28
Ảnh minh họa sau khi phủ lớp huyền phù 104 CFU/mL vi khuẩn E. coli. Mẫu Mo-
(hình 3.6a) có bề mặt trong suốt giống như bề mặt kính lúc ban đầu. Mẫu M1 (hình 3.6b) có bề mặt các hạt màu trắng li ti, phân tán không đồng đều. Mẫu M2 (hình 3.6c) xuất hiện các hạt màu trắng kích thước lớn tập trung ở giữa mặt kính xung quanh rìa là những hạt màu trắng nhỏ. Mẫu M3 (hình 3.6d) có bề mặt màu trắng có quầng màu trắng nằm xung quanh và các hạt màu trắng kích thước lớn nằm ở giữa bề mặt kính. Mẫu M4 (hình 3.6e) có bề mặt màu trắng phủ kín bề mặt mẫu kính. Mẫu Mo+ (hình 3.6f) có bề mặt trong suốt giống như bề mặt mẫu kính lúc ban đầu.
Thời gian ban đầu to sau khi trải huyền phù vi sinh vật E. coli có nồng độ 104
CFU/mL, thì bề mặt mẫu không có gì thay đổi so với bề mặt lúc ban đầu chưa trải. Thời gian sau 24 giờ (t24):
Ảnh minh họa sau khi phủ lớp huyền phù 104 CFU/mL vi khuẩn E. coli ở thời gian là 24 giờ. Mẫu Mo- (hình 3.6g) có bề mặt đục và có các đốm màu trắng li ti nằm trải đều trên bề mặt kính. Đây là sự phát triển của vi sinh vật trong khoảng thời gian nuôi cấy. Mẫu M1 (hình 3.6h) và mẫu M2 (hình 3.6i) có các hạt trắng li ti nằm trên bề mặt mẫu kính và bị đục hơn so với mẫu ban đầu có thể giải thích được là do lớp phủ môi trường dinh dưỡng và cả vi sinh vật phát triển. Mẫu M3 (hình 3.6j) có bề mặt màu trắng có quầng màu trắng nằm xung quanh và các hạt màu trắng kích thước lớn nằm ở giữa bề mặt kính. Tuy nhiên, so với mẫu ở thời điểm to thì độ đục của mẫu hầu như không có sự thay đổi. Điều này có thể là do vi sinh vật không phát triển trên mẫu này. Mẫu M4 (hình 3.6k) có kết quả tương tự như mẫu M3.
Qua kết quả của sự phát triển của vi sinh vật sau 24 giờ, các mẫu có nồng độ nano ZnO phủ lên ≥ 2,5 mg/ml thì thể hiện khả năng diệt khuẩn với nồng độ vi sinh vật là 104 CFU/mL.
2
Hình 3.6. Phân bố nồng độ nano ZnO ở thời gian ban đầu (a-f), và sau 24 giờ (g-l)
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
3
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Nano ZnO có kích thước 26 – 100 nm đã được tổng hợp bằng phương pháp sol – gel đi từ kẽm acetate và NaOH. Một số tính chất của nano ZnO như là cấu trúc pha, hình dáng hạt đã được phân tích bằng XRD và TEM.
Khóa luận đã chứng tỏ được sự có mặt của nano ZnO trên bề mặt thủy tinh thông qua phương pháp SEM – EDX.
Đánh giá được khả năng diệt khuẩn của màng phủ tạo bởi hạt nano ZnO với các nồng độ nano ZnO khác nhau. Qua hình (3.6) cho thấy mẫu có nồng độ ≥ 2,5 mg/mL trong điều kiện thí nghiệm với nhiệt độ 37 ℃ trong vòng 24 giờ cho thấy khả năng diệt khuẩn ở nồng độ 104 CFU/ml.
Kiến nghị:
Trong quá trình thực hiện luận văn, một số vấn đề cần được triển khai và nghiên cứu sâu hơn:
Hoàn thiện hơn quy trình phủ màng bằng phương pháp spin – coating.
Nghiên cứu gắn hạt nano ZnO lên polyme, cụ thể là màng tinh bột có khả năng tự phân hủy sinh học ứng dụng trong băng gạc y tế, màng thực phẩm,…
Khảo sát các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến tính chất của màng nano ZnO trên ceramic như thời gian khuấy trộn, tốc độ khuấy trộn, đặc biệt là độ co màng của chất mang có độ nhớt cao sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến độ phân bố hạt nano trên mẫu vật liệu ceramic.
4
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tham khảo tiếng Việt:
[1] N. H. Đĩnh and T. T. Đà, "Ứng dụng một số phương pháp nghiên cứu cấu trúc phân tử," (in v), 1999.
[2] N. Đ. Triệu, "Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học," (in v), NXB Đại học QG Hà Nội, 1999.
Tài liệu tham khảo tiếng Anh:
[3] L. K. Adams, D. Y. Lyon, and P. J. Alvarez, "Comparative eco-toxicity of nanoscale TiO2, SiO2, and ZnO water suspensions," (in e), Water research,
vol. 40, no. 19, pp. 3527-3532, 2006.
