Nghiên cứu tổng hợp nano đồng và ứng dụng

LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo, PGS.TS Võ Văn Tân, tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện tốt để giúp em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô giáo môn Hóa Vơ Cơ, Khoa Hóa - Trƣờng ĐHSP Huế giúp đỡ tạo điều kiện cho em trình thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Phạm Việt Tý giúp đỡ em q trình thực nghiệm để hồn thành đề tài Cuối cùng, em xin tỏ lòng cảm ơn đến gia đình bạn bè ln ủng hộ động viên em suốt thời gian qua Huế, tháng 09 năm 2018 Cao học viên LÊ MỸ HẠNH MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 12 1.1 Giới thiệu công nghệ nano 12 1.1.1 Nguồn gốc khái niệm công nghệ nano 12 1.1.2 Cơ sở khoa học công nghệ nano 12 1.1.3 Vật liệu nano 14 1.2 Tổng quan nano đồng 15 1.2.1 Giới thiệu nano đồng 15 1.2.2 Các phương pháp tổng hợp nano đồng 15 1.2.3 Ứng dụng nano đồng 18 1.3 Tổng quan chè xanh 22 1.3.1 Đặc điểm chè 22 1.3.2 Ứng dụng chè y học dân gian đại 23 1.3.3 Một số thành phần chè 26 1.4 Tổng quan trái chuối hột 28 1.4.1 Đặc điểm chuối hột 28 1.4.2 Ứng dụng chuối hột y học dân gian đại 29 1.4.3 Một số thành phần chuối hột 31 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 33 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất 33 2.1.1 Nguyên liệu 33 2.1.2 Xử lí nguyên liệu 33 2.1.3 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị thí nghiệm 33 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu hạt nano đồng 34 2.2.1 Phương pháp quang phổ UV-Vis 34 2.2.2 Phương pháp đo TEM 35 2.2.3 Phương pháp đo phổ hồng ngoại 36 2.3 Quy trình thực nghiệm 37 2.3.1 Tổng hợp dịch chiết 37 2.3.2 Tổng hợp dung dịch nano đồng 37 2.4 Ứng dụng nano đồng tổng hợp đƣợc 38 2.4.1 Ứng dụng chống mốc nano đồng 38 2.4.2 Thử hoạt tính sinh học chủng vi sinh vật 39 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO ĐỒNG TỪ DỊCH CHIẾT LÁ CHÈ 40 3.1.1 Nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến trình chiết chè 40 3.1.1.1 Nghiên cứu điều chế dịch chiết chè 40 3.1.1.2 Ảnh hưởng dịch chiết chè tươi khô đến khả tổng hợp nano đồng 41 3.1.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn/ lỏng tạo dịch chiết chè đến khả hình thành nano đồng 42 3.1.2 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng dung dịch Cu(NO3)2 đến trình hình thành nano đồng 44 3.1.2.1 Ảnh hưởng nồng độ Cu(NO3)2 44 3.1.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ dịch chiết chè dung dịch Cu(NO3)2 46 3.1.2.3 Ảnh hưởng pH 47 3.1.2.4 Ảnh hưởng thời gian 49 3.1.2.5 Ảnh hưởng nhiệt độ 50 3.2 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO ĐỒNG TỪ DỊCH CHIẾT VỎ TRÁI CHUỐI HỘT 52 3.2.1 Nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến trình chiết vỏ trái chuối hột 52 3.2.1.1 Nghiên cứu điều chế dịch chiết vỏ trái chuối hột 52 3.2.1.2 Ảnh hưởng dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi khô 54 3.2.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn/ lỏng tạo dịch chiết vỏ trái chuối hột đến khả hình thành nano đồng 55 3.2.2 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng dung dịch Cu(NO3)2 đến trình hình thành nano đồng 57 3.2.2.1 Ảnh hưởng nồng độ 57 3.2.