Các ứng dụng phát triển rất mạnh trong những thập kỷ qua đó là việc sử dụng hạt nano vàng trong y sinh, vi mạch điện tử, trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân, mỹ phẩm, ngoài ra còn làm xúc tác cho các phản ứng hóa học.[7]
Luận văn tốt nghiệp đại học
SVTH: Lý Cẩm Nhung 2102279 17 Các phản ứng liên quan đến NOx
NO và các khí NOx là các khí thải độc hại từ các động cơ xăng dầu. Cách dễ dàng nhất để loại bỏ chúng là biến chúng thành khí nitơ bằng cách sử dụng các khí CO, H2 hay các hydrocacbon. Thông thường các phản ứng có thể thực hiện nhờ các xúc tác kim loại nhóm platin nhưng rất khó xảy ra khi động cơ vận hành dưới điều kiện thiếu oxy để đốt cháy nhiên liệu.
Các nhà khoa học đã chứng minh rằng trong điều kiện không có oxy thì xúc tác nano vàng hoạt động tốt hơn trong phản ứng khử NO bằng CO. Hoạt tính diễn ra đáng kể thậm chí ở 270C đã chuyển hóa hoàn toàn nitơ mà nếu không sử dụng xúc tác vàng thì nhiệt độ phản ứng phải là 150C.
Trong lĩnh vực điện tử
Các nhà nghiên cứu vừa phát triển một loại linh kiện nhớ mới sử dụng các hạt nano vàng và hợp chất bán dẫn hữu cơ pentacene. Sự kết đôi mới này là bước then chốt để tiến đến việc phát triển bộ nhớ sử dụng các chất dẻo hữu cơ, với giá thành rẻ hơn và linh hoạt hơn so với các bộ nhớ silicon truyền thống sử dụng trong máy tính, các ổ đĩa.
Nhận biết tế bào ung thư
Các hạt nano vàng nhiễu xạ và hấp thụ ánh sáng rất tốt nên được sử dụng để nhận biết tế bào ung thư. Nhiều tế bào ung thư có một protein là thụ thể tác nhân phát triển biểu bì (EFGR) trên toàn bộ bề mặt của tế bào trong khi các tế bào khỏe mạnh không bộc lộ protein này. Bằng cách kết hợp hay kết dính các hạt vàng nano vào kháng thể của EFGR, các nhà nghiên cứu có thể làm cho các hạt vàng tự gắn vào các tế bào ung thư. Khi thêm dung dịch có các hạt vàng nano đã gắn kháng thể của EFGR vào các tế bào ung thư và các tế bào khỏe mạnh, tế bào ung thư sẽ tự phát sáng còn tế bào khỏe mạnh thì không liên kết với hạt nano vàng nên không phát sáng.
Luận văn tốt nghiệp đại học
SVTH: Lý Cẩm Nhung 2102279 18
Sử dụng hạt vàng nano làm tăng độ tương phản của ảnh chụp mạch máu trên thiết bị Micro CT hoặc X quang
Những cải thiện cơ bản trong những tác nhân tương phản X ‒ ray trong hơn 25 năm nay. Những tác nhân hiện tại có những giới hạn to lớn trong tạo ảnh y học: chỉ tạo ảnh trong một thời gian ngắn, gây độc tố, độ tương phản kém và hạt nano vàng đã khắc phục được điều đó. Vàng có độ hấp thu cao hơn iot, đạt độ tương phản tốt hơn với lượng X ‒ ray tốt hơn. Những hạt vàng làm sạch máu chậm hơn các tác nhân iot, cho thời gian tạo ảnh lâu hơn. Những hình ảnh thuốc tới cơ thể và hình CT cho thấy hiệu quả của keo nano vàng như một tác nhân dự trữ máu cho hình CT X ‒ ray. PEG bao phủ những hạt nano vàng tạo thành những hạt nano hình cầu với kích thước 38 nm. Những hạt nano vàng ‒ PEG cho khả năng tương thích cao và không độc hại với chuột. Người ta định dạng những hình ảnh ổn định để hình dung hệ thống mạch máu, ngay lập tức cho đến 24 giờ sau khi tiêm. Những hình ảnh CT sử dụng hạt nano vàng cho thấy hình dạng rõ ràng về cấu trúc khối u trong mạch máu.
Trong lĩnh vực mỹ phẩm
Từ tuổi 30 trở đi, làn da phụ nữ bắt đầu xuất hiện các dấu hiệu lão hóa như thiếu độ căng mịn và bắt đầu có nếp nhăn. Tiến trình lão hóa diễn ra nhanh hơn ở tuổi 40 với sự xuất hiện rõ rệt của các vết nhăn, làn da khô, sần, sắc diện không đồng đều. Serum vàng nano được tinh luyện từ quá trình phân rã chuyển hóa thành dạng phân tử cực nhỏ để dễ dàng thấm sâu vào tế bào đáy của da, kích thích chúng hoạt động, loại bỏ đi những tế bào già yếu và sản sinh nhanh các tế bào mới giúp nuôi dưỡng làn da khoẻ mạnh. Duy trì sự săn chắc cho da và ngăn chặn sự hình thành các nếp nhăn mới.
Hình 2.5 Kem ứng dụng nano vàng Các hạt nano vàng tạo ra chất xúc tác quang mới
Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne thuộc Bộ Quốc phòng Mỹ đã chế tạo thành công một chất xúc tác ánh sáng khả kiến, bằng cách sử dụng các dây
Luận văn tốt nghiệp đại học
SVTH: Lý Cẩm Nhung 2102279 19
nano clorua bạc được gắn các hạt nano vàng. Chất xúc tác này có khả năng phân hủy các phân tử hữu cơ trong nước bị ô nhiễm. Các thử nghiệm đã chứng tỏ các dây nano có gắn thêm các hạt nano vàng có thể phân hủy các phân tử hữu cơ như xanh methylen.
Khả năng chống vi khuẩn của nano vàng
Cũng giống như bạc, vàng cũng có khả năng diệt khuẩn. Vì vậy người ta đã kết hợp nano vàng – bạc để tạo ra một lớp phủ lên vật liệu nhằm chống lại các loại vi khuẩn.
Hình 2.6 Một vài sản phẩm ứng dụng của nano vàng Trong phản ứng oxi hóa cacbon oxit
Trong phản ứng chuyển hóa CO thành CO2, xúc tác nano vàng hoạt động tốt ở nhiệt độ phòng và cả dưới nhiệt độ phòng. Điều này chưa được thấy ở các kim loại xúc tác. Phản ứng này rất có lợi trong việc làm sạch không khí trong nhà và khí thải xe cộ. Các hạt nano vàng được sử dụng làm xúc tác có kích thước từ 2 ‒ 10 nm, được gắn vào các giá mang oxit kim loại như các hạt vàng nano trên giá mang Fe2O3.[27]