Không chỉ dừng lại ở công dụng diệt khuẩn, khử mùi, cơng nghệ nano có thể iến chiếc áo ạn đang mặc thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các nguồn n ng lƣợng nhƣ n ng lƣợng mặt trời, gió và với cơng nghệ nano ạn sẽ có thể sạc điện cho smartphone của mình mọi lúc mọi nơi. Ứng dụng này cịn đƣợc sử dụng rộng rãi hơn với ý tƣởng chế tạo những chiếc uồm ằng vật liệu nano, với khả n ng chuyển hóa n ng lƣợng tự nhiên thành điện n ng. Tuy nhiên ứng dụng này vẫn đang trong quá trình thử nghiệm.
1.4.4 Nông nghiệp
Ý tƣởng ứng dụng vật liệu nano ạc với khả n ng siêu diệt khuẩn vào việc phòng và trị các nguồn ệnh do vi khuẩn, vi rút và n m gây ra trên cây trồng, vật nuôi, ảo quản nông sản đã đƣợc các nhà sáng chế nghiên cứu và sản xu t thành công. Những sản phẩm dung dịch – gel nano đã mang đến giải pháp mới cho ngành nơng nghiệp sạch.
Ngồi ra, cơng nghệ nano cịn đƣợc ứng dụng rộng rãi trong sản xu t các mặt hàng ch m sóc sức khỏe, gia dụng, mỹ phẩm…
14
1.5 Các phƣơng pháp tổng hợp hạt nano kim loại
Có hai phƣơng pháp để tạo vật liệu nano, phƣơng pháp từ dƣới lên và phƣơng pháp từ trên xuống. Phƣơng pháp từ dƣới lên là tạo hạt nano từ các ion hoặc các nguyên tử kết hợp lại với nhau. Phƣơng pháp từ trên xuống là phƣơng pháp tạo vật liệu nano từ vật liệu khối an đầu. Đối với hạt nano kim loại nhƣ hạt nano vàng, ạc, ạch kim… thì phƣơng pháp thƣờng đƣợc áp dụng là phƣơng pháp từ dƣới lên. Nguyên tắc là khử các ion kim loại nhƣ Ag+
, Au+ để tạo thành các nguyên tử Ag và Au. Các nguyên tử sẽ liên kết với nhau tạo ra hạt nano. Các phƣơng pháp từ trên xuống ít đƣợc dùng hơn nhƣng thời gian gần đây đã có những ƣớc tiến trong việc nghiên cứu theo phƣơng pháp này [7- 9].
1.5.1 Phương pháp ăn mòn laser
Đây là phƣơng pháp từ trên xuống. Vật liệu an đầu là một t m ạc đƣợc đặt trong một dung dịch có chứa một ch t hoạt hóa ề mặt. Một chùm Laser xung có ƣớc sóng 532 nm, độ rộng xung là 10 ns, tần số 10 Hz, n ng lƣợng mỗi xung là 90 mJ, đƣờng kính vùng kim loại ị tác dụng từ 1-3 mm. Dƣới tác dụng của chùm laser xung, các hạt nano có kích thƣớc khoảng 10 nm đƣợc hình thành và đƣợc ao phủ ởi ch t hoạt hóa ề mặt CnH2n+1SO4Na với n = 8, 10, 12, 14 với nồng độ từ 0,001 đến 0,1 M[7-9].
1.5.2 Phương pháp khử hóa học
Phƣơng pháp khử hóa học là dùng các tác nhân hóa học để khử ion kim loại thành kim loại. Thông thƣờng các tác nhân hóa học ở dạng dung dịch lỏng nên cịn gọi là phƣơng pháp hóa ƣớt. Đây là phƣơng pháp từ dƣới lên. Dung dịch an đầu có chứa các muối của các kim loại nhƣ HAuCl4, H2PtCl6, AgNO3. Tác nhân khử ion kim loại Ag+
, Au+ thành Ag0, Au0 ở đây là các ch t hóa học nhƣ Citric acid, vitamin C, Sodium Borohydride NaBH4, Ethanol (cồn), Ethylene Glycol (phƣơng pháp sử dụng các nhóm rƣợu đa chức nhƣ thế này cịn có một cái tên khác là phƣơng pháp polyol). Để các hạt phân tán tốt trong dung môi
15
mà không ị kết tụ thành đám, ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp tĩnh điện để làm cho ề mặt các hạt nano có cùng điện tích và đẩy nhau hoặc dùng phƣơng pháp ao ọc ch t hoạt hóa ề mặt. Phƣơng pháp tĩnh điện đơn giản nhƣng ị giới hạn ởi một số ch t khử. Phƣơng pháp ao phủ phức tạp nhƣng vạn n ng hơn, hơn nữa phƣơng pháp này có thể làm cho ề mặt hạt nano có các tính ch t cần thiết cho các ứng dụng. Các hạt nano Ag, Au, Pt, Pd, Rh với kích thƣớc từ 10 đến 100 nm có thể đƣợc chế tạo từ phƣơng pháp này[7-9].
1.5.3 Phương pháp khử vật lí
Phƣơng khử vật lí dùng các tác nhân vật lí nhƣ điện tử, sóng điện từ n ng lƣợng cao nhƣ tia gamma, tia tử ngoại, tia laser khử ion kim loại thành kim loại. Dƣới tác dụng của các tác nhân vật lí, có nhiều q trình iến đổi của dung môi và các phụ gia trong dung môi để sinh ra các gốc hóa học có tác dụng khử ion thành kim loại. Ví dụ, ngƣời ta dùng chùm laser xung có ƣớc sóng 500 nm, độ dài xung 6ns, tần số 10 Hz, công su t 12-14 mJ chiếu vào dung dịch có chứa AgNO3 nhƣ là nguồn ion kim loại và Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) nhƣ là ch t hoạt hóa ề mặt để thu đƣợc hạt nano ạc[7-9].
1.5.4 Phương pháp khử hóa lí
Đây là phƣơng pháp trung gian giữa hóa học và vật lí. Nguyên lí là dùng phƣơng pháp điện phân kết hợp với siêu âm để tạo hạt nano. Phƣơng pháp điện phân thơng thƣờng chỉ có thể tạo đƣợc màng mỏng kim loại. Trƣớc khi xảy ra sự hình thành màng, các nguyên tử kim loại sau khi đƣợc điện hóa sẽ tạo các hạt nano àm lên điện cực âm. Lúc này ngƣời ta tác dụng một xung siêu âm đồng ộ với xung điện phân thì hạt nano kim loại sẽ rời khỏi điện cực và đi vào dung dịch[7-9].
1.5.5 Phương pháp khử sinh học
Dùng vi khuẩn là tác nhân khử ion kim loại. Ngƣời ta c y vi khuẩn MKY3 vào trong dung dịch có chứa ion ạc để thu đƣợc hạt nano ạc. Phƣơng pháp này đơn giản, thân thiện với mơi trƣờng và có thể tạo hạt với số lƣợng lớn[7-9].
16
1.6 Tổng quan về tổng hợp nano đồng
Nano đồng đƣợc tổng hợp ằng nhiều phƣơng pháp khác nhau thông thƣờng theo nguyên lý từ trên xuống thì dùng phƣơng pháp vật lý và từ dƣới lên thì dùng phƣơng pháp hóa học.