phu gia chong vi sinh vat - nano bac

Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC

GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 1 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH

LỜI MỞ ĐẦU

Trong công nghệ polymer phụ gia là những chất được đưa vào với hàm lượng nhỏ

nhưng rất quan trọng. Khi có mặt của phụ gia những tính chất tốt của vật liệu được cải

thiện đồng thời cũng hạn chế đến mức thấp nhất các tính chất không mong muốn. Phụ gia

không chỉ hỗ trợ cho quá trình tổng hợp gia công mà nó còn có tác dụng bảo vệ vật liệu

chống lại các tác nhân phá hủy trong quá trình sử dụng. Trong đó có các loại phụ gia như:

phụ gia chống oxy, phụ gia chống lão hóa,... và đặc biệt là phụ gia chống vi sinh vật cho

polymer. Nhiều loại phụ gia chống vi sinh vật có nguồn gốc hữu cơ, vô cơ được nghiên

cứu, phát triển và sử dụng trong công nghệ polymer như: như arsine, isothiazolinones, Cl

phenol, bạc, Zn. Sử dụng các loại phụ gia này thì polymer có khả năng chống lại nấm

mốc, rêu, vi khuẩn phát triển trên bề mặt. Yêu cầu khi sử dụng các loại phụ gia này là

phải an toàn, không độc với con người và môi trường. Và nano bạc là một trong những

phụ gia có thể đáp ứng được yêu cầu này.

Sử dụng bạc để ngăn ngừa nhiễm khuẩn đã biết từ thời Hy Lạp và La Mã cổ đại.

Thời trung cổ, bạc đã được dùng để khử trùng nước và thức ăn lưu trữ, điều trị bỏng và

vết thương. Đầu những năm 1900, mọi người thường bỏ đồng tiền bạc vào trong bình sữa

để giữ cho sữa tươi lâu. Năm 1920, dung dịch muối bạc được FDA (Food and Drug

Administration của Hoa Kỳ) chấp thuận cho sử dụng làm chất kháng khuẩn. Ngày nay,

nhiều loại gạc chứa bạc đã được thương mại hóa và sử dụng rộng rãi để điều trị vết

thương trong bệnh viện.

Nano bạc là chất được xem như là “dung dịch bạc” được khai thác và phát triển

bằng công nghệ tiên tiến hàng đầu mang nguyên lý kháng khuẩn, tiệt trùng siêu mạnh.

Dưới tác dụng của các Ion bạc, tế bào của hơn 650 loại vi khuẩn bị phá hủy và tiêu diệt,

ngoài ra nano bạc còn có tính năng ngăn mùi hôi. Nano bạc có đặc tính kháng khuẩn và

ngăn ngừa vi khuẩn phát sinh tới 99,99%, ích lợi hơn gấp nhiều lần so với các sản phẩm

kháng khuẩn khác.

Nội dung của tiểu luận này ta sẽ tìm hiểu về các tính chất, cơ chế diệt khuẩn, các

phương pháp điều chế cũng như các ứng dụng của nano bạc.



PHẦN 1

TÍNH CHẤT CỦA NANO BẠC

1.1. Giới thiệu về hạt nano bạc

Cấu hình electron của bạc: 1s22s

22p

63s

23p

63d

104s

24p

64d

105s

1

Bán kính nguyên tử Ag: 0,288 nm

Bán kính ion bạc: 0,23 nm.

Bạc là chất rắn có màu ánh bạc hay ánh xám sáng. Nhưng khi ở kích thước dưới

20nm, thì nó lại có ánh vàng.

Hạt nano bạc là các hạt bạc có kích thước từ 1nm đến 100nm. Do có diện tích bề mặt

lớn nên hạt nano bạc có khả năng kháng khuẩn tốt hơn so với các vật liệu khối do khả

năng giải phóng nhiều ion Ag+ hơn.

Các hạt nano bạc có hiện tượng cộng hưởng Plasmon bề mặt. Hiện tượng này tạo nên

màu sắc từ vàng nhạt đến đen cho các dung dịch có chứa hạt nano bạc với các màu sắc

phụ thuộc vào nồng độ và kích thước hạt nano.

Kích thước của hạt nano Ag (nm) Số nguyên tử chứa trong đó

1 31

5 3900

20 250000

Bảng 1: Số nguyên tử bạc trong một đơn vị thể tích.

1.2. Một số tính chất đặc trƣng của nano bạc

- Vì nano bạc ở trạng thái keo không phải dạng ion như thường gặp, mà tồn tại ở

dạng bạc nguyên tố nên không bị thất thoát trong khi chùi rửa. Trong khi ứng dụng sản

phẩm chỉ cần một phần bạc rất nhỏ để kháng khuẩn. Khả năng kháng khuẩn có tác dụng

suốt quá trình sử dụng sản phẩm.

