1.3.1. Các phương pháp chế tạo nano kẽm
Hiện nay đã có khá nhiều công trình nghiên cứu về vật liệu nano oxide kẽm, tuy nhiên các công trình nghiên cứu về vật liệu nano kẽm vẫn còn hạn chế. Nano kẽm là một vật liệu mới được nghiên cứu và tổng hợp gần đây. Khả năng ứng dụng của nó trong khoa học vẫn chưa được khám phá hết tuy nhiên đây là một vật liệu rất tiềm năng. Nano kẽm đã được tổng hợp ở rất nhiều dạng cấu trúc khác nhau như nano dạng ống, nano tinh thể, nano dạng hạt… bằng nhiều phương pháp khác nhau. Mỗi dạng cấu trúc tinh thể có lĩnh vực ứng dụng riêng. Ngoài những tính chất hóa lý vốn có, các hạt nano kẽm do có kích thước nhỏ chúng còn thể hiện một số hoạt tính sinh học như ức chế sự phát triển của vi sinh vật hay hỗ trợ các hoạt chất kháng khuẩn khác trong công đoạn ức chế vi sinh vật [8]. Hoạt tính sinh học của nano Zn hiện nay là một lĩnh vực đang được nghiên cứu và phát triển.
21
Trong thí nghiệm tổng hợp hạt nano Zn, chất điện phân được chuẩn bị bằng cách hòa tan ZnCl2 trong dung môi dimethyl sulphoxide (DMSO) có hoặc không có polyvinylpyrrolidone (PVP).
Quá trình tổng hợp hạt nano Zn bằng phương pháp điện hóa được thực hiện theo hai bước: Kết tủa kim loại trên bề mặt điện cực Ti sau đó phân tán các hạt kim loại và dung dịch bằng sóng siêu âm. Trong thí nghiệm, bộ xử lý siêu âm là nguồn sóng siêu âm có nhiệm vụ tạo hiệu ứng sủi bọt giúp các hạt kim loại bám trên bề mặt kim loại phân tán vào dung dịch và thanh Ti được cắm ngập trong dung dịch chất điện phân với vai trò là cathode. Sau khi diện phân, dung dịch trở thành màu đen, kết tủa và được ly tâm để lấy kết quả để phân tích.
Kết quả phân tích cho thấy vai trò bảo vệ của polyvinyl pyrrolidone (PVP) trong sự tạo thành hạt nano Zn trong dung dịch. Rõ ràng PVP ức chế sự tăng trưởng của hạt Zn một cách đáng kể. Ảnh nhận từ kính hiển vi điện tử TEM cho thấy nếu không có sự hiện diện của PVP thì kích thước hạt nano là rất lớn khoảng 100nm. Trong khi có sự hiện diện của PVP thì hạt Zn thu được ở kích thước trung bình là 40nm [9].
1.3.1.2. Phương pháp micelle đảo
Nhóm tác giả G. Canizal-Jimenez, P. S. Schabes-Retchkiman (2007) đã đề nghị quy trình chế tạo hạt nano Zn như sau: chất hoạt động bề mặt hexadecyl dimethyl ammonium clorua (CTAC) được hòa tan trong benzen để tạo thành dung dịch micelle đảo. Dung dịch micelle đảo này được siêu âm để làm sạch dung dịch. Tiếp theo đó ZnCl2 được hòa tan cùng với một lượng nước thích hợp được thêm vào dung dịch. Sau đó dung dịch NaBH4 được cho vào từ từ và khuấy mạnh. Sau khi dung dịch được khuấy mạnh, NaBH4 sẽ khử Zn2+ thành nano Zn. Sau đó ngừng khuấy, để dung dịch ổn định và đủ thời gian để tách pha. Tách lấy pha nước và thêm nước để pha loãng và loại chất hoạt động bề mặt [12].
