NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP AgNANO CARBON NANOTUBES (CNTs) COTTON VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM KHUẨN STUDY ON SYNTHESIS OF COMPOSITES CONTAINING AgNANOCARBON NANOTUBES (CNTs) COTTON AND THEIR APPLICATIONS ON TREATING BACTERIUMCONTAMINATED WATER SVTH: Đỗ Quỳnh My, Phan Diệu Phương Lớp 07H5, Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa,NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP AgNANO CARBON NANOTUBES (CNTs) COTTON VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM KHUẨN STUDY ON SYNTHESIS OF COMPOSITES CONTAINING AgNANOCARBON NANOTUBES (CNTs) COTTON AND THEIR APPLICATIONS ON TREATING BACTERIUMCONTAMINATED WATER SVTH: Đỗ Quỳnh My, Phan Diệu Phương Lớp 07H5, Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa,
Nội dung Text: BÁO CÁO " NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP Ag-NANO/ CARBON NANOTUBES (CNTs)/ COTTON VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM KHUẨN " Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ Đại học Đà Nẵng năm 2012 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP Ag-NANO/ CARBON NANOTUBES (CNTs)/ COTTON VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM KHUẨN STUDY ON SYNTHESIS OF COMPOSITES CONTAINING AgNANO/CARBON NANOTUBES (CNTs)/ COTTON AND THEIR APPLICATIONS ON TREATING BACTERIUM-CONTAMINATED WATER SVTH: Đỗ Quỳnh My, Phan Diệu Phương Lớp 07H5, Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng Trương Minh Hồng Lớp 08H5, Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng GVHD: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng TÓM TẮT Vật liệu kháng khuẩn dựa sở" bạc nano hạt (Nanoparticle silver)" đầu tư nghiên cứu nhiều giới nhờ khả diệt khuẩn tốt không gây độc sức khỏe người Trong đề tài nghiên cứu này, tổng hợp thành công vật liệu "Silver nanoparticles/ carbon nanotubes/ cotton" thiết kế hệ thống lọc nước sử dụng loại vật liệu Kết thu được, bạc nano hạt có kích thước ÷ nm phân tán tốt CNTs cotton phương pháp vật lý Nhờ tác dụng dòng điện, hệ thống lọc có khả diệt khuẩn đến >95% thời gian sau vài giây tiếp xúc với lưu lượng nước chảy qua vật liệu lọc 40000 L/h.m2 Đặt vấn đề Bạc từ lâu biết tới chất diệt khuẩn hiệu sử dụng để làm dụng cụ sinh hoạt Tuy nhiên, trước đồ dùng bạc không sử dụng rộng rãi giá thành cao Từ cơng nghệ Nano đời ứng dụng bạc phát triển lên tầm cao Sở dĩ nano bạc nghiên cứu ứng dụng vào việc kháng khuẩn bạc kháng sinh tự nhiên không gây tác dụng phụ Nano bạc không gây phản ứng phụ, không gây độc cho người vật nuôi nhiễm lượng nano bạc nồng độ diệt khuẩn (khoảng nồng độ < 100ppm) dạng phân tán với kích thước nanomet khả diệt khuẩn bạc tăng lên gấp bội nhờ diện tích bề mặt riêng (m2/g) tăng nhanh Nghiên cứu kích thước nano (từ – 100 