a) ĐC 1 (vải PE) b) ĐC 2 (Vải PE + sơn)
c) Vải PE + sơn + Ag nano/SiO2 (paste)
d) Vải + sơn + Ag nano/SiO2 (bột)
Hình 3.13: Hoạt tính kháng nấm của màng sơn có Ag nano/SiO2 với nồng độ Ag nano 100 ppm trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Kết quả hình 3.13 cho thấy nấm mộc bao phủ trên bề mặt mẫu ĐC 1 (hình 3.13 a) và ĐC 2 (hình 3.13 b), trong khi đó nấm không mọc được trên bề mặt mẫu vải PE có sơn pha Ag nano 100 ppm/SiO2 dạng paste (hình 3.13 c) và Ag nano 100 ppm/SiO2 dạng bột (hình 3.13 d). Chứng tỏ rằng sơn nước có chứa Ag nano/SiO2
thể hiện hiệu quả kháng nấm Aspergillus niger var Tieghn tốt so với mẫu sơn không có Ag nano/SiO2. Y. Lv et. al [28] đã nghiên cứu gắn Ag nano trên sứ xốp ứng dụng xử lý nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy số khuẩn E. coli trong nước ban đầu là ~ 105
CFU/ml, sau khi cho nước nhiễm khuẩn này chảy qua sứ có Ag nano với tốc độ 0,01 L/phút thì số khuẩn lạc trong nước là 0 CFU/ml.
Như vậy, Ag nano/SiO2 đã cho thấy hoạt tính kháng nấm Aspergillus, Penicillium hiệu quả trong điều kiện nghiên cứu và mở ra khả năng ứng dụng phối
trộn vào sơn nước tạo sơn kháng khuẩn, nấm mốc trong các môi trường có nhiều vi khuẩn gây bệnh như trường học, trạm xe công cộng.. .
KẾT LUẬN
Đã nghiên cứu chế tạo được bạc nano gắn trên bề mặt silica (Ag nano/SiO2) bằng phương pháp chiếu xạ gamma Co-60.
Liều xạ chuyển hóa bão hòa đối với mẫu có nồng độ Ag+ 5, 10 và 20 mM tương ứng là 12, 24 và 36 kGy.
Ag nano/SiO2 có kích thước hạt bạc trong khoảng 5-40 nm với nồng độ bạc ion sử dụng ban đầu là 5-20 mM.
Hạt Ag nano tạo thành có cấu trúc lập phương tâm mặt, kích thước tinh thể trung bình của Ag nano là 23 nm khi nồng độ Ag+ ban đầu là 10 mM.
Số tế bào nấm Aspergillus giảm 2 bậc log CFU/ml (96%) ở nồng độ Ag nano 150 ppm và số tế bào nấm Penicillium giảm 1 bậc log CFU/ml (91%) ở nồng độ Ag nano 100 ppm từ dung dịch nấm có nồng độ ban đầu tương ứng là ~ 2 106 CFU/ml và ~ 3 104 CFU/ml.
Độ ổn định kích thước của Ag nano/SiO2 khi phối trộn trong sơn bằng chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) theo thời gian không thấy có sự khác biệt đáng kể.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm sơn nước có chứa Ag nano/SiO2 với hàm lượng Ag nano 100 ppm cho hiệu quả kháng nấm Aspergillus cao hơn so với mẫu sơn không có Ag nano/SiO2.
Trong điều kiện nhiệt độ thường nhiều hơi ẩm, màng sơn có chứa Ag nano/SiO2 cho thấy có hiệu ứng kháng nấm Aspergillus so với mẫu không có Ag
nano/SiO2 và tiếp tục được theo dõi theo thời gian.
Sản phẩm dạng bột Ag nano/SiO2 rất có triển vọng để ứng dụng làm chất kháng khuẩn, kháng nấm trong các sản phẩm như sơn, kem đánh răng, bao bì thực phẩm.
MỘT SỐ KIẾN NGHỊ
Tác giả thực hiện đề tài xin có một số kiến nghị như sau:
- Khảo sát thêm hiệu ứng kháng nấm của màng sơn có Ag nano/SiO2 trong điều kiện môi trường tự nhiên theo thời gian.
