Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano đồng và thử nghiệm khả năng ứng dụng

NGHIÊN CỨU CHÉ TẠO VẬT LIỆU NANO ĐỒNG VÀ TH NGHIỆM KHẢ N NG ỨNG D NG ThS Cao Văn D ư*; K S Nguyễn X u ân C hư ng *; KS D ng T h ị Ngọc Dung* H n g dẫn: PGS TS Nguyễn T h ị P hư ng Phong** TỎM T T , Nano đồng thể tính chất ưu việt khả dẫn điện, nhiệt, tính chống ma sát, kháng khuẩn dược biết tới vói nhiều khả ứng đụng trao đổi nhiệt, đẫn điện máy in phun, phu gia tài nhiệt chống ma sát tác nhân kháng khuẩn Nano đồng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực có nơng nghiệp, giá thành rẻ nhiều so với hạt nano kim loại khác nano Ag Cho tới nay, hoạt tính kháng khuẩn nano đồng đưa với số chùng loại vi khuẩn hạn chế với c Salmonocolor Nấm gây bệnh nấm hồng gỗ cao su vùng nhiệt đới, gây bệnh than cành cao su làm giảm suất khai thác mủ Đối tượng phương pháp nghiên cứu: Nano đồng tổng hợp tr nh khử muối kim loại đồng với tác nhân thân thiện chất phân tán trinatri citrate, chất bảo vệ PVP PVA Nano Cu kiểm chứng phương pháp ƯV­Vis, XRĐ ảnh TEM Dung dịch keo nano đồng thử nghiệm hoạt tính kháng c Salmonocolor phạm vi phịng thí nghiệm thực địa cao su Kết quả: Nano đồng tổng hợp có khả điều chinh kích thước thơng số thực nghiệm như: nồng độ chât khử, nhiệt độ, tỷ lệ chất chất bảo vệ, nồng độ chất phân bố trinatri citrat Kêt kháng khuẩn cho thấy hạt nano đồng thể hoạt tính kháng nấm hồng (C Sãlmonicoỉor) mạnh nồng độ ppm với hoạt tính 100% Thử nghiệm hoạt tính diệt nấm hồng cho kết diệt hoàn toàn sau lần phun nồng độ 10 ppm Hoạt tính kháng diệt nấm hồng cho kểt tốt thực thực địa cao su Kết luận: Các hạt nano đồng đuợc tổng họp có ổn định, kích thước nhỏ với nồng độ cao Dung dịch keo nano đồng cho khả kháng diệt nấm hồng hoàn toàn nồng độ 10 ppm Kêt hoạt tính cùa dung địch keo nano đồng thực địa cao su cho ỉhấy khả ứng dụng tổt sản phẩm lĩnh vực nơng nghiệp * Từ khóa: Nano đồng; Khả nãng ống đụng Synthesis o f copper nanopartìcỉes and its poten tial application Sum m ary Copper nanoparticles (CuNPs) exhibited its advantages of thermal and electrical conductivity, antifriction and antimicrobial properties Particularly, it has been known about its potential applications such as heat exchangers conductive copper lines in inkjet printing, antifriction additive in lubrican and antimicrobial agent Nano is applied widely in many fields, especially in the argricuhure However, study on antimicrobial activity of CuNPs has recently been noted because materials for preparation of CuNPs are much cheaper than that of AgNPs u p to now, antimicrobial activity of CuNPs has been just conducted on a few microbes but there hasn’t still been done with c Salmonocolor The fungus causes pink disease on rubber as well as wood trees in tropical regions and causes damage to the trank and branches of the rubber trees, which results in a significant reduction of latex yield Materials and method: Copper nanoparticles were synthesized from chemical reduction of copper­salt in the cop­resence of the sodium citrate dispersant and polyvinylalcol (PVA) The morphology and structure of the synthesized Cu nanoparticles were characterized by ulừaviolet­visibie Specừophotometry (UV­Vis), transmission electron microscopy (TEM), powder X­ray diffraction (XRD) Antifiingal activity against c Salmonicolor on petri dishes and rubber field were evaluated Results: The size of copper nanoparticle