Nghiện cứu chế tạo vải kháng khuẩn non - woven tẩm nano bạc làm miếng lót cho mũ bảo hiểm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ PHỊNG THÍ NGHIỆM CƠNG NGHỆ NANO NGUYỄN VĂN THUẬN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẢI KHÁNG KHUẨN NON – WOVEN TẨM NANO BẠC LÀM MIẾNG LÓT CHO MŨ BẢO HIỂM LUẬN VĂN THẠC SỸ Thành phố Hồ Chí Minh - 2010 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ PHỊNG THÍ NGHIỆM CƠNG NGHỆ NANO NGUYỄN VĂN THUẬN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẢI KHÁNG KHUẨN NON – WOVEN TẨM NANO BẠC LÀM MIẾNG LÓT CHO MŨ BẢO HIỂM Chuyên ngành: Vật liệu Linh kiện Nano (Chuyên ngành đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG Thành phố Hồ Chí Minh – 2010 ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan rằng, kết nghiên cứu, hình ảnh số liệu sử dụng luận văn thạc sỹ tơi nhóm nghiên cứu thực phân tích, khơng chép từ tài liệu khác Nguyễn Văn Thuận iii LỜI CẢM ƠN Hai năm, khoảng thời gian dài nhiên khơng ngắn để hồn thành chương trình bậc cao học Với tơi việc hồn thành khoá luận kỳ kiểm tra kiến thức Khoa học cơng nghệ nano nói chung chuyên ngành Vật liệu linh kiện nano nói riêng Khố luận phần rà sốt lại kiến thức mà thân chưa nắm bắt q trình học tập Để hồn thành khố luận này, ngồi nỗ lực thân tơi ln nhận giúp đở chân tình gia đình, thầy bạn bè Thơng qua khố luận này, tơi đặc biệt gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Thị Phương Phong hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành khố luận Bên cạnh tơi xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Ngô Võ Kế Thành cộng dành thời gian để đọc góp nhiều ý kiến cho khố luận Lời cảm ơn xin gởi đến quý thầy cô cán Trường Đại học Công nghệ - ĐHQG HN Phịng thí nghiệm Cơng nghệ nano - ĐHQG TP.HCM Đây đề tài nghiên cứu mẻ Việt Nam nên tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận thơng cảm góp ý chân thành từ phía q thầy bạn bè Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2010 Nguyễn Văn Thuận iv MỤC LỤC LUẬN VĂN THẠC SỸ i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv Danh mục ký hiệu chữ viết tắt vi Danh mục bảng biểu vii Danh mục hình vè đồ thị viii Lời mở đầu 01 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 04 1.1 Giới thiệu hạt nano 04 1.1.1 Khái niệm 04 1.1.2 Phân loại hạt nano 04 1.2 Giới thiệu hạt nano Ag 07 1.2.1 Phương pháp chế tạo hạt nano kim loại 07 1.2.2 Các phương pháp tổng hợp hạt nano Ag 07 1.2.3 Các loại polymer ổn định hạt nano Ag 13 1.2.4 Ứng dụng nano Ag 14 1.3 Vải kháng khuẩn Nonwoven 15 1.3.1 Vải Nonwoven 15 1.3.2 Miếng lót mũ bảo hiểm 15 1.3.3 Tạo vải kháng khuẩn 16 1.3.4 Tình hình nghiên cứu vải kháng khuẩn Nonwoven 18 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 21 2.1 Vật liệu thiết bị 21 2.1.1 Vật liệu chế tạo keo nano Ag 21 2.1.2 Vật liệu vải nonwoven hoá chất cho thử nghiệm sinh học 21 2.1.3 Các thiết bị dụng cụ 22 v 2.2 Phương pháp 23 2.2.1 Phương pháp chế tạo keo nano Ag 23 2.2.2 Phương pháp chế tạo vải kháng khuẩn nonwoven 24 2.2.3 Các phương pháp phân tích hoá lý sản phẩm chế tạo 24 2.2.4 Phương pháp đánh giá khả diệt khuẩn mẫu vải nonwoven tẩm nano Ag 26 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 30 3.1 Tổng hợp dung dịch keo nano Ag 30 3.2 Vải Nonwoven kháng khuẩn 41 3.3 Hoạt tính kháng khuẩn vải Nonwoven 45 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 4.1 Kết luận 49 4.2 Kiến nghị 50 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TEM Transmission Electron Microscope FE – SEM Field Emission Scanning Electron Microscope ICP – AAS Inductively-Coupled Spectroscopy UV –Vis Ultraviolet-visible spectroscopy EDTA Ethylenediamine tetra acetic SDS Sodium dodecyl sulfate PTCC Persian Type Culture Collection PVA Polyvinyl alcol PVP Polyvinyl pyrrolidone PEG Polyethylene glycol CFU/ml Colony-forming units per milliliter FDA Food and Drug Administration – FDA United States AOAC Association of Official Agricultural Chemists - AOAC International Plasma Atomic Absorption vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các hóa