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ dịch chiết vỏ trái chuối hột dung dịch Cu(NO3)2 59 3.2.2.3 Ảnh hưởng pH 61 3.2.2.4 Ảnh hưởng thời gian 63 3.2.2.5 Ảnh hưởng nhiệt độ 65 3.3 Ảnh TEM sản phẩm nano đồng thu đƣợc 67 3.4 Ứng dụng nano đồng tổng hợp đƣợc 68 3.4.1 Khả chống mốc hồ bột gạo dung dịch nano đồng 68 3.4.2 Xác định hoạt tính sinh học chủng vi sinh vật kiểm định 70 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 77 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Diễn giải Abs Absorbance Khả hấp thụ IR Infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại TEM Transmission electron microscopy Kính hiển vi điện tử qua UV-Vis Ultraviolet-visible spectroscopy Phổ hấp thụ phân tử DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Độ dài tới hạn số tính chất vật liệu 13 Bảng 1.2 Hàm lượng chất chè 26 Bảng 3.1 Giá trị mật độ quang bước sóng dung dịch nano đồng từ dịch chiết chè tươi chè khô 41 Bảng 3.2 Giá trị mật độ quang bước sóng dung dịch nano đồng từ tỷ lệ chè tươi khác 43 Bảng 3.3 Giá trị mật độ quang bước sóng dung dịch nano đồng từ nồng độ Cu(NO3)2 khác 45 Bảng 3.4 Giá trị mật độ quang bước sóng dung dịch nano đồng từ tỷ lệ dịch chiết chè tươi dung dịch Cu(NO3)2 47 Bảng 3.5 Giá trị mật độ quang bước sóng dung dịch nano đồng môi trường pH khác 48 Bảng 3.6 Giá trị mật độ quang bước sóng dung dịch nano đồng khoảng thời gian khác 50 Bảng 3.7 Giá trị mật độ quang bước sóng dung dịch nano đồng từ nhiệt độ khác 52 Bảng 3.8 Giá trị mật độ quang bước sóng nano đồng từ vỏ trái chuối hột tươi khô 55 Bảng 3.9 Giá trị mật độ quang bước sóng nano đồng từ tỷ lệ vỏ trái chuối hột khác 56 Bảng 3.10 Giá trị mật độ quang bước sóng nano đồng từ nồng độ dung dịch Cu(NO3)2 khác 58 Bảng 3.11 Giá trị mật độ quang bước sóng nano đồng từ tỷ lệ dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi dung dịch Cu(NO3)2 khác 60 Bảng 3.12 Giá trị mật độ quang bước sóng nano đồng mơi trường pH khác 62 Bảng 3.13 Giá trị mật độ quang bước sóng nano đồng khoảng thời gian khác 64 Bảng 3.14 Giá trị mật độ quang bước sóng nano đồng từ nhiệt độ khác 66 Bảng 3.15 Kết thử hoạt tính sinh học dung dịch nano đồng tổng hợp 70 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Tổng hợp theo phương pháp phân hủy nhiệt với tác chất phức Cu(O4C2)-oleylamine 17 Hình 1.2 Mực in nano Cu máy in phun sử dụng mực in nano Cu phát triển Samsung Electro-Mechanics 19 Hình 1.3 Một số sản phẩm nano đồng sử dụng nông nghiệp 20 Hình 1.4 Ảnh chụp hạt nano đồng tương tác lên tế bào vi khuẩn, phá vỡ cấu trúc màng tế bào vi khuẩn tiêu diệt chúng 21 Hình 1.5 Một số ứng dụng nano đồng 22 Hình 1.6 Một số sản phẩm từ chè xanh 26 Hình 1.7 Một số thực phẩm chức chiết xuất từ chuối hột 30 Hình 2.1 Lá chè xanh 33 Hình 2.2 Trái chuối hột 33 Hình 2.3 Máy đo quang phổ hấp thụ UV-VIS 34 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy UV-VIS 35 Hình 2.5 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 35 Hình 2.6 Máy đo phổ hồng ngoại FT-IR 37 Hình 2.7 Dịch chiết chè xanh 37 Hình 2.8 Dịch chiết vỏ trái chuối hột 37 Hình 2.9 Sơ đồ quy trình tổng hợp nano đồng 38 Hình 2.10 Sản phẩm nano đồng tổng hợp 38 Hình 3.1 Phổ hồng ngoại dịch chiết chè tươi 40 Hình 3.2 Phổ hồng ngoại dịch chiết chè khơ 40 Hình 3.3 Phổ UV-Vis so sánh mật độ quang dịch chiết dung dịch nano từ dịch chiết chè tươi, khô 41 Hình 3.4 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ tỷ lệ rắn/ lỏng khác 42 Hình 3.5 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ rắn/ lỏng tạo dịch chiết chè tươi đến trình hình thành nano đồng 43 Hình 3.6 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ nồng độ Cu(NO3)2 khác 44 Hình 3.7 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cu(NO3)2 đến trình hình thành nano đồng 45 Hình 3.8 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ tỷ lệ dịch chiết chè tươi dung dịch Cu(NO3)2 46 Hình 3.9 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ dịch chiết chè tươi dung dịch Cu(NO3)2 đến trình hình thành nano đồng 47 Hình 3.10 Sản phẩm nano đồng tổng hợp mơi trường pH 48 Hình 3.11 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hình thành nano đồng 48 Hình 3.12 Sản phẩm nano đồng tổng hợp khoảng thời gian khác 49 Hình 3.13 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hình thành nano đồng 50 Hình 3.14 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ nhiệt độ khác 51 Hình 3.15 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hình thành nano đồng 51 Hình 3.16 Phổ hồng ngoại dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi 53 Hình 3.17 Phổ hồng ngoại dịch chiết vỏ trái chuối hột khô 53 Hình 3.18 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ dịch chiết vỏ tươi vỏ khô 54 Hình 3.19 Phổ UV-Vis so sánh mật độ quang dịch chiết dung dịch nano từ dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi, khô 54 Hình 3.20 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ tỷ lệ khác vỏ trái chuối hột tươi 56 Hình 3.21 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ rắn/ lỏng tạo dịch chiết vỏ trái chuối hột đến khả hình thành nano đồng 56 Hình 3.22 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ nồng độ Cu(NO3)2 khác 57 Hình 3.23 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch Cu(NO3)2 đến trình hình thành nano đồng 58 Hình 3.24 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ tỷ lệ vỏ trái chuối hột tươi khác 59 Hình 3.25 Phổ UV-Vis khảo sát tỷ lệ dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi dung dịch Cu(NO3)2 đến trình hình thành nano đồng 60 Hình 3.26 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ môi trường pH khác 61 Hình 3.27 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hình thành nano đồng 62 Hình 3.28 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ thời gian khác 64 Hình 3.29 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hình thành nano đồng 64 Hình 3.30 Sản phẩm nano đồng tổng hợp từ nhiệt độ khác 65 Hình 3.31 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hình thành nano đồng 66 Hình 3.32 Kết TEM mẫu nano đồng thu 67 Hình 3.33 Mẫu thử khả chống mốc hồ bột gạo nano đồng từ dịch chiết chè tươi ngày khác 68 Hình 3.34 Mẫu thử khả chống mốc hồ bột gạo nano đồng từ dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi ngày khác 69 Hình 3.35 Kết thử hoạt tính sinh học dung dịch nano đồng tổng hợp chủng vi sinh vật kiểm định 71 MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, hạt kim loại nano thu hút nhiều quan tâm nhà khoa học ngồi nước tính chất đặc biệt hẳn so với vật liệu khối: từ hiệu ứng bề mặt đến kích thước nhỏ chúng Việc tổng hợp hạt kim loại nano với kích thước hình dạng khác vấn đề quan trọng, để khám phá tính chất khả ứng dụng lĩnh vực như: quang học, điện, từ, hóa học, xúc tác, thiết bị sinh học Các vật liệu kim loại nano bạc, vàng bạch kim thường sử dụng cho ứng dụng Nhưng với chi phí tổng hợp tốn kém, giá thành cao việc sử dụng nano vàng, bạc quy mô lớn khó thực Trong đồng kim loại dồi dào, phổ biến, rẻ tiền dễ tìm thấy tự nhiên Các nghiên cứu gần cho thấy hạt nano đồng chế tạo mang tính ưu việt khơng hạt nano vàng, bạc, đặc biệt tính kháng khuẩn Vì vậy, hạt nano đồng nhận quan tâm lớn nhà nghiên cứu [4] So với vật liệu kim loại nano khác, việc tổng hợp đồng nano thường khó thu hiệu suất độ tinh khiết cao bề mặt dễ bị oxi hóa, sản phẩm dễ lẫn Cu2O Chính vậy, tổng hợp đồng nano với độ tinh khiết cao tiền đề cho nhiều lĩnh vực ứng dụng như: điện – điện tử, quang học, xúc tác, hóa học, sinh