22
1.3.1.3. Phương pháp phân hủy nhiệt
Trong phương pháp này, Barbara Małecka, Ewa Dro˙zd˙z-Cie´sla, Andrzej Małecki (2004) tiến hành chế tạo nano kẽm trên tiền chất là hợp chất phức Zn(C2O4). Tiến hành phân hủy nhiệt hợp chất phức Zn(C2O4) trong dung dịch anisol hoặc trong toluene với hai điều kiện là có hoặc không có PVP. Kết quả phân tích cho thấy, trong dung dịch không có PVP các hạt nano kẽm tạo thành tụ lại và bị bao quanh bởi một lớp màng oxide kẽm. Ngược lại trong dung dịch phức có sự hiện diện của PVP thì các hạt kẽm tách rời nhau. Kết quả phân tích cho thấy sự hiện diện của oxide kẽm khá ít [9].
1.3.1.4. Phương pháp ăn mòn laser
Vật liệu ban đầu là một tấm kẽm được đặt trong một dung dịch có chứa một chất hoạt động bề mặt. Một chùm Laser xung có tần số 10Hz, năng lượng mỗi xung là 100mJ, đường kính vùng kim loại bị tác dụng từ 1-3mm. Dưới tác dụng của chùm laser xung, các hạt nano được hình thành và được bao phủ bởi chất hoạt hóa bề mặt [28].
1.3.2. Một số ứng dụng của nano kẽm
Nano kẽm thường được sử dụng dưới dạng phủ hoặc phân tán, ở dạng tinh khiết hay tổng hợp. Chúng được ứng dụng trong các thiết bị quang điện tử, làm cảm biến sinh học, sử dụng trong polymer, dệt may, lớp tế bào nhiên liệu và làm vật liệu năng lượng mặt trời. Ngoài ra các nano kẽm còn được ứng dụng làm chất kháng khuẩn [24], kháng nấm cho sơn, nhựa, dây nano, sợi nano, dệt may.
Một số ứng dụng trong đời sống:
Các hạt nano kẽm được sử dụng làm chất hỗ trợ cho các thiết bị phân tích thành phần của tóc. Đối với các thiết bị chiếu xạ điện tử thông thường không có khả năng phân tích các thành phần của tóc do cường độ bức xạ có khả năng làm cháy sợi tóc. Các máy X- quang không làm ảnh hưởng tới tính chất của sợi tóc thì không
23
có khả năng phân tích do các thành phần trong tóc có hàm lượng quá thấp. Để khắc phục, người ta chế tạo thiết bị tán xạ sử dụng chùm tia X-ray có cường độ cao thu hẹp còn 5µm. Các hạt nano kẽm khi sử dụng sẽ xuyên qua màng tế bào biểu bì của tóc, tăng độ bám dính của lớp biểu bì và làm lớp màng biểu bì bị co lại theo chiều dày còn khoảng 5µm phù hợp với thiết bị trên. Ứng dụng của nano kẽm trong lĩnh vực này giúp phát hiện sự thay đổi các thành phần có trong tóc phục vụ cho các nghiên cứu chế tạo các sản phẩm chăm sóc tóc.
Trong mỹ phẩm:
Dung dịch keo nano kẽm được sử dụng bằng cách xoa trực tiếp trên da có chức năng giúp làn da khỏe mạnh, tái sinh tế bào da, làm giảm nếp nhăn.
Hình 1.6: Dung dịch keo nano kẽm Mesozinc
Ngoài ra các hạt nano kẽm còn được phối trong các sản phẩm kem chống nắng.
24
1.4. Bệnh nấm hồng trên cây cao su1.4.1. Giới thiệu cây cao su 1.4.1. Giới thiệu cây cao su
Cao su thiên nhiên là một chất có tính đàn hồi và tính bền, thu được từ mủ (latex) của nhiều loại cây cao su, đặc biệt nhất là loại cây Hevea brasiliensis. Năm
1875, nhà bác học người Pháp Bouchardat đã chứng minh cao su thiên nhiên là một hỗn hợp polyme isoprene (C5H8)n , những polyme này có mạch carbon rất dài với những nhánh ngang tác dụng như cái móc. Các mạch đó xoắn lẫn nhau, móc vào bằng những nhánh ngang mà không đứt khi kéo dãn, mạch cacbon có xu hướng trở về trạng thái cũ do đó sinh ra tính đàn hồi [6].