nm), hoạt tính sát khuẩn bạc tăng lên khoảng 50000 lần so với bạc dạng khối, g bạc Nano sát khuẩn cho hàng trăm m2 chất Điều giúp cho khối lượng bạc sử dụng sản phẩm giảm mạnh nên tỷ trọng bạc giá thành trở nên không đáng kể Tuy nhiên nay, chế kháng vi sinh vật nano bạc chưa hiểu biết rõ ràng Bằng kỹ thuật chụp ảnh kính hiển vi điện tử có độ phóng đại cao (TEM, SEM…), kết nghiên cứu cho thấy, hạt nano bạc bám dính với thành phần điện tích âm bề mặt tế bào vi khuẩn, virut làm thay đổi tính thấm hơ hấp màng tế bào Ngồi ra, hạt bạc có kích thước nhỏ chui vào tế bào, kết hợp với enzym hay DNA có chứa nhóm sunfua phosphate gây bất hoạt enzym hay DNA dẫn đến gây chết tế bào Hơn nữa, bạc nano có khả giải phóng Ag+ làm tăng hiệu diệt khuẩn bạc nano [1] Điều chế bạc kim lọai có kích thước nano tiến hành nhiều phương pháp khác nhau, phương pháp hóa học xem rẻ tiền rủi ro Theo phương pháp hóa học, thông thường nano bạc kim loại điều chế dung dịch cách hoàn nguyên bạc từ bạc nguyên tố hay trực tiếp từ bạc nitrat mơi trường có mặt chất hữu chất phân tán (các polymer tan nước) Trong đề tài này, hướng đến loại vật liệu lọc “Ag nano hạt phân tán carbon nanotubes vải cotton” nhằm kết hợp đặc tính diệt khuẩn tuyệt vời Ag nano khả dẫn điện bề mặt riêng lớn CNTs để chế tạo vật liệu có hiệu kháng khuẩn tốt mang tính ứng dụng cao Khơng thế, theo nghiên cứu gần đây, carbon nanotubes với kích thước nano có khả hấp phụ vi khuẩn góp phần tăng cường hiệu diệt khuẩn hệ thống [2] Nhờ ưu điểm bật rẻ, sẵn có, có độ bền bền hóa cao, vải cotton sử dụng hệ thống vật liệu để phân tán Ag nano CNTs Bên cạnh đó, kích thước lỗ xốp sợi cotton nằm khoảng từ 10 – 100 μm, lớn nhiều so với kích thước vi khuẩn, tránh tắc nghẽn hệ thống lọc [3] Kết thử nghiệm cho thấy khả diệt khuẩn vật liệu tốt có khả ứng dụng thực tế Thực nghiệm Quá trình thực nghiệm chia làm phần Phần thứ điều chế dung dịch bạc nano, phần tiến hành phân tán hạt nano bạc CNTs đưa Ag/CNTs lên vải cotton Phần cuối đánh giá khả diệt khuẩn hệ thống lọc 2.1 Hóa chất dụng cụ thí nghiệm 2.1.1 Hóa chất AgNO3 dạng tinh thể, NH4OH, glucose sản xuất phân phối công ty cổ phần hóa chất Việt Nam, methanol, HNO3 có nguồn gốc từ Xilong chemical company, ethanol có nguồn gốc từ Guangdong Guanghua chemical factory, polyvinylalcohol (PVA-217) loại hóa chất cơng nghiệp có xuất xứ từ Singapore sử dụng trực tiếp khơng qua xử lý 2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm Máy khuấy từ, lò nung, tủ sấy, đèn cao áp thủy ngân OSRAM 250W, máy đánh siêu âm VC 505- VC750, thiết bị đếm khuẩn lạc…, 2.2 Các kỹ thuật hóa lý đánh giá đặc trưng sản ph m Ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM vật liệu nghiên cứu thực thiết bị EM AB NIHE viện Hóa Học Cơng Nghiệp – Hà Nội Ảnh hiển vi điện tử qu t SEM vật liệu