học… Cho đến nay, đồng nano tổng hợp nhiều phương pháp khác như: chiếu xạ điện tử (electron beam irradiation), trình plasma (plasma process), phương pháp khử hóa học, phương pháp in situ, khử qua hai bước (twostep reduction method), phân hủy nhiệt, khử điện hóa, khử sóng siêu âm, khử muối kim loại có hỗ trợ nhiệt vi sóng, phương pháp siêu tới hạn,…[4] Các phương pháp tổng hợp đồng nano thường hướng đến mục tiêu chung tạo hạt nano có kích thước nhỏ, độ ổn định cao nhằm khai thác tối đa khả ứng dụng Tuy nhiên, số cơng trình công bố tổng hợp đồng nano, tồn nhiều nhược điểm Trong đó, phát triển trình tổng hợp xanh hạt nano đồng sử dụng chiết xuất thực vật đóng vai trị quan trọng đường tốn kém, thân thiện với môi trường không liên quan đến bất So sánh với việc tổng hợp nano đồng từ dịch chiết chè tươi (ở mục 3.1.2.3) thấy mơi trường pH = tối ưu cho việc tạo nano đồng từ dịch chiết chè dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi  Cơ chế tạo nano đồng từ dung dịch Cu2+ tác nhân khử dịch chiết chè xanh vỏ trái chuối hột môi trường pH khác nhau: Dựa kết phân tích định tính cho thấy dịch chiết chè xanh vỏ trái chuối hột có chứa nhóm chất saponin, tannin, flavonoid Các nhóm chất chứa nhóm OH vịng thơm Các nhóm OH polyphenol (như catechin, quercetin, lutecolin, punicalin, tercatin,…) đóng vai trị tác nhân khử ion Cu 2+ thành đồng theo chế tổng quát sau (trong R nhóm chứa vịng thơm): Cơ chế cho thấy hợp chất nhóm phenol đóng vai trò chất khử để khử ion Cu2+ thành Cu Vì pH thấp, nồng độ H+ lớn, (1) dịch chuyển từ phải sang trái làm cho tốc độ phản ứng (2) giảm, tức làm cho trình khử Cu 2+ → Cu giảm Ngược lại, pH tăng, dẫn đến tốc độ phản ứng (2) xảy nhanh hơn, dẫn đến lượng nano đồng tổng hợp nhiều Cơ chế phản ứng phù hợp với kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình tạo nano đồng [35] 3.2.2.4 Ảnh hƣởng thời gian Để khảo sát ảnh hưởng thời gian đến q trình hình thành nano đồng, thí nghiệm tiến hành với thông số sau:  Tỷ lệ rắn/lỏng (g/mL): 10g vỏ trái chuối hột/100 mL (ancol nước, 7:3)  Nhiệt độ tạo nano đồng: 90oC  Nồng độ dung dịch Cu(NO3)2: 0,5 mM  Môi trường pH: 63  Thời gian tạo nano: 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35 phút Sản phẩm nano đồng khoảng thời gian khác trình bày hình 3.28 Hình 3.28 Sản phẩm nano đồng tổng hợp đƣợc từ thời gian khác Phổ UV – Vis sản phẩm nano tổng hợp khoảng thời gian khác trình bày hình 3.29 bảng 3.13 Hình 3.29 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến trình hình thành nano đồng Bảng 3.13 Giá trị mật độ quang bƣớc sóng nano đồng khoảng thời gian khác TT Thời gian (phút) Bước sóng λ, (nm) Mật độ quang, (Abs) 568,0 0,65126 10 567,0 1,28664 15 566,0 1,72742 20 577,0 1,85071 25 567,5 2,87854 64 30 576,5 2,7475 35 577,5 2,12560 Từ phổ UV – Vis hình 3.29 bảng 3.13 cho thấy thời gian 25 phút cho mật độ quang cao với giá trị Amax = 2,87854 Nếu tiếp tục tăng thời gian chiết lên mật độ quang giảm Điều giải thích thời gian tạo nano đồng 25 phút thời gian thích hợp để hệ nano bắt đầu ổn định nên trình tạo nano bền Vì vậy, chúng tơi chọn thời gian tạo nano đồng thích hợp 25 phút So sánh với việc tổng hợp nano đồng từ dịch chiết chè tươi thấy: thời gian tối ưu để tổng hợp nano đồng từ dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi 25 phút thời gian để tổng hợp nano đồng từ dịch chiết chè 35 phút (ở mục 3.1.2.4), thời gian để tạo nano đồng ổn định từ dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi ngắn thời gian tạo nano đồng từ dịch chiết chè tươi 3.2.2.5 Ảnh hƣởng nhiệt độ Để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thí nghiệm tiến hành với thông số sau:  Tỷ lệ rắn/lỏng (g/mL): 10g vỏ trái chuối hột/100 mL (ancol nước, 7:3)  Thời gian tạo nano: 25 phút  Nồng độ dung dịch Cu(NO3)2: 0,5 mM  Tỷ lệ thể tích dịch chiết/ dung dịch Cu(NO3)2: 1:2 (mL/mL)  Môi trường pH:  Nhiệt độ tạo nano đồng: 80oC; 90oC; 100oC; 105oC Sản phẩm nano đồng từ nhiệt độ khác trình bày hình 3.30 Hình 3.30 Sản phẩm nano đồng tổng hợp đƣợc từ nhiệt độ khác 65 Phổ UV – Vis sản phẩm nano tổng hợp từ nhiệt độ khác trình bày hình 3.31 bảng 3.14 Hình 3.31 Phổ UV-Vis khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình hình thành nano đồng Bảng 3.14 Giá trị mật độ quang bƣớc sóng nano đồng từ nhiệt độ khác TT Nhiệt độ (oC) Bước sóng λ, (nm) Mật độ quang, (Abs) 80 573,5 3,49339 90 578,5 3,92099 100 571,5 3,126206 105 568,5 2,73749 Từ phổ UV – Vis hình 3.31 bảng 3.14, cho thấy nhiệt độ mức 90oC mật độ quang đạt giá trị cao (A = 3,92099) Nhưng tăng nhiệt độ từ 90oC đến 105oC mật độ quang giảm Điều dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi tham gia phản ứng mạnh xuất hạt có kích thước lớn Do chọn nhiệt độ tối ưu để điều chế nano đồng 90oC với giá trị mật độ quang tương ứng A = 3,92099 So sánh với việc tổng hợp nano đồng từ dịch chiết chè tươi thấy nhiệt độ để tổng hợp nano đồng 90oC tối ưu cho việc tạo nano đồng từ dịch chiết chè dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi 66 3.3 Ảnh TEM sản phẩm nano đồng thu đƣợc Ảnh TEM sản phẩm nano đồng tổng hợp từ dung dịch Cu(NO3)2 với tác nhân dịch chiết chè tươi điều kiện tối ưu chiết dịch 50 C , 30 phút, tỷ lệ rắn lỏng 10 gam/100mL, pha với dung dịch Cu(NO3)2 tỷ lệ 1:5 (mL/mL), nồng độ 0,5 mM, môi trường pH = 8, thời gian tạo nano 35 phút trình bày hình 3.32a tổng hợp từ dung dịch Cu(NO3)2 với tác nhân dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi điều kiện tối ưu chiết dịch 40 C , 30 phút, tỉ lệ rắn lỏng 10 gam/100mL, pha với dung dịch Cu(NO3)2 tỷ lệ 1:5 (mL/mL), nồng độ 0,2 mM, môi trường pH = 8, thời gian tạo nano 25 phút trình bày hình 3.32b (a) (b) Hình 3.32 Kết TEM mẫu nano đồng thu đƣợc (a) Từ dịch chiết chè; (b) Từ dịch chiết vỏ trái chuối hột Từ kết TEM hình 3.32 cho thấy: sản phẩm nano đồng tạo từ dịch chiết chè tươi (a) có hạt nano với kích thước từ 4,18 nm đến 5,11 nm; sản phẩm nano đồng tạo từ dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi (b) có hạt nano với kích thước từ 4,31 nm đến 5,06 nm Các loại hạt nano đồng tổng hợp từ dịch chiết chè dịch chiết vỏ trái chuối hột có dạng hình cầu, phân bố tương đối đồng Qua kết ảnh TEM hình 3.32 kết phổ UV – Vis nano đồng tổng hợp hình từ 3.3 đến 3.31 khẳng định dịch chiết 67 chè tươi vỏ trái chuối hột tươi có khả khử tốt để tạo sản phẩm nano đồng có dạng hình cầu, phân bố tương đối đồng với kích thước hạt trung bình từ 4,18 nm đến 5,11 nm 3.4 Ứng dụng nano đồng tổng hợp đƣợc 3.4.1 Khả chống mốc hồ bột gạo dung dịch nano đồng Các kết thử nghiệm khả chống mốc hồ bột gạo dung dịch nano đồng từ dịch chiết chè tươi dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi tổng hợp được, trình bày hình 3.33 3.34 a) Ban đầu b) ngày c) ngày Hình 3.33 Mẫu thử khả chống mốc hồ bột gạo nano đồng từ dịch chiết chè tƣơi ngày khác 68 a) Ban đầu b) ngày c) ngày Hình 3.34 Mẫu thử khả chống mốc hồ bột gạo nano đồng từ dịch chiết vỏ trái chuối hột tƣơi ngày khác Từ hình 3.33 3.34 cho thấy khả chống mốc hồ bột gạo nano đồng tổng hợp đánh giá cảm quan thí nghiệm: sau ngày mẫu hồ bột gạo không tẩm nano đồng (số 1) có tượng mốc vàng đen mẫu số tẩm nano