1.2. Vt l iu khángkh un
1.2.3. Vt l iu nanocomposite bc trên cs graphene oxit
1.2.3.1. Gi i thi u
V t li u nanocomposite là v t li u đ c t ng h p t hai hay nhi u v t li u khác nhau nh m m c đích t o ra m t v t li u m i có tính n ng u vi t h n h n v t li u riêng l ban đ u. V t li u nanocomposite đ c c u t o t các ti n ch t có kích th c nano. Nanocomposite b c trên c s graphene oxit (silver/graphene oxide–Ag/GO) đ c t o ra t quá trình phân tán AgNPs trên ch t n n GO, AgNPs và GO k t h p v i nhau, b tr các u khuy t đi m nâng cao các đ c tính c a v t li u ban đ u.
AgNPs th ng có xu h ng k t t thành t ng c m d n đ n hi u qu kháng khu n gi m
đáng k . T m GO v i c u trúc nano hai chi u đ c s d ng nh ch t n n c đnh và phân tán AgNPs trong quá trình t ng h p. Quá trình hình thành v t li u nanocomposite Ag/GO g m ba b c c b n: (1) H p ph /kh , (2) t o m m và (3) t ng tr ng. Quá trình t o m m c a các ion kim lo i mang đi n tích d ng di n ra trên nhóm ch c
mang đi n tích âm c a GO, kéo theo s phát tri n c a AgNPs. M t đ c a AgNPs trên b m t GO có th đ c đi u ch nh d dàng thông qua vi c theo dõi m t đ các nhóm ch c ch a oxy trên b m t GO. Các nhóm ch c này t o đi u ki n cho s h p ph ion kim lo i v i s h tr c a ch t kh và cu i cùng là s g n n đnh các m m tinh th trên b m t GO. Vì th , AgNPs k t h p v i GO làm gi m s k t t , các h t nano chèn vào gi a các t m GO tránh s x p ch ng làm t ng ho t tính kháng khu n c a v t li u.
1.2.3.2. Ph ng pháp t ng h p
t ng h p v t li u nanocomposite Ag/GO có hai ph ng pháp đ c s d ng ph bi n là đ ng k t t a (in–situ) và ph i tr n huy n phù (ex–situ). Hai ph ng pháp đ c trình bày b ng 1.2.
14
B ng 1.2μ Ph ng pháp t ng h p v t li u Ag/GO
Ph ngăphápăin–situ Ph ngăphápăex–situ
Nguyên t c - S d ng ti n ch t t ng ng tác d ng v i tác nhân kh , ph n ng m t b c đ t o v t li u - Các h t nano kim lo i và t m GO đ c t ng h p riêng bi t
- Sau đó AgNPs đ c phân tán tr c ti p vào ch t n n GO đ t o ra v t li u
Quy trình ph n ng
- u tiên, các ion Ag+ khu ch tán lên b m t các t m GO - Các ion Ag+ b kh b i các tác nhân kh đ hình thành huy n phù Ag/GO - AgNPs đ c t ng h p tr c v i tác nhân kh nh tia b c x , VC, đ ng saccharide, polyphenol, v.v. GO đ c t ng h p song song b ng ph ng pháp Hummer c i ti n. - Sau đó ph i tr n AgNPs vào ch t n n GO
u đi m
- Các h t nano phân tán đ ng đ u lên ch t n n GO
- D dàng đi u chnh kích th c các h t nano khi thay đ i đi u ki n ph n ng - Ki m soát t l Ag, GO d dàng h n, phù h p v i quy mô công nghi p Nh c đi m - Ph n ng x y ra khơng hồn tồn, các ngun li u cịn l i sau quá trình ph n ng gây nh h ng đ n s n ph m cu i cùng - V t li u khó gi n đ nh trong th i gian dài - D dàng gây ra s k t t nh h ng đ n đ c tính c a v t li u
T b ng 1.2 cho th y, ph ng pháp in–situ v i nh ng u đi m nh AgNPs phân tán
trên ch t n n GO, n đ nh trong th i gian dài cho hi u qu kháng khu n cao h n so v i
ph ng pháp ex–situ. Vì th trong lu n v n này ph ng pháp in–situ đư đ c s d ng
đ t ng h p v t li u Ag/GO.
Quá trình hình thành Ag/GO g m hai giai đo n chính nh th hi n hình 1.8. u tiên, các ion Ag+ đ c khu ch tán lên b m t các t m GO. Sau đó các ion Ag+
15
Hình 1.8μ C ch t ng h p Ag/GO theo ph ng pháp in–situ 1.2.3.3. C ch kháng khu n Ag/GO 1.2.3.3. C ch kháng khu n Ag/GO
Quy trình kháng khu n c a v t li u nanocomposite Ag/GO đ c th hi n hình 1.9.
Hình 1.9μ C ch kháng khu n c a Ag/GO
Quá trình di t khu n c a v t li u nanocomposite Ag/GO đ c th hi n qua hình 1.9, quá trình này chia làm b n giai đo n:
(1)Ion hóa các h t AgNPs đ gi i phóng Ag+;
(2)Ion Ag+bám lên các lipid tích đi n âm do l c hút t nh đi n trên màng t bào;
(3) GO đâm xuyên màng, làm t n th ng màng, Ag+thâm nh p vào t bào;
(4) S n sinh các g c t do (Reactive oxygen species–ROS), c ch và gây t n
16 1.2.3.4. ng d ng
V t li u nanocomposite Ag/GO đ c ng d ng nhi u nh t trong l nh v c kháng khu n, c AgNPs và GO đ u th hi n ho t tính kháng khu n nh ng khi s d ng riêng l thì ho t tính kháng khu n b h n ch nhi u. C th trong c u trúc GO do liên k t – khi n các t m GO x p ch ng, cịn AgNPs có xu h ng k t t l i. Khi k t h p hai v t li u này có th kh c ph c nh ng h n ch c a nhau d n đ n t ng
hi u su t kháng khu n. Ngoài tác d ng kháng khu n, v t li u nanocomposite Ag/GO
còn đ c ng d ng đ ch t o c m bi n quang h c phát hi n các phân t sinh h c, ch t xúc tác n đnh x lỦ màu n c th i, s n sinh dòng quang đi n, s n xu t siêu t đi n hi u n ng cao. Trong lu n v n này, Ag/GO đ c ph lên b m t v i polyester có kh n ng kháng khu n ng d ng trong l nh v c y t .
1.3. V i polyester ph v t li u Ag/GO 1.3.1. Gi i thi u v i PE