tổ hợp Ag nano/ CNTsfunct/ cotton thực thiết bị S4800-NIHE (10V) viện Hóa Học Công Nghiệp – Hà Nội Phổ hồng ngoại vật liệu CNTs CNTs- unct xác định thiết bị Nicolet 00 thực Trung tâm hân tích hân loại hành hóa Hải Quan Miền Trung – Tổng cục Hải quan Phân tích phổ tán sắc lượng tia (E) sử dụng để phân tích hàm lượng Ag vật liệu tổ hợp thực viện Hóa Học Cơng Nghiệp – Hà Nội 2.3 Điều chế keo bạc nano Cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt 100 ml dung dịch bạc nitrat (AgNO3) 10-3M 30ml ethanol 99% Tiếp tục cho 2.5 ml dung dịch ammoniac 0.4% để thực phản ứng tạo phức bạc ammoni [Ag(NH3)2]+2 Sau cho 1g VA vào dung dịch tiến hành khuấy từ nhiệt độ thường vòng 1h Phản ứng Tollens xảy cho 0.2g glucose vào dung dịch nghiên cứu khuấy từ tác dụng đèn cao áp thủy ngân dung dịch chuyển sang màu vàng đậm bền vững đặc trưng Ta thu dung dịch keo bạc nano 2.4 Tổng hợp chức hóa Carbon nanotubes (CNTs) Với trang thiết bị có phòng thí nghiệm lọc hóa dầu – Đại học Bách khoa Đà Nẵng, tổng hợp thành công Carbon nanotubes (CNTs) theo phương pháp kết tụ hóa học pha (CVD)[4] với chất xúc tác Fe/γAl2O3, nguồn cung cấp Carbon khí dầu mỏ hóa lỏng ( G) CNTs thơ tiến hành chức hóa việc xử lý dung dịch HNO3 đậm đặc Quá trình chức hóa diễn sau: cho g CNTs vào bình cầu hai cổ với 200 ml axit HNO3 63%, sau tiến hành nâng nhiệt độ bình cầu chứa axit-CNTs lên đến 70oC, hỗn hợp khuấy từ liên tục Hệ thống lắp đặt ống sinh hàn hồi lưu để hạn chế thất thoát axit vào mơi trường Q trình chức hóa CNTs thực vòng 24 CNTs sau chức hóa, ký hiệu CNTs- unct, thu hồi lọc hút chân không rửa nhiều lần nước cất đạt pH trung tính Kết thúc q trình này, chúng tơi thu CNTs gắn thêm nhóm chức –OH, –COOH…đặc trưng bề mặt chúng Hình 2: Hệ thống chức hóa CNTs acid HNO3 đặc nhiệt độ 70oC 2.5 Tổng hợp vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs-funct/cotton b ng phương pháp th y nhiệt Sau chức hóa CNTs acid HNO3, nhờ tương hợp tốt nhóm chức –COOH tạo bề mặt CNTs Ag, Ag nano tạo thành từ phản ứng Tollens phân tán CNTs phương pháp thủy nhiệt thực Autoclave th p không gỉ với lớp lót nhựa Nhiệt độ tiến hành thủy nhiệt 150oC với thời gian 24 h Tỷ lệ khối lượng Ag/CNTs-funct chọn 2/1 Mẫu thu sau trình thủy nhiệt lọc chân không sấy 120oC Mẫu rắn Ag-nano /CNTs-funct đánh giá đặc trưng thiết bị hiển vi điện tử qu t SEM có tích hợp phổ tán xạ lượng tia (EDX), thiết bị hiển vi điện tử truyền qua TEM phổ hồng ngoại biển đổi Fourrier (FT-IR) Việc phân tán Ag-nano/CNTs-funct lên vải cotton thực phương pháp tẩm ướt Cho 0,1 g vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs-funct vào 30ml dung dịch methanol khuấy siêu âm phút Tiến hành tẩm ướt dung dịch thu lên vải Tấm vải lọc sử dụng chất liệu cotton có kích thước 2,5cm x 10 cm Sau sấy khô vải, ta thu vật liệu