đồng khơng pha lỗng chưa có tượng gì; mẫu tẩm nano đồng pha loãng 5, 10, 15 lần (số 3, 4, 5) bắt đầu xuất mốc vàng; mẫu tẩm nano đồng pha loãng 20, 25, 30, 35, 40 lần (số 6, 7, 8, 9, 10) bắt đầu xuất mốc vàng đen theo thứ tự tăng dần mẫu Sau ngày, mẫu hồ bột gạo không tẩm nano đồng (số 1) có tượng mốc đen, mẫu số chưa có tượng gì; mẫu số bắt đầu xuất nấm mốc vàng đen; mẫu số 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 xuất mốc đen theo thứ tự tăng dần mẫu Kết chứng tỏ dung dịch nano đồng có khả chống mốc tốt Khả chống mốc tốt nồng độ nano đồng lớn Mặc dù dừng lại mức độ quan sát kết khả quan định hướng để tiếp tục đánh giá hướng ứng dụng nano đồng bảo quản chống mốc 69 3.4.2 Xác định hoạt tính sinh học chủng vi sinh vật kiểm định Thử hoạt tính sinh học sản phẩm nano đồng tổng hợp chủng vi sinh vật kiểm định bao gồm: vi khuẩn Gram (+): Staphylococcus aureus, vi khuẩn Gram (-): Escherichia coli, nấm men Candida albicans Khả kháng chủng vi sinh vật dung dịch nano đồng trình bày bảng 3.15 Bảng 3.15 Kết thử hoạt tính sinh học dung dịch nano đồng tổng hợp đƣợc Đƣờng kính vịng vơ khuẩn (mm) Tên mẫu Gram (+) Staphylococcus aureus Nano đồng 14 Gram (-) Nấm Escherichia coli Candida albicans Qua bảng 3.15 thấy dung dịch nano đồng tổng hợp có khả kháng chủng vi sinh vật Staphylococcus aureus (gây bệnh tụ cầu vàng) Escherichia coli (gây bệnh tiêu chảy) Dung dịch nano đồng tổng hợp khơng có tác dụng kháng chủng nấm men Candida albican Điều giải thích khác thành tế bào hai loại vi khuẩn nấm sau: thành tế bào vi khuẩn gram (+) gồm lớp Peptidoglycan dày bao bên màng sinh chất (Plasma membrane); thành tế bào gram (-) phức tạp lớp lớp Peptidoglycan mỏng, cách lớp không gian chu chất (Periplasmic space) tới lớp màng (Outermembrance) phức hợp lipoprotein lipopolysaccharide Nấm men có cấu tạo tế bào phức tạp loại vi khuẩn, gần giống với tế bào thực vật có đầy đủ cấu tạo thành tế bào, màng tế bào chất, tế bào chất, ty thể, ribomxom, nhân, không bào hạt dự trữ Chính cấu trúc ảnh hưởng đến khả kháng khuẩn nano đồng lên loại tế bào vi khuẩn 70 Hình 3.35 Kết thử hoạt tính sinh học dung dịch nano đồng tổng hợp đƣợc chủng vi sinh vật kiểm định 71 KẾT LUẬN Đã nghiên cứu tổng hợp nano đồng dịch chiết chè điều kiện tối ưu chiết dịch chè tươi 50oC, 30 phút, tỷ lệ rắn/ lỏng 10 gam/100mL, pha với dung dịch Cu(NO3)2 tỷ lệ 1:5 (mL/mL) nồng độ 0,5 mM, môi trường pH = 8, thời gian tổng hợp tạo nano đồng 35 phút, nhiệt độ 90oC Đã nghiên cứu tổng hợp nano đồng dịch chiết vỏ trái chuối hột điều kiện tối ưu chiết dịch vỏ trái chuối hột tươi 50 C 30 phút, tỷ lệ rắn/ lỏng 10 gam/100mL , pha với dung dịch Cu(NO3)2 tỷ lệ 1:5 (mL/mL) nồng độ 0,2 mM, môi trường pH = 8, thời gian tổng hợp tạo nano đồng 25 phút, nhiệt độ 90 C Phổ UV – Vis dịch chiết vỏ trái chuối hột tươi dịch chiết chè tươi tạo nano đồng cho peak có cường độ lớn với bước sóng đặc trưng nano đồng từ 560 – 580 nm Ảnh TEM nano đồng tổng hợp từ dịch chiết chè dịch chiết vỏ trái chuối hột cho thấy nano Cu có dạng hình cầu, kích thước trung bình từ 4,18 – 5,11 nm Đã thử nghiệm khả chống mốc cho hồ bột gạo dung dịch nano đồng tổng hợp Kết cho thấy nano đồng có khả chống mốc tốt cho hồ bột gạo Đã thử nghiệm tính kháng khuẩn dung dịch nano đồng tổng hợp Kết mẫu thử có hoạt tính kháng chủng vi khuẩn gram (+) Staphylococus aureus (tụ cầu khuẩn) gram (-) Escherichia coli (tiêu chảy) 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Huy Bích, Đặng Quang Chung, Bùi Xuân Chương, Nguyễn Thượng Dong, Đỗ Trung Đàm, Phạm Văn Hiển, Vũ Ngọc Lộ, Phạm Duy Mai, Phạm