could be controlled by changing parameters such as concentration of reduction, temperature, ratio between copper salt and protection agent, concentration of dispersion trisodium ciứate The average size of nanoparticles found corresponding to PVP, PVA was between ± nm and dfc Ỉ nra respectively by TEM at optimum conditions The obtained copper panicles were confirmed by XRĐ to be crystalline copper with a face­centered cubic (fee) structure CuNPs exhibited a powerful antifungai activity * Đợi học Lạc Hồng ** Đại học Khoa học Tựnhiên TP Hồ Chí Minh 510 against Corticium salmonicolor (c Salmonicolor) at concentration of ppm with 100% activity Assay on anti­fungal activity shotoed that one­time spraying of colloid at 10 ppm of CuNPs killed fungi entirely, whose result was as good as that on pink disease­infected rubber trees Conclusion: The copper nanoparticles were synthesized with small size, high concentration and long stability The ultrafme copper nanoparticles exhibiting a powerful antifungal activity against Corticium salmonicolor and high killing ability at concentration of ppm and 10 ppm, respectively Positive results from spraying the ultrafme CuNPs on pink disease­contaminated rubber trees performed potential application as an cheap ecofungicide for agriculture * Key words: Copper nanoparticles; Potential application ĩ Đ Ặ TV Ấ N Đ È Trong năm gần đây, nano đồng thu hút quan tâm nhà khoa học nước bời tính chất vượt trội hẳn so với vật liệu khối như: tính chất quang, điện, từ tính, khả dẫn điện, nhiệt hoạt tính xúc tác [6, 11] Khả ứng dụng nano đồng biết đến giá thành rẻ nhiêu so với vật liệu nano Au, Ag hay Pt [2 ,6 , 8] Tuy nhiên, so với kim loại khác, việc tổng hợp nano Cu thường gặp khó khăn bề mặt đồng dễ bị oxi hóa, s.ản phẩm dễ lẫn Cu20 [5, 6], Chính v vậy, tổng hợp nano Cu với độ tinh khiết cao, kích thước nhỏ, phân bổ tảng cho nhiều lĩnh vực ứng dụng [3,4] Trong phạm vi báo này, tiến hành tổng hợp nano đồng phương pháp khử hóa học với hơ trợ nhiệt vi sóng Quá tr nh thực phản ứng khử C u (N 03)2 đung môi glycerin với vai trị đung mơi, chất khử hydrazine hydrat (HH), chất bảo vệ polyvinyl pyrolidone (PVP, MW: 1.000.000) Phương pháp có ưu điểm phản ứng diễn nhanh, tr nh thực không sử dụng loại khí trơ Kích thước hạt nano đồng điều khiển cách thay đổi hàm lượng tiền chất c u(n0 3)2 trisodium citrate (TSC) Dung dịch keo nano C u thử nghiệm hoạt tính kháng nấm hồng gây bệnh cao su phạm vi phịng thí nghiệm thực địa vườn khai thác Tổng công ty cao su Đồng Nai Kết đê tài sờ khoa học cho việc tổng hợp hạt nano kim loại khác, nghiên cứu triển khai ứng dụng nano Cu làm thuốc bảo vệ thực vật thân thiện, độc hại có khả trị bệnh nấm hồng nói chung bệnh khác nấm nói riêng II BÓI TƯỢNG VÀ PH Ư Ơ N G PHÁP NGHIÊN c ứ u Phổ UV­vis xác định máy UV­2450­Shimadru, Nhật Bản V iện Công nghệ Hóa học ­ TP Hồ C hí Minh Cấu trúc nano đồng xác định giản đồ nhiễu xạ XRD, thực máy D8 Advance­Bruker, Đức Viện Khoa học Vật ỉiệu ứng dụng ­ TP Hồ Chí M inh Kích thước phân bố hạt nano Cu xác định từ ảnh TEM thực máy JEM­1400, Nhật Bản Trường Đại học Bách Khoa ­ TP H Chí Minh, kết hợp phần mềm đếm hạt IT3.Tool Phân lập, nuôi thử nghiệm nấm hồng Cortỉcium scilmonỉcolor Berk & Br để nghiên cứu sinh vật cung cấp nguồn nấm để khảo sát tác động chất bảo vệ thực vậí chế tạo có nồng độ khác lên sinh trưởng phát triển nấm bệnh Khảo sát hiệu lực kháng nấm hồng Corticium