1.4.1.1. Lịch sử
Christophe Colomb trong hành trình thám hiểm châu Mỹ lần thứ hai (1493 – 1496), ông phát hiện người dân châu Mỹ đã biết sử dụng nhựa cây có tính đàn hồi để làm quả bóng thay vì dùng quả bóng làm bằng vải độn như lúc bấy giờ tại châu Âu [6, 31].
Năm 1615, Juan de Torquemada viết cuốn “De la monarquia indiana” nói về lợi ích và công dụng phổ cập của cao su. Tuy nhiên, mãi đến hơn 1 thế kỷ sau, lợi ích và công dụng thật sự của cao su mới thật sự được biết đến nhờ công trình nghiên cứu của hai nhà bác học Pháp: Condamine và Fresneau. Năm 1761, hai nhà hóa học Pháp, Hérissant và Macquer, đã phát hiện ra khả năng hòa tan cao su bằng dung môi ether và tinh dầu thông [6, 31].
Năm 1791, Samuel Peal đưa ra sáng chế áo mưa. Năm 1818, Thomas Hancock (Anh) đã khám phá ra “quá trình nghiền hay cán dẻo cao su” [31].
Năm 1839, Charles Goodyear (Mỹ) phát minh “quá trình lưu hóa cao su” với chất lưu hóa là lưu huỳnh [31]. Quá trình này giúp cải thiện rõ rệt tính chất cơ lý của cao su sống. Sau đó, nhiều nhà khoa học đã phát hiện nhiều chất khác cũng có khả năng lưu hóa cao su tương tự lưu huỳnh như: Chloride sunfur (Pakes – 1846),
25
Có thể nói nhờ hai phát minh của Hancock (nghiền dẻo hóa) và của Goodyear (lưu hóa) mà kỹ nghệ cao su phát triển mạnh mẽ, nhu cầu tiêu thụ tăng nhiều đến nỗi con người phải thiết lập đồn điền cao su, xâm chiếm thuộc địa, bành trướng việc trồng cao su … Nhu cầu tiêu thụ cao su thiên nhiên tăng cao đưa đến việc phát minh cao su nhân tạo và chế biến cao su tái sinh ngày nay. Công nghiệp cao su tiến triển nhanh cũng nhờ các cuộc khám phá tiếp nối sau cuộc khám phá ra sự lưu hóa cao su, như khám phá chất xúc tiến, chất chống lão hóa, chất độn tăng cường lực cao su, phát minh ra các phương pháp chế biến cao su [6, 31]...
Cây cao su lần đầu tiên được du nhập vào Đông Dương là do ông J.B.Louis Pierre đem trồng tại Thảo cầm viên Sài Gòn năm 1877. Sản lượng cao su của Việt Nam đứng hàng thứ 5 trên thế giới (sau Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ và Malaysia). Năm 2006, Việt Nam xuất khẩu mủ cao su đạt xấp xỉ 1,5 tỷ USD. Diện tích trồng cao su của Việt Nam hiện có hơn 0,5 triệu ha, tập trung chủ yếu ở Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và một số địa phương thuộc khu vực Trung Bộ [36].
1.4.1.2. Phân loại cây cao su
Trong thiên nhiên có rất nhiều cây cao su thuộc nhiều loại thực vật khác nhau. Chúng thích hợp với khí hậu vùng nhiệt đới, đặc biệt là miền Bắc Nam Mỹ, Brasil, Trung Mỹ, châu Phi từ Maroc đến Madagasca, Sri Lanka, miền Nam Ấn, Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan, Malaysia và Indonesia [6].
Nói chung, cây cao su trên thế giới thuộc vào 5 họ thực vật sau [36]: - Họ Euphorbiacéae gồm giống: Hevea, Manihot, Sapium và Euphorbia. - Họ Moracéae gồm giống: Ficus và Castilloa.
- Họ Apocynacéae gồm giống: Funtumia, Landolphia, Hancornia và Dyera. - Họ Aslépiadacéae gồm giống: Asdepias và Cryptostegia grandiflosa. - Họ Composées gồm giống: Kok-saghyz và Guayule.