Kim Mãn, Đoàn Thị Nhu, Nguyễn Tập, Trần Toàn, Cây thuốc động vật làm thuốc Việt Nam, tập I, NXB Khoa học kỹ thuật [2] Đặng Ngọc Dung, Phạm Thiện Ngọc, Nguyễn Thị Hà (2002), “Chiết xuất đánh giá sơ thành phần polyphenol chè xanh Việt Nam”, Tạp chí Nghiên cứu Y học, số 18, tr.35 – 39 [3] Cao Văn Dư, Nguyễn Thị Phương Phong, Nguyễn Thị Kim Phượng (2013), “Nghiên cứu tổng hợp điều chỉnh kích thước hạt nano đồng hệ glycerin/PVP”, Tạp chí Hóa học, T.51 (2C), tr 745-749 [4] Cao Văn Dư, Nguyễn Thị Phương Phong (2016), Nghiên cứu tổng hợp khảo sát tính chất vật liệu nano kim loại đồng, Luận án Tiến sĩ, Học viện Khoa học công nghệ [5] Nguyễn Hoàng Hải (2007), Các hạt nano kim loại, Trung tâm Khoa học Vật liệu, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [6] Nguyễn Khắc Kiệm (2011), Phương pháp phổ hồng ngoại ứng dụng thực phẩm, Trường Đại học Cơng nghiệp TP-Hồ Chí Minh [7] Bùi Mỹ Linh, Huỳnh Tú Quyên (2001), “Chiết xuất phân lập số hợp chất phân cực chuối hột”, Tạp chí Y học TP Hồ Chí Minh, phụ số 6, tr 145 – 147 [8] Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học nano - Cơng nghệ vật liệu nguồn, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ [9] PGS.TS Trịnh Xuân Ngọ (2009), Cây chè kỹ thuật chế biến, NXB TP Hồ Chí Minh [10] Sở Khoa học Cơng nghệ tỉnh Thừa Thiên Huế (2018), “Nghiên cứu - ứng dụng khoa học công nghệ địa phương” – (Ứng dụng nano Cu, Fe, Co để xử lý hạt giống Cao Bằng), Bản tin Khoa học Công nghệ, số 7/ 2018, tr.28 – 30 73 [11] Trần Văn Sung, Trương Bích Ngân, Trịnh Thị Thủy (2004), “Kết ban đầu nghiên cứu thành phần hóa học chuối hột Việt Nam”, Tạp chí Dược liệu,tập 9, số 2/2004, tr 43- 46 [12] Đỗ Quốc Việt, Trần Văn Sung, Nguyễn Thanh Thúy, “Sơ nghiên cứu tác dụng hạ đường huyết chuối hột (Musa balbisiana) chuột thực nghiệm”, Tạp chí dược học, số 5/2006, tr 8-10 Tiếng Anh [13] Ali, A (1992), Neo- Clerodane diterpennoids from Musa balbisiana seeds, Phytochemistry, vol 31, No 6, pp 2173-2175 [14] B T Meshesha, et al (2009), Polyol mediated synthesis & characterization of Cu nanoparticles: Effect of 1-hexadecylamine as stabilizing agent, Nanotechnology, [15] Dang Thi My Dung, Le Thi Thu Tuyet, Eric Fribourg – Blanc, Dang Mau Chien (2011), “The influence of solvents and surfactantson the preparation of copper nanoparticles by a chemical reduction method”, Adv Nat Sci Nanosci Nanotechnol, Vol 2, Number [16] H Zhu, C Zhang, Y Yin (2005), “Novel synthesis of copper nanoparticles: influence of the synthesis conditions on the particle size”, Nanotechnology, Vol.16, Number 12, pp 3079 - 3082 [17] K.J Ziegler, R.C Doty, K.P Johnston, and B.A Korgel (2001), “Synthesis of organically- stabilized copper nanoparticles in supercritical water”, J Am Chem Soc., Vol 123, pp 7797 - 7803 [18] Masound Salavati-Niasari, Fatemeh Davar (2009), “Synthesis of copper and copper (I) oxide nanoparticles by thermal decomposition of a new precursor", Materials Letters 63, pp 441-443 [19] María J Pascual – Villalobos and Benjamín Rodríguez, 2007, “Consituents of Musa balbisiana seeds and their activity against Cryptolestes pusillius”, Biochemical systematic and ecology, Vol 35, pp 11-16 [20] M Kidwai, et al (2007), “Cu-nanoparticle catalyzed O-arylation of phenols with aryl halides via Ullmann coupling”, Tetrahedron Lett Vol 48, pp 8883 8887 74 [21] Moohammad Zafar Imam and Saleha Akter (2011), “Musa paradisiaca L and Musa sapientum L.: A phytochemical and pharmacological review”, Journal of applied pharmaceutical science, pp 14- 20 [22] M P Pileni, et al (1999), “Direct