- Ứng dụng của nano bạc vào sản phẩm ở nồng độ rất thấp, không có hại cho sức khỏe

con người với liều lượng tương đối cao, không có phụ gia hóa chất.



- Như đã nói, sản phẩm có chứa nano bạc được đưa vào sản phẩm qua quy trình

nóng chảy của nhựa, điều khiến sự thất thoát qua sự chà sát (vật lý) không thể xảy ra.

Mọi tác động chà sát bào mòn gây thất thoát ở cấp độ lớn hơn cấp nano.

- Nano bạc ở dạng keo có tính chất làm ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Ví dụ:

sản phẩm trắng trong sẽ trở nên hơi có màu beige, trắng tự nhiên, hoặc màu như rượu

champagne. Đối với các màu vàng, cam, xanh nhạt,... thì không bị ảnh hưởng. Có thể xảy

ra hiện tượng màu cơ bản bị biến đổi, tuy nhiên không nhất thiết phải xảy ra hiện tượng

này. Bù lại sản phẩm sẽ không bị vàng ố, tức là không có sự thay đổi màu qua ánh sáng

hoặc qua các quy trình giặt giũ,...

- Phụ thuộc vào diện tích lớn của các sản phẩm sợi như micro fiber chúng ta cần cho

mỗi sản phẩm những thông số khác nhau, tuy nhiên hàm lượng nano bạc sẽ vẫn thấp hơn

0,05 – 0,5 phần nghìn. Đối với các thùng chứa, chai, bình, thông số lại hoàn toàn khác

hẳn. Nồng độ nano bạc từ 0,2 – 0,5 phần nghìn là chuẩn, tuy nhiên vẫn còn phụ thuộc các

yếu tố sản xuất khác.

- Tính khử khuẩn, chống nấm, khử mùi, có khả năng phát xạ tia hồng ngoại đi xa,

chống tĩnh.

- Có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung môi khác nhau (trong các dung

môi phân cực như nước và trong các dung môi không phân cực như benzene, toluene).

- Độ bền hóa học cao, không bị biến đổi dưới tác dụng của ánh sáng và các tác nhân

oxy hóa khử thông thường.

- Chi phí cho quá trình sản xuất thấp.

- Ổn định ở nhiệt độ cao.

1.3. Đặc tính kháng khuẩn của bạc

Bạc và các hợp chất của bạc thể hiện tính độc đối với vi khuẩn, virus, tảo và nấm .

Tuy nhiên, khác với các kim loại nặng khác (chì, thủy ngân…) bạc không thể hiện tính

độc với con người.

Từ xa xưa, người ta đã sử dụng đặc tính này của bạc để phòng bệnh. Người cổ đại

sử dụng các bình bằng bạc để lưu trữ nước, rượu dấm. Trong thế kỷ 20, người ta thường

đặt một đồng bạc trong chai sữa để kéo dài độ tươi của sữa. Bạc và các hợp chất của bạc



được sử dụng rộng rãi từ đầu thế kỷ XIX đến giữa thế kỷ XX để điều trị các vết bỏng và

khử trùng.

Sau khi thuốc kháng sinh được phát minh và đưa vào ứng dụng với hiệu quả cao

người ta không còn quan tâm đến tác dụng kháng khuẩn của bạc nữa. Tuy nhiên, từ

những năm gần đây, do hiện tượng các chủng vi sinh ngày càng trở nên kháng thuốc,

người ta lại quan tâm trở lại đối với việc ứng dụng khả năng diệt khuẩn và các ứng dụng

khác của bạc, đặc biệt là dưới dạng hạt có kích thước nano.

1.4. Ảnh hƣởng của nano bạc đến sức khoẻ con ngƣời

Về ảnh hưởng của nano bạc đến sức khoẻ con người, các nhà khoa học cho rằng

nano bạc có khả năng diệt vi khuẩn, mà tiêu hóa của con nguời có được là do các vi

khuẩn có lợi cho cơ thể và vì thế, họ vẫn nghi ngờ rằng các hạt nano bạc cũng có thể diệt

các vi khuẩn này và ảnh hưởng đến sức khoẻ. Tuy nhiên cho đến nay chưa thấy công

trình nào công bố sự tác hại của nano bạc. Các nghiên cứu tại Odense Universitets

Hospital cũng đã chứng minh rằng các hạt nano bạc được hấp thu vào trong cơ thể mà

không hề gây ra một tác dụng phụ nào cũng như gây độc cho cơ thể. Các nhà khoa học

còn chứng minh các hạt nano bạc sẽ được giải phóng ra khỏi cơ thể theo thời gian. Các

hãng sản xuất những sản phẩm chứa nano bạc chẳng hạn như Samsung phát biểu rằng các

sản phẩm của họ đều được thử nghiệm và cho đến nay họ vẫn khẳng định tính an toàn

của nó đối với sức khoẻ của người sử dụng.