lọc nước Ag/CNTs- funct/Cotton 2.6 Thiết kế hệ th ng l c đánh giá khả diệt khu n c a vật liệu tổ hợp Tấm vải lọc có đường kính 4mm, chiều dài 2,5cm tương ứng với tốc độ lọc nước 0.5 /h ưu lượng lọc hệ thống tương ứng với lưu lượng lọc 40000L/h.m2 Hiệu điện khảo sát nằm khoảng ± 20V Khả diệt khuẩn vật liệu đánh giá giá trị hiệu điện -20, -10, 0, 10, 20V, từ xác định hiệu điện thích hợp cho hiệu diệt khuẩn tối ưu Nước cất sau trùng cấy vào lượng E.coli định (nước trước lọc) Trích 1ml nước trước lọc cho vào hộp petri phân tán toàn mặt đĩa với dung dịch môi trường agar nuôi tủ ấm oC 24h Nước cất sau cấy E.coli lọc khử vi khuẩn hệ thống lọc nêu Nước sau lọc trích 1ml mẫu cho vào hộp petri thực thao tác nuôi vi khuẩn miêu tả Hiệu suất diệt khuẩn vật liệu lọc Ag-nano/ CNTs- funct/cotton xác định cách đếm số lượng vi khuẩn E.coli sau nuôi cấy thiết bị đếm khuẩn lạc nước trước sau qua hệ thống lọc Kết thảo luận 3.1 Keo bạc nano hương trình phản ứng tổng hợp keo bạc nano xảy sau: [Ag(NH3)2] + (aq) + RCHO(aq) → Ag(s) + RCOOH(aq) Trong phản ứng này, glucose đóng vai trò tác nhân khử, khử ion Ag + phức bạc amoni thành Ago, dung dịch chuyển sang màu vàng đặc trưng mơ tả hình 4, chứng tỏ có xuất nano bạc [6] Nhờ có mặt chất phân tán VA, hạt nano bạc tạo thành bao bọc, tránh kết tụ lại với nhau, điều giúp tăng khả bảo vệ bạc nano Trong trình khử phức bạc, đèn UV sử dụng nhằm kiểm soát đường kính phân bố đồng kích thước hạt nano bạc hương pháp tổng hợp thân thiện với mơi trường hóa chất sử dụng khơng gây độc hại Trong q trình thí nghiệm, nhận thấy việc phân tán dung dịch keo bạc lên CNTs không hiệu khơng có tương hợp tốt CNTs kỵ nước bạc nano tan tốt nước Do vậy, tiến hành chức hóa CNTs nhằm tạo nhóm chức -COOH, -OH… bề mặt CNTs Từ kết nghiên cứu phổ FT-IR CNTs- unct trình bày hình 6, thấy xuất peak số sóng 1743 cm-1, peak đặc trưng cho dao động nhóm C = O nhóm chức –COOH [7] Điều chứng tỏ chúng tơi chức hóa thành cơng CNTs acid HNO3 Mặt khác, việc xử lý CNTs dung dịch acid HNO3 góp phần loại bỏ tạp chất có mặt CNTs hạt xúc tác Fe, chất mang γAl2O3… Chính nhờ khả tương tác tĩnh điện hạt nano Ag nhóm chức mang lại phân tán tốt hạt nano bạc bề mặt CNTs- unct được chứng minh ảnh thu từ kính hiển vi điện tử qu t độ phân giải cao (SEM) trình bày hình Bạc nano bị khử phân tán CNTs-funct phương pháp thủy nhiệt trình bày phần Hình 7: SEM Ag nano hạt/CNTs-funct Kết thu từ kỹ thuật SEM vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs-funct hình cho thấy có xuất hạt nano bạc với kích thước 5-6 nm phân tán đồng ống carbon nano Kết phân tích phổ tán sắc lượng tia (E) vùng bề mặt đủ lớn trình bày hình cho thấy rõ phân bố hàm lượng Ag nano CNTs-funct Element Weight% Atomic% CK 69.36 95.19 Zr L 4.68 0.84 Ag L 25.96 3.97 Totals 100.00 Kết