- Khảo sát khả năng phối trộn của Ag nano/SiO2 với các loại nhựa để sản xuất sản phẩm nhựa kháng khuẩn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bùi Duy Du và cộng sự (2007), “ Nghiên cứu chế tạo bạc nano bằng phương pháp chiếu xạ”, Tạp chí Hóa học và Ứng dụng, 63(3), Tr. 40-42.
2. Nguyễn Quốc Hiến (2006), Giáo trình Công Nghệ Bức Xạ Biến Tính Vật Liệu
Polyme, Tp.HCM.
3. Trương Kim Hiếu (2006), Giáo trình công nghệ nano, Bộ môn Vật Lý Ứng
Dụng, Trường ĐHKHTN, ĐHQG Tp.HCM, Tr 125-128.
4. Hà Thúc Huy (2000), Giáo trình hóa keo, Nhà xuất bản ĐHQG Tp.HCM, Tr
108-109.
5. Nguyễn Thị Kim Lan (2007), “Nghiên cứu chế tạo bạc nano bằng phương
pháp chiếu xạ gamma Co-60 sử dụng PVA, Alginat làm chất ổn định” Luận văn Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Tp. HCM, tr.7-8.
6. Đặng Văn Phú và cộng sự (2008), “Chế tạo keo bạc nano bằng phương pháp chiếu xạ sử dụng polyvinyl pyrolidon/chitosan làm chất ổn định”, Tạp chí
Khoa học và Công nghệ, 46 (3), tr. 81-86.
7. TCVN - 5165 - 90 - Phương pháp xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí, tr. 1/7- 3/7, 1990.
8. J. Udrich, D. New berry (2006), Công nghệ nano-Đầu tư và mạo hiểm (sách
dịch), NXB Trẻ, TP.HCM.
9. http://vietsciences.free.fr/ Nguyễn Hoàng Hải, Hạt nano kim lọai, 2007.
Tiếng Anh
10. J. Belloni, M. Mostafavi (1998), “Radiation-induced synthesis of mono-and multi-metallic clusters and nanocolloids”, New Journal of Chemistry, 22, pp.
1239-1255.
11. K.H. Cho, J.E. Park, T. Osaka, S.G. Park (2005), “The study of antimicrobial activity and preservative effects of nanosilver ingredient”, Electrochimica Acta, 51, pp. 956-960.
12. S.H. Choi, S.H. Lee (2003), “Interaction between the surface of the silver nanoparticles prepared by -irradiation and organic molecules containing thiol group”, Radiation Physics and Chemistry, 67, pp. 517-522.
13. B.D. Du, D.V. Phu, B.D. Cam, N.Q. Hien (2007), “Synthesis of silver nanoparticles by -ray irradiation using PVA as stabilizer”, Journal of Chemistry, 45, pp. 136-140.
14. A. Gautam, P. Tripathy, S. Ram (2006), “Microstructure, topology and X-ray diffraction in Ag-metal reinforced polymer of polyvinyl alcohol of thin laminates”, Journal of Materials Science, 41, pp. 3007-3016.
15. V. Hornebecq, M. Antonietti, T. Cardinal, M. Treguer-Delapierre (2003), “Stable silver nanoparticles immobilized in mesoporous silica”, Chemistry of
Materials, 15, pp. 1993-1999.
16. F. Hund, F. Bertino, G. Zhang, C. Sotiriou-Leventis, N. Leventis, T. Tokuhiro, J. Farmer (2003), “Formation and entrapment of noble metal clusters in silica aerogel monoliths by -radiolysis”, Journal of Physical Chemistry B, 107, pp. 465-469.
17. J. Husheng, H. Wensheng, W. Liqiao, X. Bingshe, L. Xuguang (2008), “The structures and antibacterial properties of nano-SiO2 supported silver/zinc- silver materials”, Dental Materials, 24, pp. 244-249.
18. L. Jiang, Z. Wu, D. Wu, W. Yang, R. Jin (2007), “Controllable embedding of silver nanoparticles on silica nanospheres using poly (acrylic acid) as a soft template”, Nanotechnology, 18, 185603 (6pp).
19. S. Kapoor, C. Gopinathan (1998), “Reduction and aggregation of silver, copper and cadmium ions in aqueous, solutions of gelatin and carboxymethyl cellulose”, Radiation Physics and Chemistry, 53, pp. 165-170.
