.6.1 Giới thiệu về cây lá vối 24 1.6.2 Công dụng của lá vối 25 1.6.3 Thành phần hóa học của lá vối 25 CHƯƠNG 2: KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM 28 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất 28 2.1.1 Nguyên liệu 28 2.1.2 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị thí nghiệm 28 2.1.2.1 Hóa chất 28 2.1.2.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 28 2.2 Thực nghiệm 29 2.2.1 Quy trình tổng hợp dịch chiết lá vối 29 2.2.2 Tổng hợp dung dịch nano bạc 30 2.2.3 Tổng hợp dung dịch nano đồng 31 2.2.4 Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn 32 2.3 Đặc trưng vật liệu 32 2.3.1 Nhiễu xạ tia X 32 2.3.2 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 32 2.3.3 Hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 33 2.3.4 Phổ hấp thụ tử ngoại-khả kiến (UV-Vis) 34 2.3.5 Phương pháp khuếch tán qua giếng thạch (well diffusion agar) 34 v CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Đặc tính thành phần các nhóm của dịch chiết lá vối 36 3.2 Đặc trưng keo Ag nano chế tạo từ dịch chiết lá vối 37 3.2.1 Đặc trưng cấu trúc 37 3.2.2 Phổ IR keo Ag nano 38 3.2.3 Phổ UV-Vis keo Ag Nano 39 3.2.4 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua của keo Ag nano 40 3.3 Đặc trưng keo Cu nano chế tạo từ dịch chiết lá vối 41 3.3.1 Đặc trưng cấu trúc 41 3.3.2 Phổ IR keo Cu nano 42 3.3.3 Phổ UV-Vis keo Cu Nano 43 3.3.4 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua của keo Cu nano 44 3.4 Cơ chế quá trình khử trong phản ứng 45 3.5 Kết quả thử hoạt tính sinh của keo Ag và Cu nano 46 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 QUYẾT ĐỊNH GIAO TÊN ĐỀ TÀI (BẢN SAO) vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Diễn giải SEM Scanning Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử quét TEM Transmission Electron Microscope Kính hiển vi điện tử truyền qua XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X UV-Vis Ultra violet - Visible Phương pháp hấp thụ tử ngoại- khả kiến Abs Absorbance Khả năng hấp thụ B.Subtilis Bacillus Subtilis trực khuẩn, vi khuẩn gram dương E.Coli Escherichia Coli vi khuẩn coliform Gram âm Cu Copper Đồng Ag Silver Bạc DMSO Dimethyl sulfoxide hợp chất hữu cơ lưu huỳnh với công thức (CH₃)₂SO De M ann JD, R ogosa, Tên của những người đề xuất MRS và S harpe môi trường này để nuôi cấy lactobacilli vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các tính chất lý – hóa của Ag 9 Bảng 1.2 Tính chất Lý – hóa của Cu (Nguồn wikipedia.org) 15 Bảng 1.3 Một số các chất điển hình trong các bộ phận của cây vối 26 Bảng 3.1 Kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học của keo Ag nano 47 Bảng 3.2 Kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học của keo Cu nano 48 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Các dạng cấu trúc của Ag nano [10] 10 Hình 1.2 Một số sản phẩm ứng dụng Ag nano đối với sức khỏe 13 Hình 1.3 Cơ chế diệt khuẩn của Cu nano 17 Hình 1.4 Một số sản phẩm ứng dụng Cu nano trong nông nghiệp 18 Hình 1.5 Mực in nano Cu 19 Hình 1 6 Quá trình chế tạo hạt nano Ag bằng phương pháp hóa khử [16] 21 Hình 1.7 Cây Vối 25 Hình 2.1 Các thiết bị thí nghiệm từ trái qua phải: máy khuấy từ, lò vi sóng và máy rung siêu âm 29 Hình 2.2 Dịch chiết lá vối 29 Hình 2.3 Keo Ag lần lượt từ trái qua phải từ trên xuống: dung dịch chưa vi sóng, vi sóng thời gian 3 phút, 4 phút, 5 phút và 6 phút 30 Hình 2.4 Keo Cu lần lượt từ trái qua phải từ trên xuống: dung dịch chưa vi sóng, vi sóng thời gian 3 phút, 4 phút, 5 phút và 6 phút 31 Hình 3.1 Phổ hồng ngoại dịch chiết lá vối 36 Hình 3.2 Giản đồ XRD keo Ag nano chiết suất từ lá vối 37 Hình 3.3 Phổ hồng ngoại keo Ag nano 38 Hình 3.4 Phổ hồng ngoại keo Ag nano( 5min )(trái) và dịch chiết lá vối (phải) 39 Hình 3.5 Phổ UV-vis keo Ag nano với các thời gian chiếu xạ vi sóng khác nhau 39 Hình 3.6 Ảnh TEM keo Ag nano tại thời gian chiếu xạ 5 phút 40 Hình 3.7 Giản đồ XRD keo Cu nano chiết suất từ lá vối 41 Hình 3.8 Phổ hồng ngoại keo Cu nano thời gian chiếu xạ 5 phút 42 Hình 3.9 Phổ hồng ngoại keo Cu nano( 5min )(trái) và dịch chiết lá vối (phải) 43 Hình 3.10 Phổ UV-vis keo Cu nano với các thời gian chiếu xạ vi sóng khác nhau 44 Hình 3.11 Ảnh TEM keo Ag nano tại thời gian chiếu xạ 5 phút 44 Hình 3.12 Cơ chế hình thành keo Ag nano từ dịch chiết thực vật 46 Hình 3.13 Kết quả hoạt tính sinh học keo Ag nano 49 ix Hình 3.14 Kết quả hoạt tính sinh học keo Ag nano trên hai chủng khuẩn Candida A và Psedomonas 49