relationship beTween shape and size of template and synthesis of copper metalparticles”, Adv Mater 11, pp 1358 – 1365 [23] M ustafa Bicer, ilkay Sisman (2010), “Controlled synthesis of copper nano/microstructures using ascorbic acid in aqueous CTAB solution”, Powder Technology, Vol 198, pp 279-284 [24] N A Dash, et al (1998), Synthesis, Characterization, and Properties of Metallic Copper Nanoparticles, Chem Mater, Vol 10, pp 1446 [25] Nguyen Thi Phuong Phong, Nguyen Viet Dung, Ngo Hoang Minh, Cao van Du, Vo Quoc Khuong, Ngo Vo Ke Thanh (2010), “Synthesis and characterization ofmetallic copper nanoparticles via thermal decomposition of copper oxalate complex”, Journal of Chemistry, Vol 48 (4B), pp 125-134 [26] Randy C Ploetz, Angela Key Kepler, Jeff Daniells, Scot C Nelson, (2007), “Banana and plantain – an overview with emphasis on Pacific island cultivars”, Species profiles for pacific island agroforestry [27] Valérie Mancier, Céline Rousse-Bertrand, Jean Dille, Jean Michel, Patrick Fricoteaux (2010), Sono and electrochemical synthesis and characterization of copper core–silver shell nanoparticles, Ultrasonics Sonochemistry 17, pp 690–696 [28] R Hull, R.M Osgood, J.Parisi, H Warlimont (2005), “Metallopolymer Nanocompozit”, University of Nottingham [29] S Chen, J.M Sommers (2001), Alkanethiolate-Protec1ted Copper Nanoparticles: Spectroscopy, Electrochemistry, and Solid-State Morphological Evolution, J Phys Chem B, 105 (37), pp 8816-8820 [30] S.S Joshi, et al (1998), Synthesis of high-concentration Cu nanoparticles in aqueous CTAB solutions, Nanostruct Mater Vol 10, pp 1135 [31] Shlomo Magdassi, et al (2010), Copper Nanoparticles for Printed Electronics: Routes Towards Achieving Oxidation Stability, Materials, Vol 3, pp 4626-4638 75 [32] X F Zhang, et al (2007), “High permittivity from defective carbon-coated Cu nanocapsules”, Nanotechnology, Vol.18, pp 27 [33] Xiao-Feng Tang, Zhen-Guo Yang, Wei-Jiang Wang (2010), “A simple way of preparing high- concentration and high- purity nano copper colloidfor conductive ink in inkjet printing technology”,Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects 360, pp 99-104 Website [34] “Công nghệ nano” (2012), https://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%B4ng_ngh%E1%BB%87_nano, 20/06/2018 [35] Nguyễn Thị Dung (2014), Nghiên cứu tổng hợp nano đồng từ dung dịch Cu2+ dịch chiết nước bàng ứng dụng làm chất kháng khuẩn,Tóm tắt Luận văn thạc sĩ khoa học, http://tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/5569/2/NguyenThiDung.TT.pdf, 10/07/2018 [36] Trần Xuân Thuyết (2015), “Cây chè cho nước ngon, thuốc quý”, http://suckhoedoisong.vn/cay-che-cho-nuoc-ngon-thuoc-quy-n106055.htmL, 15/08/2018 [37] Đặng Thị Vân (2017), “Ứng dụng nano đồng nông nghiệp”, Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp Tây Nguyên, http://wasi.org.vn/ung-dung-nano-dongtrong-nong-nghiep/, 10/07/2018 76 PHỤ LỤC Phiếu kết thử hoạt tính sinh học nano đồng 77 ... 37 2.3.1 Tổng hợp dịch chiết 37 2.3.2 Tổng hợp dung dịch nano đồng 37 2.4 Ứng dụng nano đồng tổng hợp đƣợc 38 2.4.1 Ứng dụng chống mốc nano đồng 38 2.4.2... hướng cấp thiết Với lý trên, chọn đề tài nghiên cứu với nội dung "Nghiên cứu tổng hợp nano đồng ứng dụng? ?? II Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá khả tổng hợp nano đồng từ dung dịch Cu(NO3)2 tác nhân khử... dd Cu(NO3)2 Nghiên cứu ứng dụng nano đồng Tổng hợp nano đồng Thử hoạt tính sinh học Khảo sát thời gian tạo nano đồng Khảo sát môi trường pH tạo nano đồng Khảo sát nhiệt độ tạo nano đồng Hình 2.9