nghiên cứu kết hợp SEM-EDX hình chứng tỏ Ag dạng nano phân bố tốt CNTs- funct với hàm lượng Ag từ 23 ÷ % tương ứng với tỷ lệ Ag/CNTs ≈ 1/3 Tuy nhiên, tất hạt nano bạc phân tán hoàn toàn ống CNTs Kết SEM/E cho thấy tạo thành tinh thể Ag với kích thước từ 100 ÷ 150 nm số điểm kết E tương ứng cho thấy hàm lượng bạc lớn (> 0%) miêu tả hình Kết cho thấy với tỷ lệ khối lượng Ag/CNTs = 2/1 số hạt nano bạc bị kết tụ lại tạo thành tinh thể Ag lớn rời rạc Element Weight% Atomic% CK 27.81 77.58 Ag L 72.19 22.42 Totals 100.00 Hình 9: Ảnh chụp SEM/ EDX Ag/CNTs-funct có xuất tinh thể Ag Sự xuất tinh thể Ag giải thích lượng Ag sử dụng ban đầu lớn so với bề mặt tiếp nhận CNTs-funct, lượng Ag lại sau phân tán CNTs-funct bị kết tụ lại với Điều chỉnh tỷ lệ phù hợp Ag/CNTs-funct để làm tăng hiệu sử dụng bạc hướng phát triển thời gian tới đề tài Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ Đại học Đà Nẵng năm 2012 Quá trình tẩm Ag- nano/CNTs-funct lên vải cotton thực thành công cotton vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs- unct liên kết tốt, không bị thơi q trình sử dụng Ảnh quang học vật liệu lọc ảnh SEM cho thấy cấu trúc vật liệu lọc Ag-nano/CNTsfunct không bị biến đổi tẩm lên cotton trình bày hình 10 Điện trở vật liệu lọc Ag nano hạt/CNTs-funct /cotton nằm khoảng từ -10 kΩ Hình 10: Vật liệu Ag nano/ CNTs-funct/ cotton 3.3 Đánh giá hiệu suất diệt khu n c a vật liệu l c tổ hợp g-nano/CNTsfunct/cotton Hiệu suất diệt khuẩn cao qua lần lọc hệ thống thí nghiệm nêu > 95% Điều ghi nhận rõ số lượng khuẩn lạc xuất đĩa petri chứa mẫu nước trước sau lọc mô tả ảnh chụp hình 11 Hình 11: Sự phát triển khuẩn lạc mẫu nước trước lọc (trái) sau lọc (phải) Ảnh hưởng hiệu điện đặt vào hệ thống đến hiệu diệt khuẩn trình bày hình 12 Kết cho thấy hiệu diệt khuẩn cao ứng với điện -10V bề mặt vật liệu lọc Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ Đại học Đà Nẵng năm 2012 Hiệu điện sử dụng nhằm hai mục đích Thứ nhất, tạo hiệu điện bên bên thành tế bào vi khuẩn, giá trị vượt điện áp đánh thủng màng tế bào (khoảng 400mV) [3] dẫn đến phá hủy tế bào vi khuẩn Quá trình nhiều nhà khoa học quan tâm biết đến với tên gọi Electroporation [3] Thứ hai, với việc áp đặt giá trị điện tạo dòng điện cỡ vài mA làm tăng khả xuất Ag+ bề mặt vật liệu lọc làm tăng hiệu diệt khuẩn [3] 100 90 95 80 82 81 70 72 60 56 50 40 30 20 10 -20 -10 10 20 Hình 12: Ảnh hưởng hiệu điện sử dụng đến hiệu diệt khuẩn Ag-nano/CNTs-funct/Cotton KẾT LUẬN Với điều kiện sẵn có phòng thí nghiệm khoa Hóa, trường Đại học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng, tổng hợp thành công vật liệu tổ hợp Ag-nano/ CNTs-funct/cotton Các kết phân tích chứng tỏ có hình thành bạc nano có kích thước 5- nm phân tán tốt bề mặt CNTs-funct Vật liệu ứng dụng vào hệ thống lọc nước