Trần Minh Thuận 1206
1.3Những ứng dụng khác của nano bạc trong đời sống
Son nano bạc khăn giấy nano bạc
• Ứng dụng nano bạc trong các thiết bị gia dụng
− Ứng dụng các phân tử bạc (công nghệ Nano Silver) để khử khuẩn trong đồ dùng gia đình đang được nhiều hãng sản xuất lựa chọn do đảm bảo được sự an toàn về sức khoẻ.
Ngày càng nhiều thiết bị gia dụng sử dụng công nghệ Nano Silver để diệt khuẩn.
− Hiện nay, tính năng khử khuẩn bằng phân tử bạc đã được ứng dụng vào nhiều loại thiết bị gia dụng như điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh, máy giặt,... và một số dụng cụ đựng thực phẩm như bình sữa trẻ em, bát đĩa, máy khử độc hoa quả… − Dù việc sử dụng những thiết bị gia dụng ứng dụng các loại công nghệ diệt
khuẩn đang trở thành “mốt” trong thời buổi ô nhiễm như hiện nay, nhưng nhiều người vẫn lo ngại liệu công nghệ này có ảnh hưởng tới sức khỏe về lâu dài hay không?
Bình sữa phủ nano bạc sơn nano bạc
− Đối với các thiết bị gia dụng lớn như máy giặt và máy khử độc thực phẩm thường sử dụng những thanh bạc lớn nguyên chất, có khu vực để riêng biệt và được điện phân dung dịch thành hàng tỉ các ion bạc mỗi lần giặt/xả.
− Chúng sẽ theo dòng nước bám vào các bề mặt thực phẩm hay vải vóc để "tiêu diệt" vi khuẩn hoặc nấm mốc, ngăn ngừa sự xâm nhập trở lại sau nhiều ngày. Những thanh bạc này có tuổi thọ lên đến 10 năm sử dụng liên tục.
− Với tủ lạnh và điều hòa, máy lọc không khí, nguyên lý hoạt động của công nghệ phân tử bạc là như nhau vì các ion bạc không được điện phân ra ngoài như trong máy giặt mà chúng được khử trực tiếp khi không khí bị hút vào hệ thống lọc này.
− Hệ thống lọc sẽ không cho phép các ion bạc được thoát ra ngoài môi trường, chúng làm nhiệm vụ cô lập những phân tử bụi và vi khuẩn đi theo không khí vào trong, trả lại môi trường (tủ lạnh hay căn phòng) một làn không khí trong lành, có lợi cho sức khỏe hoặc giúp thực phẩm tươi ngon hơn.
− Ngoài ra thì một số dòng tủ lạnh không sử dụng hệ thống lọc khí khử khuẩn, mà dùng nhữnglớp tráng ion bạc trực tiếp lên bề mặt bên trong tủ, cũng có tác dụng diệt khuẩn khi vi khuẩn"va chạm" với các bề mặt đó.
Máy giặc máy rữa rau ứng dụng hạt nano bạc
• Ứng dụng nano bạc trong sản suất hàng tiêu dùng
Khẩu trang được làm bằng hạt nano bạc
− Việc sản xuất các mặt hàng tiêu dùng bằng kim loại bạc nguyên chất hoặc phủ chúng bằng bạc là rất đắt. Tuy nhiên, các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, pha các
nguyên liệu khác với hạt nano bạc là một phương pháp thích hợp để khai thác tính chất của bạc. Các hạt nano siêu nhỏ thể hiện các tính chất khác biệt hoặc nổi bật hơn so với nguyên liệu dạng macro. Các hạt nano siêu nhỏ làm cho các hạt có diện tích bề mặt lớn
cân đối với khối lượng của chúng. Trường hợp bạc ở dạng hạt nano, cho phép chúng tương tác dễ dàng với các hạt khác và tăng hiệu quả kháng khuẩn. Hiệu quả này lớn tới mức 1 gam hạt nano bạc có thể tạo tính chất kháng khuẩn tới hàng trăm mét vuông chất nền. Hiện nay, các sản phẩm làm bằng những hạt nano bạc đã được các cơ quan FDA, EPA của Mỹ, SIAA của Nhật Bản... chính thức phê chuẩn.Tất cả vi khuẩn sử dụng enzym như một lớp “phổi hóa học” để chuyển hóa oxy. Các ion bạc phân hủy enzym và ngăn chặn quá trình hút oxy. Tác động này làm chết tất cả các vi khuẩn, tiêu diệt chúng trong vòng 6 phút. Các vi rút phát triển bằng cách kí sinh trong tế bào sống khác và đưa vào nhân mới để tái tạo và nhân bản, còn tế bào sẽ bị bệnh. Các ion bạc còn ngăn oxy đưa vào tế bào sản sinh ra vi rút và chúng chết do nghẹt thở. Thuốc kháng sinh có thể được dùng để tiêu diệt các mầm bệnh do các hạt nano bạc tấn công nhưng vi khuẩn và vi rút đang ngày càng trở nên kháng lại các điều trị bằng thuốc. Các hạt nano bạc tiêu diệt tất cả các bệnh nhiễm nấm, vi khuẩn và vi rút, kể cả các chủng kháng kháng sinh. Tuy nhiên, không phải các loại thuốc kháng sinh đều có hiệu quả đối với tất cả các loại vi khuẩn. Ngoài ra, nghiên cứu còn chỉ ra rằng, vi khuẩn không thể phát triển bất kỳ khả năng miễn dịch nào đối với bạc.