[4] S. T. Aruna and A. S. Mukasyan, "Combustion synthesis and nanomaterials," (in e), Current opinion in solid state and materials science, vol. 12, no. 3-4, pp. 44-50, 2008.
[5] H. A. Atwater and A. Polman, "Plasmonics for improved photovoltaic devices," (in e), Nature materials, vol. 9, no. 3, p. 205, 2010.
[6] M. Behnajady, N. Modirshahla, and R. Hamzavi, "Kinetic study on photocatalytic degradation of CI Acid Yellow 23 by ZnO photocatalyst," (in e), Journal of hazardous materials, vol. 133, no. 1-3, pp. 226-232, 2006. [7] H. Benhebal et al., "Photocatalytic degradation of phenol and benzoic acid
using zinc oxide powders prepared by the sol–gel process," (in e),
Alexandria Engineering Journal, vol. 52, no. 3, pp. 517-523, 2013.
[8] R. Brayner, R. Ferrari-Iliou, N. Brivois, S. Djediat, M. F. Benedetti, and F. Fiévet, "Toxicological impact studies based on Escherichia coli bacteria in ultrafine ZnO nanoparticles colloidal medium," (in e), Nano letters, vol. 6, no. 4, pp. 866-870, 2006.
[9] T. J. Brunner et al., "In vitro cytotoxicity of oxide nanoparticles: comparison to asbestos, silica, and the effect of particle solubility," (in e), Environmental science & technology, vol. 40, no. 14, pp. 4374-4381, 2006.
[10] D. Chen, X. Jiao, and G. Cheng, "Hydrothermal synthesis of zinc oxide powders with different morphologies," (in e), Solid State Communications,
vol. 113, no. 6, pp. 363-366, 1999.
[11] H. Chen, X. Wu, L. Gong, C. Ye, F. Qu, and G. Shen, "Hydrothermally grown ZnO micro/nanotube arrays and their properties," (in e), Nanoscale research letters, vol. 5, no. 3, p. 570, 2010.
5
[12] G. Fu, P. S. Vary, and C.-T. Lin, "Anatase TiO2 nanocomposites for antimicrobial coatings," (in e), The Journal of Physical Chemistry B, vol. 109, no. 18, pp. 8889-8898, 2005.
[13] K. Funakoshi and T. Nonami, "Preparation of a superhydrophilic thin film on glass substrate surfaces with titanium alkoxide solution," (in e), Journal of the American Ceramic Society, vol. 89, no. 9, pp. 2782-2786, 2006.
[14] K. Hirota, M. Sugimoto, M. Kato, K. Tsukagoshi, T. Tanigawa, and H. Sugimoto, "Preparation of zinc oxide ceramics with a sustainable antibacterial activity under dark conditions," (in e), Ceramics International,
vol. 36, no. 2, pp. 497-506, 2010.
[15] K. Hund-Rinke and M. Simon, "Ecotoxic effect of photocatalytic active nanoparticles (TiO2) on algae and daphnids (8 pp)," (in e), Environmental Science and Pollution Research, vol. 13, no. 4, pp. 225-232, 2006.
[16] R. Jalal, E. K. Goharshadi, M. Abareshi, M. Moosavi, A. Yousefi, and P. Nancarrow, "ZnO nanofluids: green synthesis, characterization, and antibacterial activity," (in e), Materials Chemistry and Physics, vol. 121, no. 1-2, pp. 198-201, 2010.
[17] N. Jones, B. Ray, K. T. Ranjit, and A. C. Manna, "Antibacterial activity of ZnO nanoparticle suspensions on a broad spectrum of microorganisms," (in e), FEMS microbiology letters, vol. 279, no. 1, pp. 71-76, 2008.
[18] S. Kanmani and K. Ramachandran, "Synthesis and characterization of TiO2/ZnO core/shell nanomaterials for solar cell applications," (in e),
Renewable Energy, vol. 43, pp. 149-156, 2012.
[19] K. Kasemets, A. Ivask, H.-C. Dubourguier, and A. Kahru, "Toxicity of nanoparticles of ZnO, CuO and TiO2 to yeast Saccharomyces cerevisiae," (in e), Toxicology in vitro, vol. 23, no. 6, pp. 1116-1122, 2009.
[20] A. Kołodziejczak-Radzimska, T. Jesionowski, and A. Krysztafkiewicz, "Obtaining zinc oxide from aqueous solutions of KOH and Zn (CH3COO) 2," (in e), Physicochemical Problems of Mineral Processing, vol. 44, pp. 93- 102, 2010.
[21] M. Li, L. Zhu, and D. Lin, "Toxicity of ZnO nanoparticles to Escherichia coli: mechanism and the influence of medium components," (in e),
Environmental science & technology, vol. 45, no. 5, pp. 1977-1983, 2011. [22] A. Lipovsky, Y. Nitzan, A. Gedanken, and R. Lubart, "Antifungal activity of
ZnO nanoparticles—the role of ROS mediated cell injury," (in e),
Nanotechnology, vol. 22, no. 10, p. 105101, 2011.