20. J.S. Kim, et al. (2007), “Antimicrobial effects of silver nanoparticles”,
Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 3, pp. 95-101.
21. G. Krylova, A. Eremenko, N. Smirnova, S. Eustis (2005), “Structure and spectra of photochemically obtained nanosized silver particles in presence of modified porous silica”, International Journal of Photoenergy, 7, pp. 193-198. 22. A. Kumar, P. K. Vemula, P. M. Ajayan, G. John (2008), “Silver-nanoparticles- embedded antimicrobial paints based on vegetable oil”, Nature Materials, 7,
pp. 236-241.
23. D. Lawless, S. Kapoor, P. Kennepohl, D. Meisel, N. Serpone (1994), “Reduction and aggregation of silver ions at the surface of colloidal silica”,
Journal of Physical Chemistry, 98, pp. 9619-9625.
24. H.J. Lee, S.H. Jeong (2005), “Bacteriostasis and skin innoxiousness of nanosize silver colloids on textile fabrics”, Textile Research Journal, 75, pp.
25. Q. Li, S. Mahendra, Y. Lyon, L. Brunet, V. Liga, D. Li, J. Alvarez (2008), “Antimicrobial nanomaterials for water disinfection and microbial control: Potential applications and implications”, Water Research, 42, pp. 4591-4602. 26. T. Li, J. Moon, A. Morrone, J. Mecholsky, R. Talham, H. Adair (1999),
“Preparation of Ag/SiO2 nanosize composites by a reverse micelle and sol-gel technique”, Langmuir, 15, pp. 4328-4334.
27. D. Long, G. Wua, S. Chen (2007), “Preparation of oligochitosan stabilized silver nanoparticles by gamma irradiation”, Radiation Physics and Chemistry,
76 , pp. 1126-1131.
28. Y. Lv, H. Liu, Z. Wang, S. Liu, L. Hao, Y. Sang, D. Liu, J. Wang, R. I. Boughton (2009), “Silver nanoparticles-decorated porous ceramic composite for water treatment”, Journal of Membrane Science, 331, pp. 50-56.
29. J.R. Morones, J.L. Elechiguerra, A. Camacho, K. Holt, J.B. Kouri, J.T. Ramírez, M.J. Yacaman (2005), “The bactericidal effect of silver nanoparticles”, Nanotechnology, 16, pp. 2346-2353.
30. M. Muniz-Miranda (2003), “Silver-doped silica colloidal nanoparticles. Characterization and optical measurements”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 217, pp. 185-189.
31. M. Muniz-Miranda (2004), “SERS-active Ag/SiO2 colloids: photoreduction mechanism of the silver ions and catalytic activity of the colloidal nanoparticles”, Journal of Raman Spectroscopy, 35, pp. 839-842.
32. Y. Murali Mohan, K. Lee (2007), “Hydrogel networks as nanoreactors: A novel approach to silver nanoparticles for antibacterial applications”, Polymer, 48, pp. 158-164.
33. S. Oh, S. Lee, S. Choi, I. Lee, Y.Lee, J. Chun, H. Park (2006), “Synthesis of Ag and Ag/SiO2 nanoparticles by -irradiation and their antibacterial and antifungal efficiency against Salmonella enterica serovar Typhimurium and Botrytis cinerea”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering
Aspects, 275, pp. 228-233.
34. S. Pal, Y.K. Tak, J.M. Song (2007), “Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle? A study of the gram- negative bacterium escherichia coli”, Applied and Environmental Microbiology, 73, pp. 1712-1720.
35. M. Rai, A. Yadav, A. Gade (2009), “Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials”, Biotechnology Advances, 27, pp. 76-83.
36. S.P. Ramnani, J. Biswal, S. Sabharwal (2007), “Synthesis of silver nanoparticles supported on silica aerogel using gamma radiolysis”, Radiation Physics and Chemistry, 76, pp. 1290-1294.
37. S. Remita, P. Fontaine, C. Rochas, F. Muller and M. Goldmanm (2005), “Radiation induced synthesis of silver nanoshells formed onto organic micelles”, European Physical Joural D, 34, pp. 231-233.
38. J.P. Ruparelia, A.K. Chatterjee, S.P. Duttagupta, S. Mukherji (2008), “Strain specificity in antimicrobial activity of silver and copper nanoparticles”, Acta Biomaterialia, 4, pp. 707 - 716.