PHẦN 2

CƠ CHẾ DIỆT KHUẨN CỦA NANO BẠC

Bạc nano là những hạt bạc có kích thước nằm trong khoảng 0,1 – 100nm. Bạc

nano thường ở dưới dạng các dung dịch keo với các chất bảo vệ là các polymer

(polyvinylalcol PVA, polyethylenglycol PEG, polyvinyl pyrolidone PVP) để các hạt

nano bạc không bị kết tụ. Bạc ở kích thước nano có những đặc trưng rất khác so với bạc

bình thường. Đó là một kháng sinh tự nhiên và rất mạnh, có khả năng phòng ngừa nhiều

bệnh truyền nhiễm. Nhìn chung, nano bạc có những đặc điểm đáng quan tâm sau đây:

• Diệt trên 650 loại vi khuẩn

• Hiệu quả cao

• Tác dụng nhanh

• Không độc

• Không kích thích

• Không gây dị ứng

Tính kháng khuẩn của nano bạc được giải thích theo một số cơ chế sau:

- Các đặc tính kháng khuẩn của bạc bắt nguồn từ tính chất hóa học của các ion Ag+.

Ion này có khả năng liên kết mạnh với peptidoglican, thành phần cấu tạo nên thành tế bào

của vi khuẩn và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào bên trong tế bào dẫn đến làm tê liệt

vi khuẩn. Nếu các ion bạc được lấy ra khỏi tế bào ngay sau đó, khả năng hoặt động của vi

khuẩn lại có thể được phục hồi. Do động vật không có thành tế bào, vì vậy chúng ta

không bị tổn thương khi tiếp xúc với các ion này.

- Với tính chất xúc tác, nano bạc vô hiệu hoá các enzyme mà vi khuẩn và nấm cần

cho quá trình trao đổi chất của tế bào dẫn đến rối loạn quá trình biến dưỡng của vi khuẩn.

Tác động này làm cho vi khuẩn bị tiêu diệt nhanh chóng.

- Hạt nano bạc liên kết với các nhóm chứa phospho trong phân tử DNA làm rối loạn

quá trình sao chép DNA làm chết vi khuẩn.



Hình 1: Tác động của ion bạc bẻ gãy DNA của vi khuẩn.

- Các hạt nano bac tương tác với nhóm -SH của các protein, enzyme trên màng tế

bào dẫn đến sự thay đổi hình thái và gia tăng tính thấm của màng. Sự vận chuyển vật chất

qua màng tăng làm vỡ màng tế bào của vi khuẩn.

- Nano bạc giúp tạo ra các oxyen hoạt tính từ trong nước hoặc không khí tương tác

với các lipid màng làm tổn thương màng.

Hình 2: Cơ chế diệt khuẩn của bạc.



Nhờ có kích thước rất nhỏ (0,1nm – 100nm), diện tích bề mặt tổng cộng của bạc

nano rất lớn và hiệu quả hoạt động của bạc nano tăng đáng kể so với hạt bạc có kích

thước lớn hơn (micro). Đây là ưu điểm của hạt nano bạc so với hạt bạc có kích thước lớn

hơn và với ion. Theo tính toán lý thuyết bạc nano có hoạt tính mạnh hơn ít nhất 40 lần

trên mỗi đơn vị bạc so những dung dịch keo bạc thông thường. Vì vậy, người ta có thể sử

dụng ít bạc hơn để đạt được hiệu quả tương đương. Điều này rất có ý nghĩa vì theo EPA

(Environmental Protection Agency), một người chỉ có thể dùng tối đa 350 µg/liều dùng

mỗi ngày, nếu nhiều hơn sẽ bị hiện tượng Argyria hay còn gọi là trúng độc bạc. Nếu dùng

1 – 2 muỗng càphê/ngày (20 ppm) tương đương 100 – 200 µg/ngày (thấp hơn so với

khuyến cáo của EPA về hàm lượng bạc trong nguồn nước cung cấp ở Mỹ), ta sẽ có hiệu

quả phòng bệnh rất tốt. Điều này đảm bảo cho người dùng có thể sử dụng nano bạc như

một chất bổ sung trong bữa ăn hay trong nước uống mà không bị hiện tượng Argyria.



PHẦN 3

PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP NANO BẠC

Có hai phương pháp để tạo vật liệu nano, phương pháp từ dưới lên và phương

pháp từ trên xuống. Phương pháp từ dưới lên là tạo hạt nano từ các ion hoặc các nguyên

tử kết hợp lại với nhau. Phương pháp từ trên xuống là phương pháp tạo vật liệu nano từ

vật liệu khối ban đầu.