Bạc xuất hiện một cách tự nhiên, không độc, không dị ứng, không tích tụ và vô hại đối với cả động vật hoang dã và môi trường. Hiện nay, các nhà sản xuất đã sản xuất các hàng tiêu dùng sử dụng tính chất kháng khuẩn của các hạt nano bạc như tủ lạnh, điều hòa và máy giặt. Ngoài ra các loại đồ chơi, quần áo, hộp đựng thực phẩm, chất tẩy quần áo cũng đã sử dụng nano bạc. Một số ứng dụng tiềm năng khác của các hạt nano bạc cũng đang được xem xét áp dụng trong mô cấy sinh học, băng vết thương, v.v... Ngoài ra, hiện nay nano bạc còn ứng dụng sản xuất sợi nhân tạo dùng dệt vải, khăn quần áo có chức năng kháng khuẩn, chống hôi. Trong lĩnh vực hóa học polimer để sản xuất PET, PP, PA, các hại nhựa sẽ được trộn chung vào các hạt nhựa không chứa Nano bạc khác trong quá trình sản xuất, kéo sợi. Nano bạc không chỉ tẩm, phủ lên bề mặt mà được đưa vào trong sản phẩm qua qui trình nóng chảy dùng sản xuất tấm ra trải giường, khăn lau chén, bát, thảm trải nền nhà, túi bọc tấm đệm giường, quần áo (tạp dề, vớ (tất), t-shirts
… ) cũng như các sản phẩm vệ sinh khác như quần áo cho bệnh viện, quần áo bảo vệ, khẩu trang. Ngoài ra, nano bạc còn dùng trong các qui trình sản xuất khác như sản xuất nhựa nhiệt dẻo, qui trình phun ép các bộ phận, các bình chứa, chai .. hoặc ống nhựa dẫn chất lỏng , nước.
Dụng cụ làm bằng hạt nano bạc sim điện thoại có hạt nano bạc
2. Ứng dụng chuẩn đoán:
Các hạt nano bạc dược sử dụng trong cảm biến sinh học và nhiều xét nghiệm mà các vật liệu hạt nano bạc có thể sử dụng như thẻ sinh học để phát hiện hiện tượng.
• Dây nano bạc tạo nền tảng cho cảm biến đa năng mới đeo được
Một cảm biến dựa trên dây nano bạc được gắn trên khớp ngón tay cái để theo dõi lực căng của da liên quan đến uốn cong ngón cái (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
− Bằng cách kẹp một vật liệu cách điện giữa 2 lớp chất dẫn dựa trên sợi nano bạc, các nhà nghiên cứu đã có khả năng tạo ra 1 thiết bị điện dung hay khả năng lưu trữ điện tích. Khi các chất dẫn này bị ép, kéo hay chạm vào điện dung sẽ thay đổi. Do thay đổi này là điều mang lại khả năng cảm biến cho thiết bị
− “Công nghệ này dựa trên sự biến dạng vật lý hay thay đổi trường điện “viền” − Thay đổi trường điện viền rất tương tự với cơ chế được dùng trong màn hình cảm
ứng điện thoại nhưng cảm biến chúng tôi phát triển có thể kéo giãn được và có thể gắn lên nhiều bề mặt cong như da người.”
− Các nhà nghiên cứu cho biết cảm biến có một loạt các ứng dụng tiềm năng, từ sinh hóa, quân sự và thể thao cho đến chi giả, robot và màn hình cảm ứng dẻo. Họ cũng đã dùng cảm biến để giám sát cử động của ngón tay và trình diễn việc giám sát cử động của đầu gối trong khi đối tượng thử nghiệm chạy, nhảy và bước đi.
− Các cảm biến này cũng cho giám sát lực căng và áp suất theo thời gian thực. Điều này có thể đặc biệt quan trọng với các ứng dụng trong robot học và chi giả.
− Các cảm biến này có thể được dùng để giúp phát triển các chi giả phản ứng được với chuyển động của người dùng và cung cấp phản hồi trong quá trình sử dụng − Chúng cũng có thể được dùng để tạo ra những chú robot có khả năng cảm nhận
được môi trường hoặc cảm biến có thể tích hợp vào quần áo để theo dõi chuyển động hay giám sát sức khỏe thể chất của một người.”
Điện thoại cảm ứng ứng dụng công nghệ cảm biến của hạt nano bạc
− Hạt nano bạc ngăn lây nhiễm HIV
Nghiên cứu của các nhà khoa học Mexico tại ĐH Monterrey cho thấy những phân tử nano bạc có thể ngăn chặn khả năng lây nhiễm HIV và dạng mầm bệnh lây truyền qua đường tình dục khác, mở ra hướng bào chế thuốc mới.
Trang tin MNT dẫn lời giải thích của nhóm nghiên cứu rằng một loại protein tên gọi GP120 giúp HIV liên kết với tế bào hệ miễn dịch để lây nhiễm. Qua thí nghiệm loại kem thoa âm đạo chứa hạt nano bạc trên mẫu mô màng nhầy cổ tử cung, họ nhận thấy các phân tử nano bạc tự gắn kết với GP120 và ngăn chặn hoạt động của protein này khiến HIV không thể lan truyền được. Họ cho biết thuốc kem bắt đầu công hiệu một phút và kéo dài suốt 72 giờ sau khi được sử dụng. Nhóm nghiên cứu sẽ thử nghiệm thuốc trên chuột đã được biến đổi gien để có tế bào miễn dịch giống như người trước khi xem xét thử nghiệm lâm sàng trên người
trong tương lai. Với cơ chế tác dụng tương tự, thuốc này cũng có khả năng ngăn ngừa virus papilloma ở người (HPV) và một số mầm bệnh lây qua đường tình dục khác lan truyền
3. Ứng dụng dẫn điện:
− Các hạt nano bạc được sử dụng trong các loại mực dẫn điện và tích hợp vào vật liệu tổng hợp để nâng cao tính dẫn điện và nhiệt.
Mực in nano bạc
• Ứng dụng trọng các loại mực dẫn điện:
− Hạt nano bạc là phù hợp với công nghệ in thông thường và tiên tiến như lụa, ống đồng, ngoài thiết lập và in tiếp xúc vi. Ngoài ra nó được sử dụng trong sản xuất các điện cực plasma bảng hiển thị, bảng mạch in linh hoạt, nhận dạng tần số vô tuyến điện, nhiễu điện từ, tế bào năng lượng mặt trời, màn hình hiển thị linh hoạt khác và các thiết bị điện tử in.
Sản phẩm thương mại (Metalon ® Mực dẫn điện)
− Máy in phun mực nano bạc chủ yếu bao gồm các hạt nano phân tán trong dung môi pha liên tục. Với dẫn xuất sắc ở nhiệt độ thiêu kết thấp, mực có thể được in trên nhiều chất nền ví dụ như giấy, silic, PI, PET và như vậy. Kích thước của nano bạc hạt mực nhỏ hơn 10nm với phân phối đồng nhất. Hầu như không gây ra bất kỳ tắc nghẽn trong đầu in. Độ dẫn cao có thể đạt được với nhiệt độ thiêu kết ở 140 ° C trong 5 đến 10 phút.
− Bạc phun trong nước: Đây là một inkjettable, nước, mực nano bạc được xây dựng cho một loạt rộng lớn hơn của các chất nền xốp và không xốp, chẳng
hạn như phim nhựa, giấy, thủy tinh, thạch anh, và thậm chí silicon. Thêm bảo dưỡng các thiết bị Forge nhiệt hoặc Pulse sẽ tiếp tục gia tăng tính dẫn. Mực này là thích hợp cho đầu phun Piezo-phong cách.
− Màn hình in mực bạc trong nước được thiết kế để tạo ra dấu vết dẫn điện trên bề mặt như PET, thủy tinh, polyimide, và silicon.