với hiệu suất diệt khuẩn tốt Với ưu điểm xử lý nước với khối lượng lớn thời gian ngắn, hiệu kinh tế cao với nguồn nguyên liệu sản xuất Việt Nam, thành công đề tài mở hướng việc ứng dụng vật liệu Ag-nano vào lĩnh vực lọc nước công nghiệp phục vụ cho vùng sâu, vùng xa điều kiện thiên tai Hướng nghiên cứu đề tài tiến hành khảo sát khả diệt khuẩn hệ thống loại vi sinh vật khác E.coli thiết kế hệ thống lọc nước nhiều giai đoạn để làm tăng hiệu diệt khuẩn áp dụng việc xử lý nước sinh hoạt Chúng xin chân thành cảm ơn hướng dẫn nhiệt tình thầy PGS.TS.Nguyễn Đình âm, Nguyễn Thị Hồng Cúc – phụ trách phòng thí nghiệm Vi sinh, thầy giáo phụ trách phòng thí nghiệm khoa Hóa, trường Đại học Bách Khoa với hợp tác từ đơn vị nghiên cứu sản xuất: Viện Hóa Học Cơng Nghiệp, Trung tâm Phân tích Phân loại hàng hóa Hải Quan Miền Trung – Tổng cục Hải quan, hổ trợ cho thực đề tài TÀI LIỆU THAM KH O [1] Mritunjai Singh, Shinjini Singh, S.Prasad, I.S.Gambhir, “Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles”, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol 3, No 3, p.115-122,september 2008 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ Đại học Đà Nẵng năm 2012 [2] Akasaka, Tsukasa, Matsuoka, Makoto, Hashimoto, Takeshi; Abe, Shigeaki; Uo, Motohiro; Watari, Fumio, “The bactericidal effect of carbon nanotube/agar composites irradiated with near-in rared light on Streptococcus mutans”, Materials Science and Engineering: B, 173(13): 187-190 [3] David T Schoen, Alia P Schoen, Liangbing Hu, Han Sun Kim, Sarah C Heilshorn, and Yi Cui, “ High Speed Water Sterilization Using One- imension Nanostructures”, Nano Lett., 10, 2010 [4] Trần Châu Cẩm Hồng, Huỳnh Anh Hồng, Nguyễn Đình âm, “Tổng hợp, biến tính bề mặt định hình vật liệu nano carbon thu phương pháp phân hủy xúc tác hợp chất chứa carbon điều kiện Việt Nam” Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ Đại học Đà Nẵng, 2010 [5] Sougata Sarkar a, Atish ipankar Jana a, Samir Kumar Samanta b, Golam Mosta a, “Facile synthesis of silver nano particles with highly efficient anti-microbial property”, Polyhedron 26, 4419–4426,2007 [6] Ngô Võ Kế Thành, Nguyễn Thị hương hong, Đặng Mậu Chiến, “nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn vải cotton ngâm dung dịch keo nano bạc”, Tạp chí Phát Triển KH&CN, tập 12, số 03, 2009 ves Blache, “Spectroscopie In rarouge – donn es spectroscopie IR, r sum non exhausti ” [7] 10 Gordon Moore - nhà sáng lập viên tập đoàn Intel người phát triển định luật Moore, ông phát biểu sau: “Số lượng transistor (bóng bán dẫn) đơn vị inch vuông (1 inch vuông xấp xỉ 6,45 cm2) tăng lên gấp đôi sau năm” Nhưng đến năm 2000, ông sửa đổi thời gian để tăng gấp đơi tốc độ cho xử lý theo chu kì năm (tức 24 tháng) Còn David House lại đưa lập luận khác tốc độ xử lý tăng gấp đơi theo chu kì 18 tháng Tuy nhiên, nhìn vào tốc độ phát triển bóng bán dẫn việc “tăng gấp đơi” có lẽ khó thực Trong năm trở lại đây, kĩ thuật chế tạo phát triển bóng bán dẫn (transistor) bắt đầu chững lại, điều làm tốc độ phát triển vi xử lí mà chững theo Cuối năm 2010, sau bảng lộ trình cơng nghệ bóng bán dẫn tồn cầu (International Technology Roadmap for Semiconductors) công bố Đa số chuyên gia đồng tình với nhận định: “Bắt đầu từ cuối năm 2013, mật độ bóng bán dẫn tăng lên gấp đơi theo chu kì năm” Lý cho đồng tình là: Silicon - vật liệu bán dẫn tạo nên tồn ngành cơng nghiệp máy tính điện tử ngày đạt tới giới hạn khơng thể “ép” tăng thêm Điều buộc nhà khoa học phải tìm loại vật liệu để thay Silicon dùng sản xuất kích thước 10 nanomet Theo đánh giá nhiều chuyên gia, vật liệu sáng giá để thay Silicon Carbon Nanotubes (viết tắt CNT) Các kĩ sư IBM đưa thơng báo lộ trình cho mắt mẫu vi xử lý có sử dụng vật liệu CNT vào năm 2020 Kích thước bóng bán dẫn bóng bán dẫn vi xử lý mới thứ quan trọng Bởi thiết bị điện tử mà sử dụng smartphone, desktop hay chí server cỡ lớn có giới hạn kích thước làm việc dựa tảng trạng thái tắt-bật bóng bán dẫn tốc độ xử lí tỉ lệ thuận với mật độ bóng bán dẫn nhồi vào vùng diện tích giới hạn Vật liệu Carbon Nanotubes (CNT) có cấu trúc dạng ống cuộn lại graphene có độ dày tương đương với phân tử nên đem lại kích thước bán dẫn nhỏ nhiều so với Silicon Nhờ mà mật độ bóng bán dẫn nhồi vào inch vuông tăng theo Trong mẫu thử nghiệm lần này, bóng bán dẫn CNT IBM đạt kích thước 30 nanomet xếp cách nanomet Tuy nhiên, so sánh mức tiêu thụ điện năng, xử lý CNT nhanh gấp lần xử lý Silicon Mặc dù, vật liệu CNT mang nhiều tiềm to lớn nhìn chung việc chế tạo xử lý CNT phức tạp Chưa kể, việc thay tồn quy trình cũ sang quy trình CNT vơ tốn mạo hiểm Trong thông báo lần này, kĩ sư IBM chưa nói rõ những thành công đạt việc nghiên cứu chế tạo chip dựa vật liệu bán dẫn CNT Nhưng với lộ trình đặt này, dù muốn dù khơng năm 2020 họ buộc phải công bố kết nghiên cứu Hiện giới có nhiều cơng nghệ đẩy mạnh nghiên cứu máy tính lượng tử, máy tính quang học… Theo đánh giá sơ tất nghiên cứu cho khả tính tốn nhanh nhiều so với vi xử lý ... phân tán carbon nanotubes vải cotton nhằm kết hợp đặc tính diệt khuẩn tuyệt vời Ag nano khả dẫn điện bề mặt riêng lớn CNTs để chế tạo vật liệu có hiệu kháng khuẩn tốt mang tính ứng dụng cao... 2.5 Tổng hợp vật liệu tổ hợp Ag-nano/CNTs-funct /cotton b ng phương pháp th y nhiệt Sau chức hóa CNTs acid HNO3, nhờ tương hợp tốt nhóm chức –COOH tạo bề mặt CNTs Ag, Ag nano tạo thành từ phản ứng. .. phân tích chứng tỏ có hình thành bạc nano có kích thước 5- nm phân tán tốt bề mặt CNTs-funct Vật liệu ứng dụng vào hệ thống lọc nước với hiệu suất diệt khuẩn tốt Với ưu điểm xử lý nước với khối