sứlmonicolor Berk & Br dung dịch keo nano đồng phịng thí nghiệm phương phap nuôi đĩá thạch Đánh giá hiệu lực kháng bệnh khu vực vưòĩ cao su khai thác thuộc tổng công ty cao su Đồng Nai theo phương pháp phun thuốc bảo vệ thực vật in KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Kết XRD Kết từ giản đồ nhiễu xạ XRD vật ỉiệu nano đồng (h nh 1) cho thấy đỉnh có cường độ cao hoàn toàn trùng hợp với phổ chuẩn kim loại Cu vị trí góc 20 = 43,22° (d = 2,0902); 50,36° (d s 8090)­ 74,04° (d = 1,2794) tương ứng với mặt (111), (200) and (220) thuộc ô mạng Bravais cấu trúc fee kim loại đồng [1, 5,10,] • 511 20 30 40 80 ­T h e ta ­S c ale 60 70 eo H nh Giản đồ nhiễu xạ XRĐ nano đồng 3.2 K ết q u ả tổng h ọ p na no C u Các thông số tốt thực khảo sát nồng độ chất khử (0.2M), nhiệt độ 1lOoC, tỷ lệ trinatri citraƯCu(N03)2 ss 0,5 áp dụng để íổng hợp với két sau: 3.2.1Ả nh h ưở ng c ủ a tỷ lệ C u (N )2 /P V P k hi có m ặt trin a tr l c itrat H nh Ảnh T EM biểu đồ phân bố kích thước hạt nano Cu tổng hợp có mặt trinatri citrat theo tỷ lệ C u(N 03)2/PVP: (a) 5%; (b) 9% 512 H nh ảnh TEM dung dịch keo nano Cu tổng hợp từ tỷ lệ C u(N 03)2/PVP = 5%, 9% có mặt trisođium citrat Các két cho thấy, vói tỷ lệ C u(N 3)2/PVP = 5% (h nh 2a), hạt nano đồng tạo chủ yếu dạng h nh cầu, có độ phân bố với kích thước trang b nh ± nm Các hạt nano đồng tạo cho két tương tự với tỷ lệ C u (N 03)2/PV P = 9% (h nh 2b) tương ứng với độ phân bô phạm vi kích thước trung b nh lan lượt ± nm 3.2.2 Nghiên cứu trình tổng hợp nano Cu với có mặt trinatri citrat PVA H nh Phổ UV­vis củ đung địch keo nano Cu tổng họp từ tỷ lệC u(N 03)2/PVA = , % có mặt trinatri citrat H nh Ảnh TEM biểu đồ phân t)ố kích thước hạt nano Cu tổng hợp có mặt trinatri citrat theo tỷ lệ C u(N 3)2/PVA = 5% (a), 1% (b) Các thông sổ tốt cho tr nh tổng hợp nano đồng chất bảo vệ PVP sử dụng cho tr nh tổng hợp nano đồng VỚI chất bảo vệ PVA Để thực nghiên cứu này, thí nghiệm tiến hành vởi tỷ lệ C u (N 3)2/PVA = 5,7%, ỉượng rinatri ciưat sử dụng theo tỷ lệ khối lượng trinatri citraơC u(N03)2 = 1,0 513 Két phân tích UV­Vis h nh cho thấy dung dịch keo nano đồng cho đ nh hấp thu cực vị trí bước sóng ngắn so với kểt tổng hợp PVP Cụ thể, với tỷ lệ C u(N 03)2/PVA = 5% (đường 1) cho đỉnh hấp thu cực đại vị trí bước sóng 558 nm, với tỷ lệ C u(N 03)2/PVA = 7% đỉnh hấp thu dịch chuyển bước sóng lớn (đường 2) vị trí 562 nm Kết tượng cộng hưởng plasmon bề mặt cho phép dự đoán hạt nano đồng tạo có kích thước nhỏ hom so vơi tổng hợp PVP Kết phân tích ảnh TEM h nh 9a 9b cho thấy hạt nano đồng tạo có độ phân bố phạm vi kích thước trung b nh ± i nm ± nm với tỷ ỉệ C u (N 3)2/PVA = 5% 1% 3.6 Khả kháng diệt n m hồng Dung dịch keo nano đồng thử nghiệm khả kháng diệt nấm hồng cho kết tốt vói hiệu lực diệt 100% nồng độ ppm cho hiệu diệt nấm hoàn toàn sau lần phun nồng độ 10 ppm w — ' " í ^ V Pi Xuân Bờ&rữitàins fJn&nSỡtí1 IV K É T LUẬN Các hạt nano đồng tổng hợp có ổn định, kích thuớc nhỏ với nồng độ cao Dung dịch keo nano đồng cho khả kháng diệt nấm hồng hoàn toàn nồng độ ià 10 ppm Kết hoạt tính dung dịch keo nano đồng thực địa cao su cho thấy khả ứng đụ»g tốt sản phẩm lĩnh vực nông nghiệp, %plchẩ thay sản phẩm thuốc bảo vệ thực vật gây độb hại cho người môi trường 515 T À Ĩ L IỆ U TH AM K H Ả O FeiZhou RuiminZhou, Xufeng Hao, Xinfeng Wu,Weihong Rao, Yongkang Chen, Deyu Gao Radiation Physics and Chemistry 77, 169 ­ 173 (2008) Bong Kyun Park, Sunho