chất để điều chế nano Ag 21 Bảng 3.1 Bảng thông số tác chất khảo sát cho trình tổng hợp keo nano Ag theo nồng độ muối bạc, theo thời gian, theo cơng suất lị vi sóng 31 Bảng 3.2 Bước sóng hấp thu dung dịch keo nano Ag tạo với thời gian phản ứng khác 33 Bảng 3.3 Bước sóng hấp thu dung dịch keo nano Ag theo khối lượng khác bạc nitrate 36 Bảng 3.4 Hàm lượng nano Ag vải nonwoven nồng độ khác 44 Bảng 3.5 Thể tích dung dịch keo nano Ag bị hao hụt 45 Bảng 3.6 Hiệu suất kháng khuẩn vải nonwoven với nồng độ dung dịch keo nano Ag khác 46 viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Mối quan hệ kích thước nanomet các vật thể thông thường Hình 1.2 Các loại hạt nano Hình 1.3 Các hạt nano Ag điều chế từ chất khử ascorbic axit Hình 1.4 Tổng quát trình hình thành dung dịch nano Ag Hình 1.5 Hình TEM phân bố kích thước hạt nano Ag chế tạo xung laser 120 fs ns 10 Hình 1.6 Ảnh TEM hạt nano Ag với chất ổn định chitosan 11 Hình 1.7 Ảnh TEM hạt nano Ag chế tạo từ vi khuẩn Fusarium oxysporum PTCC 5115 12 Hình 1.8 Phổ UV - Vis phương pháp gia nhiệt lò vi sóng phương pháp gia nhiệt thơng thường 13 Hình 1.9 Các hạt nano Ag bám dính vải 17 Hình 1.10 (a) Trình bày qui trình ngâm tẩm vải cotton dung dịch keo nano Ag (b) hình SEM mẫu vải tẩm dung dịch keo nano Ag 18 Hình 1.11 Khẩu trang nano Ag diệt khuẩn nhà phân phối MJ International - Hàn Quốc rao bán trang thương mại điện tử Alibaba 19 Hình 2.1 Vải nonwoven công ty TNHH Bảo Thạch cung cấp 22 Hình 2.2 Phương pháp chế tạo nano Ag gia nhiệt lị vi sóng 23 Hình 2.3 Mẩu vải nonwoven sau ngâm tẩm với dung dịch keo nano Ag 24 Hình 2.4 Máy quang phổ UV – Vis – PTN Công nghệ nano – ĐHQG TP.HCM 25 Hình 2.5 Thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua TEM(JEM – 1400 ) - ĐH Bách khoa TP HCM 26 Hình 2.6 Thiết bị kính hiển vi điện tử quét FE - SEM - KCN cao TP.HCM 26 Hình 2.7 Mẫu vải nonwoven/Ag ngâm dung dịch khuẩn E.Coli S.Aureus 27 Hình 3.1 Sự hình thành hạt kim loại Ag0 qua giai đoạn 30 ix Hình 3.2 Phổ UV - Vis hạt keo nano Ag tạo với thời gian phản ứng khác điều kiện khối lượng AgNO3(0,04g) PVP (0,2g) hỗ trợ nhiệt vi sóng 160 W 32 Hình 3.3 Ảnh TEM giản đồ phân bố hạt keo nano Ag thời gian phản ứng khác gia nhiệt vi sóng cơng suất 160 W 34 Hình 3.4 Trình bày phổ truyền qua UV – Vis theo thay đổi khối lượng bạc nitrat (các mẫu 1a, 2a, 3a) có cố định thời gian cơng suất lị 160 W 36 Hình 3.5 Ảnh TEM giản đồ phân bố hạt keo nano Ag nồng độ muối AgNO3 khác nhau, điều kiện thời gian cơng suất lị vi sóng 37 Hình 3.6 Phổ UV - Vis mẫu keo nano bạc nồng độ thời gian khác công suất lị vi sóng 38 Hình 3.7 Ảnh TEM giản đồ phân bố kích thước hạt keo nano Ag mẫu 4b 4c thay đổi công suất lò, cố định thời gian hàm lượng chất tham gia phản ứng 39 Hình 3.8 Ảnh TEM giản đồ phân bố kích thước hạt keo nano Ag tổng hợp phương pháp gia nhiệt thông thường 40 Hình 3.9 Tổng hợp hạt keo nano Ag phương pháp gia nhiệt thông thường 41 Hình 3.10 Phổ UV - Vis mẫu dung dịch keo nano Ag 1a đến 1c sau thời gian tháng 41 Hình 3.1.1 Qui trình khử chế bảo vệ hạt keo nano Ag chế tạo PVP 41 Hình 3.12 Hình dạng sợi vải nonwoven sau giặt 42 Hình 3.13 Vải nonwoven sau ngâm tẩm với dung dịch keo nano Ag 42 Hình 3.14 Ảnh FE - SEM sợi vải nonwoven sau ngâm tẩm với dung dịch keo nano Ag nồng độ khác nhau: (a) 1000ppm, (b) 900 ppm, (c) 800ppm, (d) 600ppm 43 Hình 3.15 Mẩu vải nonwoven ngâm nồng độ 1000 ppm thời gian đồng hồ 44 Hình 3.16 Mẫu vải nonwoven ngâm dung dịch khuẩn E.Coli S.Aureus 46 ... NGHIỆM CƠNG NGHỆ NANO NGUYỄN VĂN THUẬN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẢI KHÁNG KHUẨN NON – WOVEN TẨM NANO BẠC LÀM MIẾNG LÓT CHO MŨ BẢO HIỂM Chuyên ngành: Vật liệu Linh kiện Nano (Chuyên ngành đào tạo thí điểm)... hạt nano Ag 07 1.2.3 Các loại polymer ổn định hạt nano Ag 13 1.2.4 Ứng dụng nano Ag 14 1.3 Vải kháng khuẩn Nonwoven 15 1.3.1 Vải Nonwoven 15 1.3.2 Miếng lót mũ. .. keo nano Ag 23 2.2.2 Phương pháp chế tạo vải kháng khuẩn nonwoven 24 2.2.3 Các phương pháp phân tích hoá lý sản phẩm chế tạo 24 2.2.4 Phương pháp đánh giá khả diệt khuẩn mẫu vải nonwoven