3.3.4.1.Tổng hợp hạt nanocomposit Fe3O4-alginat/PHMG
Hạt nanocomposit Fe3O4-alginat được chế tạo như mơ tả ở mục 2.2.3. Cho hạt Fe3O4-alginat vào dung dịch PHMG 2%, khuấy nhẹ trong 1 giờ để PHMG bám lên hạt Fe3O4-alginat. Sau khi rửa nhiều lần bằng nước cất xác định hàm lượng PHMG trong thành phần vật liệu bằng cách cân hạt Fe3O4-alginat trước và sau khi hấp phụ PHMG. Thực nghiệm được tiến hành 3 lần và lấy giá trị trung bình, kết quả thu được là 4,1% kl.
3.3.4.2. Xác định độ tan nhả PHMG
Kết quả xác định phần trăm tan nhả PHMG từ hạt nanocomposit Fe3O4- alginat/PHMG trên hình 3.46 cho thấy polyme tan ra rất ít, sau 1 giờ ngâm trong nước, lượng PHMG tan ra chiếm khoảng 2 % và sau đĩ khơng tan nữa. Như vậy, trong trường hợp này, PHMG khơng chỉ hấp phụ lên bề mặt hạt alginat, mà giữa hai hợp chất này đã xảy ra tương tác hĩa học, giữa nhĩm –COOH của alginat và nhĩm –NH2 của PHMG.
Hình 3.46. Lượng PHMG tan nhả từ hạt nanocomposit Fe3O4-alginat/PHMG.
3.3.4.3. Khảo sát khả năng kháng khuẩn
Hạt nanocomposit Fe3O4-alginat/PHMG được thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn theo phương pháp tiếp xúc trực tiếp với chủng đại diện là khuẩn E.coli (mục 2.3.5.), mật độ ban đầu là ~2.105 CFU/mL, thời gian tiếp xúc là 30 phút. Kết quả xác định mật độ khuẩn E.coli sau khi xử lý và hiệu lực diệt khuẩn được trình bày trên bảng 3.16.
Bảng 3.16. Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của vật liệu.
Mẫu
Nồng độ (ppm)
Mật độ E.coli (CFU/mL)
Hiệu lực diệt khuẩn (%)
Fe3O4-alginat/PHMG
505 2x102 99,9
2.500 0 100
Ảnh chụp các mẫu xác định mật độ vi khuẩn trước và sau khi xử lý được trình bày trên hình 3.47. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 P HM G (%) Thời gian (phút)
Hình 3.47. Xác định mật độ E.coli sau khi xử lý bằng Fe3O4 - alginat/PHMG:
(a) Mẫu đối chứng khơng xử lý, độ pha lỗng 104 (b) Fe3O4-alginat/PHMG 0,5 g/L, độ pha lỗng 101 (c) Fe3O4-alginat/PHMG 2,5 g/L, độ pha lỗng 100
Kết quả trên bảng 3.16 cho thấy với lượng Fe3O4-alginat/PHMG sử dụng là 0,5 g/L, mật độ khuẩn E.coli sau khi xử lý vẫn cịn nhiều, cỡ ~2.102 CFU/mL. Trường hợp sử dụng vật liệu hạt nanocomposit tới 2,5 g/L mới diệt được hồn tồn lượng E.coli ~2.105 CFU/mL. Hiệu quả khử khuẩn của hạt Fe3O4-alginat/PHMG thậm chí cịn kém hạt Fe3O4 - alginat/Ag, lý do là vật liệu này hầu như khơng tan nhả PHMG, và với phương pháp thử nghiệm này các hạt nanocomposit khơng tiếp xúc được nhiều với vi khuẩn trong dung dịch.