5. Ý ng ha thực tiễn của đề tài
1.8 Tổng quan về tổng hợp nano đồng
Các hạt kim loại nano đã thu hút đƣợc nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học bởi những tính ch t đặc biệt hơn hẳn so với các oxit kim loại hay vật liệu khối từ hiệu ứng bề mặt và kích thƣớc nhỏ của chúng. Trong l nh vực khoa học và công nghệ, các hạt kim loại nano thƣờng đƣợc biết đến bởi nhiều khả n ng ứng dụng đặc biệt do những tính ch t hóa học và vật lý r t đặc trƣng. Các tính ch t đặc biệt của các hạt kim loại nano gồm: độ dẫn điện cao, hoạt tính xúc tác, tính ch t điện, quang học, từ tính.
Đồng nano cùng với các hạt kim loại nano quý nhƣ vàng và ạc đƣợc nghiên cứu rộng rãi trong số các vật liệu kim loại nano vì hiện tƣợng cộng hƣởng plasmon bề mặt thể hiện rõ ràng trong phổ quang học ở vùng nhìn th y, cùng với hiệu ứng lƣợng tử khi ở c p độ nano. Hầu hết các tính ch t quang của hạt kim loại nano đƣợc thể hiện tƣơng ứng với kích thƣớc nhỏ và bề mặt đặc biệt của chúng. Cho đến nay, đồng nano đã đƣợc tổng hợp bằng nhiều phƣơng pháp khác nhau. Các phƣơng pháp tổng hợp đồng nano có thể kể đến nhƣ: chiếu xạ điện tử (electron beam irradiation), quá trình plasma (plasma process), phƣơng pháp khử hóa học, phƣơng pháp tổng hợp in-situ (in-situ synthesis), khử qua hai ƣớc (two-step reduction method), khử muối kim loại có sự hỗ trợ của nhiệt vi sóng,...[1]. Nói chung, các phƣơng pháp tổng hợp đồng nano thƣờng đƣợc phân thành hai phƣơng pháp chính là phƣơng pháp vật lý và hóa học. Tuy nhiên, các phƣơng pháp vật lý có những hạn chế nhƣ ch t lƣợng sản phẩm các hạt nano tạo ra khơng cao, q trình thực hiện địi hỏi hệ thống thiết bị phức tạp và tốn kém. Trong khi đó, các phƣơng pháp trên cơ sở của quá trình hóa học nói chung là phổ biến bởi đơn giản, chi phí th p, hình dạng, sự phân bố kích thƣớc của các hạt nano đồng tạo thành có thể đƣợc kiểm sốt bởi sự thay đổi thành phần trong hệ phản ứng tổng hợp nhƣ: dung môi, ch t bảo vệ, ch t khử, ch t phân tán hoặc thay đổi các thông số kỹ thuật của phản ứng tổng hợp nhƣ:
13
thời gian, nhiệt độ, pH, nồng độ ch t bảo vệ, nồng độ tác ch t, nồng độ ch t khử, tỷ lệ giữa tác ch t và ch t bảo vệ,…
Một số nghiên cứu về nano đồng:
Ở Việt Nam hiện nay các cơng trình nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano đồng trong kháng khuẩn chƣa có nhiều cơng bố.
N m 2011, Phịng thí nghiệm Cơng nghệ nano, Đại học quốc gia Tp.HCM đã sử dụng phƣơng pháp khử hóa học để tổng hợp vật liệu nano đồng với tiền ch t là đồng sulfat, ch t khử NaBH4. Kết quả nghiên cứu đã thu đƣợc các hạt nano đồng có kích thƣớc trung bình khoảng 10 nm.
N m 2011, Nguyễn Thị Phƣợng Phong và cộng sự đã tổng hợp vật liệu nano Cu bằng phƣơng pháp khử đối với Cu oxalate, CuCl2, CuSO4, sử dụng ch t khử là ethylene glycole, diethyleneglycole, glycerin kết hợp hỗ trợ của vi sóng để làm nguyên liệu chế tạo thuốc bảo vệ thực vật.
N m 2017, Bùi Duy Du và cộng sự đã tổng hợp vật liệu nano đồng oxit trong zeolit A với ch t khử là hydrazine hydrat trong môi trƣờng azơ. Kết quả thu đƣợc hạt nano đồng oxit có kích thƣớc là 40 nm và có hoạt tính kháng khuẩn chống lại Escherichia coli, kết quả nghiên cứu có thể đƣợc sản xu t với quy mô lớn để xử lý nƣớc và ứng dụng nông nghiệp.
N m 2011, Đặng Thị Mỹ Dung đã nghiên cứu tổng hợp nano đồng từ CuSO4 với ch t khử Borohydride natri trong dung môi polyethylene glycol (PEG), ch t bền là PVP thu đƣợc hạt nano có kích thƣớc hạt 10nm.
N m 2012, Võ Quốc Khƣơng tổng hợp nano đồng từ Cu(NO2)2.3H2O với ch t khử là N2H4.2H2O trong dung môi là nƣớc với ch t bền là CTAB và PVP.
Trên thế giới hiện nay các cơng trình nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano đồng trong kháng khuẩn đã có nhiều cơng bố.
N m 2003, Hai-tao Zhu và cộng sự tổng hợp nano đồng từ CuSO4.5H2O với ch t khử là hypophosphite trong dung môi là nƣớc, ch t bền là PVP (K30). Kết quả thu đƣợc sau 5 phút khu y trộn nhờ vi sóng, hạt nano có kích thƣớc là 10nm.
14
N m 2005, Young Hwan Kim và cộng sự sử dụng phƣơng pháp nhiệt phân phức Cu-oleate tổng hợp nano đồng từ CuCl2 trong dung môi là nƣớc với ch t bền là Sodium oleate ở 290oC thu đƣợc hạt nano 12.7nm.
N m 2006, Chunwei và cộng sự tổng hợp nano đồng từ Cu(NO3)2 với ch t khử là Ascorbic acid trong dung môi là nƣớc, ch t bền là PVP. Kết quả thu đƣợc hạt nano đồng nhƣng thời gian phản ứng dài, lƣợng tác ch t phản ứng lớn.
N m 2009, Zang Qui-li và cộng sự tổng hợp nano đồng từ CuSO4 với ch t khử là Borohyride trong dung môi nƣớc, ch t bền là EDTA thu đƣợc kích thƣớc hạt nano 100nm ở nhiệt độ phản ứng 30oC.
N m 2010, Mustafa Bicer và cộng sự tổng hợp nano đồng từ CuSO4.5H2O với ch t khử là Asor ic acid trong dung môi nƣớc, ch t bền là CTAB thu đƣợc kích thƣớc hạt nano tại pH = 6.5 là 90nm.
N m 2013, nhóm nghiên cứu trƣờng đại học quốc gia Chungbuk Hàn Quốc tổng hợp nano đồng từ CuSO4.5H2O và dịch chiết lá cậy mộc lan trong dung môi nƣớc thu đƣợc hạt nano đồng. Và một số nghiên cứu tổng hợp nano Cu từ CuSO4 với tác nhân khử là dịch chiết từ một số loại lá cây nhƣ lá cây hƣơng nhu tía, ngót nghẻo, xun tâm liên, cáp gai đen,…