[23] J. Macjenzue, L. Hench, and D. Ulrich, "Ultrastructure Processing of Ceramics, Glasses and Composite," ed: Hench, LL, Ulrich, DR, Eds, 1984.
6
[24] E. A. Meulenkamp, "Synthesis and growth of ZnO nanoparticles," (in e), The Journal of Physical Chemistry B, vol. 102, no. 29, pp. 5566-5572, 1998. [25] J. S. Murday, "The coming revolution- Science and technology of nanoscale
structures," (in e), AMPTIAC Newsletter, vol. 6, no. 1, pp. 5-10, 2002.
[26] S. Pardeshi and A. Patil, "Effect of morphology and crystallite size on solar photocatalytic activity of zinc oxide synthesized by solution free mechanochemical method," (in e), Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, vol. 308, no. 1-2, pp. 32-40, 2009.
[27] J. Sawai et al., "Hydrogen peroxide as an antibacterial factor in zinc oxide powder slurry," (in e), Journal of Fermentation and Bioengineering, vol. 86, no. 5, pp. 521-522, 1998.
[28] V. K. Sharma, R. A. Yngard, and Y. Lin, "Silver nanoparticles: green synthesis and their antimicrobial activities," (in e), Advances in colloid and interface science, vol. 145, no. 1-2, pp. 83-96, 2009.
[29] R. Society, Nanoscience and Nanotechnologies: Opportunities and Uncertainties: Summary and Recomendations. Royal Society, 2004.
[30] A. E. Suliman, Y. Tang, and L. Xu, "Preparation of ZnO nanoparticles and nanosheets and their application to dye-sensitized solar cells," (in e), Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 91, no. 18, pp. 1658-1662, 2007. [31] R. Velmurugan and M. Swaminathan, "An efficient nanostructured ZnO for
dye sensitized degradation of Reactive Red 120 dye under solar light," (in e),
Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 95, no. 3, pp. 942-950, 2011. [32] R. Wahab, Y.-S. Kim, A. Mishra, S.-I. Yun, and H.-S. Shin, "Formation of
ZnO micro-flowers prepared via solution process and their antibacterial activity," (in e), Nanoscale research letters, vol. 5, no. 10, p. 1675, 2010. [33] Y. Wang, C. Zhang, S. Bi, and G. Luo, "Preparation of ZnO nanoparticles
using the direct precipitation method in a membrane dispersion micro- structured reactor," (in e), Powder Technology, vol. 202, no. 1-3, pp. 130- 136, 2010.
[34] Z. L. Wang, "Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications," (in e), Journal of physics: condensed matter, vol. 16, no. 25, p. R829, 2004.
[35] O. Yamamoto, "Influence of particle size on the antibacterial activity of zinc oxide," (in e), International Journal of Inorganic Materials, vol. 3, no. 7, pp. 643-646, 2001.
[36] Ö. A. Yıldırım and C. Durucan, "Synthesis of zinc oxide nanoparticles elaborated by microemulsion method," (in e), Journal of Alloys and Compounds, vol. 506, no. 2, pp. 944-949, 2010.
7
[37] S. Yue, Z. Yan, Y. Shi, and G. Ran, "Synthesis of zinc oxide nanotubes within ultrathin anodic aluminum oxide membrane by sol–gel method," (in e), Materials Letters, vol. 98, pp. 246-249, 2013.
[38] A. K. Zak, R. Razali, W. A. Majid, and M. Darroudi, "Synthesis and characterization of a narrow size distribution of zinc oxide nanoparticles," (in e), International journal of nanomedicine, vol. 6, p. 1399, 2011.
[39] L. Zhang, Y. Ding, M. Povey, and D. York, "ZnO nanofluids–A potential antibacterial agent," (in e), Progress in Natural Science, vol. 18, no. 8, pp. 939-944, 2008.
[40] L. Zhang, Y. Jiang, Y. Ding, M. Povey, and D. York, "Investigation into the antibacterial behaviour of suspensions of ZnO nanoparticles (ZnO nanofluids)," (in e), Journal of Nanoparticle Research, vol. 9, no. 3, pp. 479- 489, 2007.
[41] H. M. Hassan and I. Fridovich, "Paraquat and Escherichia coli. Mechanism of production of extracellular superoxide radical," Journal of Biological Chemistry, vol. 254, no. 21, pp. 10846-10852, 1979.
[42] A. Y. Peleg and D. C. Hooper, "Hospital-acquired infections due to gram- negative bacteria," New England Journal of Medicine, vol. 362, no. 19, pp. 1804-1813, 2010.
[43] J. D. Pitout and K. B. Laupland, "Extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae: an emerging public-health concern," The Lancet infectious diseases, vol. 8, no. 3, pp. 159-166, 2008.
[44] H. Rosen and S. J. Klebanoff, "Bactericidal activity of a superoxide anion- generating system. A model for the polymorphonuclear leukocyte," Journal of Experimental Medicine, vol. 149, no. 1, pp. 27-39, 1979.