39. A. Sárkány, I. Sajó, P. Hargittai, Z. Papp, E. Tombácz (2005), “Styrene oxide transformation on SiO2-stabilised Ag nanoparticles prepared by gamma- radiolysis”, Applied Catalysis A: General, 293, pp. 41-48.
40. S. Shrivastava, T. Bera, A. Roy, G. Singh, P. Ramachandrarao , D. Dash, (2007), “Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles”, Nanotechnology, 18, 225103 (9pp).
41. S. Silver, L.T. Phung, G. Sivel, (2006), “Silver as biocides in burn and wound dressings and bacterial resistance to silver compounds”, Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 33, pp. 627-634.
42. I. Sondi, B. Salopek-Sondi (2004), “Silver nanoparticles as antimicrobial agent: a case study on E. coli as a model for Gram-negative bacteria”, Journal
of Colloid and Interface Science, 275, pp. 177-182.
43. J.W.T. Spinks, R.J. Woods (2008), “An introduction to radiaction chemistry”, University of Saskatchewan Saskatoon, Saskatchewan Canada, pp. 178-184, 243-307.
44. S. Tang, Y. Tang, F. Gao, Z. Liu, X. Meng (2007), “Ultrasonic electrodeposition of silver nanoparticles on dielectric silica spheres”,
Nanotechnology, 18, 295607 (6pp).
45. S. Tang, Y. Tang, S. Zhu, H. Lu, X. Meng (2007), “Synthesis and characterization of silica-silver core-shell composite particles with uniform thin silver layers”, Journal of Solid State Chemistry, 180, pp. 2871-2876.
46. M.K. Temgire and S.S. Joshi (2004), “Optical and structural studies of silver nanoparticles”, Radiation Physics and Chemistry, 71(5), pp. 1039-1044.
47. T. Tuval, A. Gedanken (2007), “A microwave-assisted polyol method for the deposition of silver nanoparticles on silica spheres”, Nanotechnology, 18,
48. H. Yu, X. Xu, X. Chen (2007), “Preparation and antibacterial effects of PVA- PVP hydrogels containing silver Nanoparticles”, Journal of Applied Polymer Science, 103, pp. 125-133.
49. Z. Zhang, B. Zhao (1995), “PVP protective mechanism of ultrafine silver powder synthesized by chemical reduction processes”, Journal of Solid State Chemistry, 121, pp. 105-110.
50. M. Zhu, G. Qian, Z. Wang, M. Wang (2006), “Fabrication of nanoscaled silica layer on the surfaces of submicron SiO2-Ag core-shell spheres”, Materials Chemistry and Physics, 100, pp. 333-336.
51. http://en.wikipedia.org/wiki/Silicon_dioxide.
DANH MỤC BÀI BÁO, BÁO CÁO KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN VĂN
1. Nghiên cứu chế tạo bạc nano gắn trên silica bằng phương pháp chiếu xạ gamma Co-60, Tạp chí Hóa học, 2011 (đã gửi đăng).
2. Nghiên cứu chế tạo bạc nano gắn trên silica dùng làm chất kháng nấm bằng phương pháp chiếu xạ gamma Co-60, Tr. 793-798, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị KH&CN Hạt nhân Toàn quốc lần 9, Phan Rang, 8/2011.
3. Synthesis of silver nanoparticles deposited on silica by -irradiation and preparation of PE/Ag nano compound masterbatchs, pp. 262-266, Proceeding of The 3rd International Workshop on Nanotechnology and Application 2011, Vung Tau, 11/2011.
PHỤ LỤC KẾT QUẢ Phụ lục 1
Kết quả phân tích hàm lượng bạc trong mẫu bột Ag nano/SiO2 chế tạo từ mẫu Ag+ ban đầu 10 mM
Phụ lục 2
Phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
Mẫu Ag nano/SiO2 với nồng độ Ag+ ban đầu 5 mM
Phụ lục 3
Hiệu ứng kháng nấm của Ag nano/SiO2 theo nồng độ Ag
ĐC 30ppm 50ppm 70ppm 100ppm 150ppm
Đối với nấm Aspergillus
Đối với nấm Penicillium
Phụ lục 4