26
Trong số những giống cây cao su, giống tiêu biểu và quan trọng nhất là giống
Hevea brasiliensis, nó cung cấp khoảng 95 – 97% lượng cao su thiên hiên trên thế
giới [6, 36].
Hình 1.8: Giống cao su Hevea brasiliensis 1.4.2. Bệnh nấm hồng
Bệnh nấm hồng (tên khoa học: Macrophoma mangiferae) (còn gọi là mốc
hồng- pink disease) là một bệnh phổ biến trên cây thân gỗ ở các vùng nhiệt đới ẩm trên thế giới. Bệnh rất phổ biến trên cây ăn quả đặc biệt trên khu vực rìa phía Nam của Tây Nguyên. Những vùng có lượng mưa cao trên 250 mm/tháng, có thời tiết nóng ẩm dài ngày trong mùa mưa, là điều kiện thuận lợi cho bệnh phát triển. Vùng Tân Phú, Định Quán của Đồng Nai, Ma Đ’hoai, Đam B’ri, Cát Tiên của Lâm Đồng, phía Bắc tỉnh Bình Dương, Bình Phước… là những nơi bệnh phát triển phổ biến và gây thiệt hại đáng kể. Các cây ăn quả thân gỗ như cây xoài (Mangifera indica), sầu riêng (Durio zibethinus), cây mít (Artocarpus heterophyllus), nhãn (Dinocarpus
longan), chôm chôm (Nephelium lappaceum), mãng cầu ta (Annona squamosa),
mãng cầu xiêm (Annona muricata), cây có múi (citrus), cây bơ (Persea americana), cây măng cụt (Garcinea mangostana) …là những cây bị gây hại phổ biến. Bệnh
27
nấm hồng còn là địch hại nguy hiểm trên một số cây công nghiệp như cây cao su (Hevea brasilliensis), cà phê (Coffea spp.), cây tiêu (Piper nigrum), cây điều (Anarcardium occidentale), cây ca cao (Theobroma cacao) [8, 36] ...
1.4.2.1. Ký sinh và điều kiện phát triển
Bệnh nấm hồng gây ra do một loài nấm ký sinh có tên khoa học là Corticium salmonicolor. Nấm phát triển tốt trong điều kiện nóng ẩm. Điều kiện khí hậu thời
tiết ở Nam bộ trong mùa mưa khá thích hợp cho bệnh phát triển [8].
Bệnh tấn công chủ yếu trên vỏ của thân và cành của cây trưởng thành. Vết bệnh thường xảy ra ở vị trí phần cành hoặc các cành mọc ngang. Triệu chứng ban đầu: vết bệnh như là một lớp phấn phủ màu trắng hồng bao xung quanh thân cành. Bên trên chứa rất nhiều bào tử sẵn sàng cho phát tán và lây lan. Trong điều kiện nóng ẩm, vết bệnh lây lan nhanh chóng tạo thành một lớp khuẩn ty bao phủ quanh thân cành. Khuẩn ty ngày càng dày đặc như lớp phấn phủ có màu trắng, về sau chuyển thành màu hồng phấn. Ở giai đoạn cuối chuyển sang màu xám trắng. Đồng thời trong quá trình lan rộng của vết bệnh, nấm ký sinh xâm nhập vào bên dưới phá hại mạch dẫn và tượng tầng làm chết vỏ cây; nước và chất dinh dưỡng không được vận chuyển lên trên làm cho phần cành phía trên vết bệnh khô và chết sau đó [8].
28
1.4.2.2. Bệnh nấm hồng trên cây cao su
Bệnh này được đặt tên theo màu hồng nhạt của những cành nhánh cao su bị bệnh với một lớp vỏ phát triển trên những sợi chỉ nấm như mạng nhện. Đây là một loại bệnh gây hại nguy hiểm cho thân cây cao su, có thể hủy hoại nhiều cành nhánh chính, đặc biệt cây từ 2 đến 7 năm tuổi. Bệnh thường gây hại trong mùa mưa ở chảng ba của cây, vì ở nơi này nước thường đọng lại và lâu khô, tạo điều kiện thuận lợi cho nấm phát triển và gây hại. Bệnh xâm nhập chủ yếu trong mùa mưa vào cao điểm tháng 7 và 8, nhiệt độ thích hợp là 20 – 30o
C, ẩm độ lớn hơn 80%, bệnh nặng ở vùng thoát nước kém, thường xuyên ngập úng [8].