Jeong, Dongjo Kim, Jooho Moon, Soonkwon Lim, Jang Sub Kim Journal of Colloid and Interface Science 311,417 ­ 424 (2007) Han­Xuan Zhang, Uwe Siegert, Ran Liu, Wen­Bin Cai Nanoscale Res Lett 4,705­708 (2009) Mohammad Vaseem, Kil Mok Lee, Dae Young Kim, Yoon­Bong Hahn Materials Chemistry and Physics 125 334­341(2011) Yang Jian­guang, ZhouYuang­lin, Takeshi Okamoto, Ryoichi Ichino, Masazumi Okiđo J Mater Sci 42 7638­ 7642(2007) Jin Wen, Jie Li, Shijun Liu, Qi­yuan Chen Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 373,29­35(2011) F Ruimin Zhou, Xinfeng Wu, Xufeng Hao, Fei Zhou, Hongbin Li, Weihong Rao Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 266,599­603 (2008) Konghu Tian, Caiiin Liu, Haijun Yang, Xianyan Ren Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 397, 12­15(2012) Sulekh Chandra, Avdhesh Kumar, Praveen Kumar Tomar Journal of Saudi Chemical Society (2011) 10 Mohammad Hossein Habibi, Reza Kamrani, Reza Mokhtari Microchim Acta 171, 91­95 (20Ỉ0) NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG D ợ c LÝ THựC NGHIỆM TRÊN SỎI TIÉT NIỆU VÀ PHÂN LẬP CHẤT CỐ HOẠT TÍNH CỦA Ý DI (Coũc lachryma-jobi L.) DS P hạm Đ ức Vịnh*; D S Trần Thúy Ngần* s v Đ ễ Thị Yến*; s v Đào Hồng Hạnh* _ A lf _ ị _ iO M TA T H ng dẫn; TS N guyễn Quỳnh Chỉ* Ý dĩ (Coỉx lachryma-jobi L var ỉachryma-ịobi) loài bàn địa Việt Nam sử dụng y học cổ truyền để điều trị số bệnh lý đường tiểt niệu chưa nghiên cứu tác dụng nên sỏi tiết niệu Do nghiên cứu thực với mục tiêu đánh giá tác dụng cùa địch chiết nước tồn phần than Ý dĩ phân ỉập chaE có hoạt tính ức chế h nh thành sịi tiết niệu số mô h nh lý thực nghiệm, Phương pháp nghiên cứu: Dịch chiết nước toàn phần thân Ý dĩ đánh giá tác dụng ức chế h nh thành sỏi tiết niệu phương pháp in Vito in vivo Phương pháp ỉn vitro tiến hành đĩa 96 giếng dựa phàn ứng ion canxi oxalat Song môi traờng nước tiểu nhân tạo Thí nghiệm in vivo sử đụng chuột cống trắng giổng đực, khối lượng từ Ỉ80 ­ 220g gây sỏi thận ethylen giycol 0,75% 28 ngày Chất tinh khiết phân lập săc ký cột, nhậi đạng băng phổ khối phỗ cộng hưởng từ hạt nhân Kết nghiên cứu: ^ Ở thí nghiệm in vitro, dịch chiết nước Ý dĩ thể tác dụng ức chế h nh thành tinh thể calci oxalat phụ thuộc vào nồng độ, với tỷ lệ ức ché đa 33,1% so với mẫu chứng làm tăng tỷ lệ COD/COM Tù phân đoạn ethyl acetat ­ phân đoạn địch chiết có tác dụng ức chế mạnh ­ phân lập acid p­coumaric Trên chuột cống trắng sử dụng tác nhân gây sỏi ethylen glycoĩ, dịch chiết nước Ý đĩ 2,52g/kg thể tác dụng làm giảm số lượng sỏi lắng đọng thận so với lô chứng bệnh sau 28 ngày điều trị, Từ phân đoạn ethyl acetat ­ phân đoạn thề tác đụng ức chế mạnh nhat­ đa phân lập acidp­coumaric, thể tác dụng ức chế h nh thành tinh thể in vitro mạnh (ĨC 50=2 35 mM) so với natri citrat (IC 50 = 9,61 mM) * Bại học Dược Hà Nội 516 ... khả dẫn điện, nhiệt hoạt tính xúc tác [6, 11] Khả ứng dụng nano đồng biết đến giá thành rẻ nhiêu so với vật liệu nano Au, Ag hay Pt [2 ,6 , 8] Tuy nhiên, so với kim loại khác, việc tổng hợp nano. .. thí nghiệm thực địa vườn khai thác Tổng công ty cao su Đồng Nai Kết đê tài sờ khoa học cho việc tổng hợp hạt nano kim loại khác, nghiên cứu triển khai ứng dụng nano Cu làm thuốc bảo vệ thực vật. .. IT3.Tool Phân lập, nuôi thử nghiệm nấm hồng Cortỉcium scilmonỉcolor Berk & Br để nghiên cứu sinh vật cung cấp nguồn nấm để khảo sát tác động chất bảo vệ thực vậí chế tạo có nồng độ khác lên sinh