− Nano bạc phun lắng đọng trong dung môi tạo nên một căng ra, nano bạc, dung môi mực dựa trên mà vẫn giữ được dẫn lên đến 100% kéo dài. Mực này đã được xây dựng cho bộ phim nhựa, và cũng tương thích với các chất nền nhựa khác.
• Giảm kích thước, tăng dung lượng thiết bị điện tử
−Điện tử dân dụng và máy tính là những lĩnh vực sớm biết tận dụng ưu điểm của vật liệu nano bạc vào sản phẩm, nổi bật có thể kể đến là nâng cao chất lượng màn hình và khả năng dẫn điện. Màn hình ứng dụng các lớp polymer siêu mỏng không cần đèn nền và kính lọc như màn hình LCD truyền thống, cho hình ảnh tươi sáng và rõ nét hơn. Công nghệ này được ứng dụng để chế tạo loại màn hình chất dẻo có thể uốn cong hoàn toàn.Khả năng dẫn điện của vật liệu nano bạc được sử dụng trong rất nhiều sản phẩm cần lớp phủ bề mặt dẫn điện như các loại màn hình cảm ứng và pin mặt trời. Trên thị trường hiện nay đã có loại màng phủ và vật liệu phủ trong suốt được chế tạo từ dây nano bạc có khả năng dẫn điện tốt hơn các vật liệu truyền thống. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
−Trong tương lai, máy tính và các thiết bị điện tử có thể sử dụng vật liệu nano bạc để tăng khả năng lưu trữ dữ liệu cũng như kéo dài thời gian sử dụng của pin. Các phương pháp lưu trữ mới dựa trên nền tảng công nghệ nano bạc sẽ cho phép lưu được nhiều thông tin gấp hơn 200 lần mật độ lưu trữ của đĩa DVD thông thường.
• ứng dụng của hạt nano bạc trong xúc tác:
− Nano bạc với diện tích bề mặt lớn và năng lượng bề mặt cao rất hữu ích cho việc làm xúc tác. Khi được làm xúc tác thì các hạt nano bạc được phũ lên các chất mang như silicat phẳng,... Chúng có tác dụng giữ cho các hạt nano bạc bám trên các chất mang.Đồng thời có thể làm tăng độ bền, tính chất xúc tác, bảo vệ chất xúc tác khỏi quá nhiệt cũng như kết khối cục bộ giúp kẽo dài thời gian hoạt động của chất xúc tác. Ngoài ra hoạt tính xúc tác có thể điều khiển bằng kích thước của các hạt nano bạc dùng làm xúc tác.
− Xúc tác nano bạc được ứng dụng trong việc oxi hóa các hợp chất hữu cơ, chuyển hóa ethylen thành ethylen oxit dùng cho các phản ứng khử các hợp chất nitro, làm chất phụ gia cải tiến khả năng xử lý NO và khí Co có xúc tác FCC. Ngoài ra, xúc tác nano bạc còn dùng làm xúc tác trong phản ứng khử thuốc nhuộm bằng NaBH4
4. Ứng dụng quang học:
− Các hạt nano bạc được sử dụng để tán xạ ánh sáng hiệu quả và cho spectroscopies quang học nâng cao bao gồm cả kim loại tăng cường huỳnh quang ( MEF) và tăng cường bề mặt tán xa Raman( SERS)
− Thực tế, để sử dụng hiệu quả/thích hợp vật liệu, các tính chất cơ, quang, nhiệt, điện,… của từng loại vật liệu cần phải nghiên cứu bằng các công cụ/kỹ thuật thích hợp. Nghiên cứu về tính chất quang cho ta kết quả của quá trình chuyển hoá năng lượng xảy ra trong vật liệu khi vật liệu được kích thích bởi ánh sáng hay chính là quá trình tương tác giữa photon và vật liệu bao gồm cả tương tác photon-điện tử và photon-phonon. Qua đó thu nhận được những thông tin quan trọng về bản chất của các quá trình chuyển dời/tái hợp phát quang, các yếu tố ảnh hưởng đến huỳnh quang của vật liệu như hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng giam giữ lượng tử, điều kiện công nghệ chế tạo, nhiệt độ, môi trường,…Những hiểu biết nêu trên làm cơ sở cho việc ứng dụng vật liệu nano bạc trong chế tạo các linh kiện quang điện tử, đánh dấu huỳnh quang y-sinh. − Vật liệu nano bạc có những tính chất quang đặc biệt so với bán dẫn khối.
Những tính chất này là kết quả của sự giam hãm lượng tử các hạt tải điện (hay giam giữ của hàm sóng điện tử và lỗ trống) và ảnh hưởng của các trạng thái bề mặt