Triệu chứng gây hại: Bệnh thường chia làm 4 giai đoạn: 1 : Mạng nhện trắng.
2 : Hồng lợt.
3 : Hồng đậm và xì mủ.
4 : Màu đen (mủ đã khô và có nấm bò hóng).
- Nấm gây hại chủ yếu nơi phân cành chính và một số cành cấp 1 (chảng 3) từ đó lan lên và xuống, xâm nhập vào cành chính hoặc nơi có nhiều vết u sần hoặc lớp vỏ khô sần sùi sắp tróc [8].
- Giai đoạn đầu vết bệnh có màu trắng bạc rất mỏng. Khi cây bị bệnh nặng vết bệnh chuyển sang màu hồng đậm [8].
- Triệu chứng dễ nhận thấy là hiện tượng nứt vỏ, mủ chảy dọc thân cây, đông đặc thâm đen. Tại vết bệnh xuất hiện các sợi nấm mọc như mạng tơ nhện, lúc đầu có màu trắng gặp điều kiện thích hợp vết bệnh chuyển sang màu hồng nhạt, chiều dài vết bệnh ngày càng tăng, thường lan lên phía trên nhiều hơn lan xuống dưới, sau đó ngả sang màu hồng. Vết bệnh thường kéo dài lên phía trên khoảng 1m và lây lan qua các cành khác ở trên cao. Nếu quan sát thấy vết bệnh chuyển sang màu hồng thì lúc đó đã rất nặng, phần lá phía trên vết bệnh chuyển qua vàng và héo rũ, sau đó
29
toàn bộ cành lá phía trên vết bệnh đều chết khô và rụng, gây nên tình trạng cây cụt ngọn [8].
- Nếu bệnh nhẹ thì có thể làm mất sản lượng mủ từ 25 - 30%, nhưng nếu nặng thì có thể lên đến 60 - 70%. Bệnh thường gây hại ở các vườn cây từ 3-12 năm tuổi, nặng nhất lúc 4 - 8 năm tuổi và vào khoảng tháng 6 -11 hàng năm. Trong điều kiện mùa mưa bệnh lây lan rất mạnh, mùa nắng thì bệnh ngưng phát triển nhưng vẫn tồn tại mầm bệnh trên cây nếu không phòng trị đúng mức. Trên những vùng đất đỏ thì bệnh này xuất hiện nặng hơn ở vùng đất xám, đất thoát nước kém. Bệnh thường phát sinh nhiều ở cây lớn tuổi, vườn rậm rạp ít ánh nắng. Trong điều kiện nhiệt độ cao và trong mùa mưa nhiều [36].
Phòng trị
- Hạn chế trồng giống cây cao su dễ nhiễm bệnh như: Rrim 600, Rrim 507,
Rrim 603, Rrim 701, [36]...
- Nên cắt tỉa bớt các cành ngang không cần thiết, cành bị bệnh đem tiêu hủy,
khai thông mương rãnh thoát nước [36]…
- Thường xuyên kiểm tra, phát hiện sớm các trường hợp cây bị bệnh chữa trị
kịp thời để ngăn chặn khả năng lây lan. Sử dụng các loại thuốc đặc trị nấm hồng như Validan 5DD với nồng độ 1-2 %, phun 7 ngày/lần cho đến khi cây khỏi bệnh [36].
- Ngoài bệnh nấm hồng, cây cao su còn bị bệnh nứt vỏ (do nấm Botrydiplodia
theobromae) và bệnh loét mặt cạo (do nấm Phytophthora palmivora). Tuy nhiên, bệnh nấm hồng nguy hại nhất và thuốc bảo vệ thực vật diệt được nấm hồng sẽ diệt được gần như toàn bộ các loại nấm khác [1].
30
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Nguyên vật liệu – thiết bị 2.1.1. Hóa chất 2.1.1. Hóa chất
Tên hóa chất Công thức Hãng sản