Đối với hạt nano kim loại như hạt nano vàng, bạc, bạch kim,... thì phương pháp

thường được áp dụng là phương pháp từ dưới lên. Nguyên tắc là khử các ion kim loại

như Ag+, Au

+ để tạo thành các nguyên tử Ag và Au. Các nguyên tử sẽ liên kết với nhau

tạo ra hạt nano. Các phương pháp từ trên xuống ít được dùng hơn nhưng thời gian gần

đây đã có những bước tiến trong việc nghiên cứu theo phương pháp này.

3.1. Phƣơng pháp ăn mòn laser

Đây là phương pháp từ trên xuống. Vật liệu ban đầu là một tấm bạc được đặt trong

một dung dịch có chứa chất hoạt động bề mặt. Một chùm laser xung có bước sóng 532

nm, độ rộng xung 10 ns, tần số 10 Hz, năng lượng mỗi xung là 90 mJ, đường kính vùng

kim loại bị tác dụng là 1 – 3mm. Dưới tác dụng của chùm laser xung, các hạt nano có

kích thước khoảng 10nm được hình thành và được bao phủ bởi chất hoạt động bề mặt

CnH2n+1SO4Na với n = 8; 10; 12; 14 có nồng độ từ 0,001M đến 0,1M.

3.2. Phƣơng pháp khử vật lý

Phương pháp này sử dụng các tác nhân vật lý như điện tử, sóng điện từ năng lượng

cao như tia gamma, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia laser, tia UV để khử ion Ag+ thành

nguyên tử Ag.

Dung dịch muối bạc không có thêm chất phụ gia nào khác có thể được chiếu bằng

phương pháp chiếu xạ với bức xạ năng lượng cao, quá trình này tạo ra các electron

hydrate hóa và hydro nguyên tử có khả năng khử bạc ion.



Một thí dụ sử dụng phương pháp vật lý để chế tạo hạt nano bạc là dùng các tia laser

xung có bước sống 500nm, độ dài xung 6sn, tần số 10Hz công suất 12-14mJ chiếu vào

dung dịch AgNO3 như là nguồn kim loại và sodium dodecyl sulfate (SDS) như chất hoạt

động bề mặt để thu được hạt nano bạc. Kích thước của hạt nano Ag tạo ra bằng phương

pháp laser phụ thuộc vào chiều dài bước sóng và cường độ của laser. Phương pháp khử

vật lý đơn giản hơn phương pháp khử hóa học, tuy nhiên để tạo tác nhân vật lý cần thiết

bị hiện đại và đắt tiền.

3.3. Phƣơng pháp khử hóa lý

Đây là phương pháp trung gian giữa hóa học và vật lý. Nguyên lý là dùng phương

pháp điện phân kết hợp với sóng siêu âm để tạo hạt nano. Phương pháp điện phân thông

thường chỉ có thể tạo được màng mỏng kim loại. Trước khi xảy ra sự hình thành màng,

các nguyên tử kim loại sau khi được điện hóa sẽ tạo các hạt nano bám lên điện cực âm.

Lúc này người ta tác dụng một xung siêu âm đồng bộ với xung điện phân thì hạt nano

kim loại sẽ rời khỏi điện cực và đi vào dung dịch.

3.4. Phƣơng pháp khử sinh học

Phương pháp sinh học sử dụng các tác nhân như vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm có khả

năng khử ion bạc tạo nguyên tử bạc kim loại.

Từ lâu người ta đã biết các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm men, nấm mốc giữ vai trò

quan trọng trong việc xử lý các độc tố kim loại nhờ khả năng khử các ion kim loại. Sastry

và cộng sự đã nhận thấy có sự hình thành các hạt nano vàng khi cho loài nấm Verticillum

sp tiếp xúc với ion vàng. Klaus và cộng sự cũng đã chứng minh được có sự hiện của nano

bạc trong vùng chu chất của Pseudomonas stutzeri AG259 khi cho vi khuẩn này tiếp xúc

với dung dịch bạc nitrate. Tuy nhiên việc áp dụng đặc tính khử kim loại để biến vi sinh

vật thành các nhà máy sản xuất các hạt nano kim loại chỉ mới được quan tâm đến trong

thời gian gần đây.

Phương pháp này có nhiều ưu điểm như: thiết bị nuôi cấy đơn giản, môi trường nuôi

cấy rẻ tiền, không phụ thuộc nhiều vào hóa chất và thiết bị đắt tiền, dễ thực hiện, thân

thiện với môi trường do không sử dụng các hóa chất độc hại. Ngoài ra nó có thể áp dụng

với quy mô sản xuất lớn mà chi phí đầu tư ban đầu lại rất thấp. Vì vậy, các nhà nghiên



cứu ngày càng quan tâm đến các phương pháp sinh tổng hợp. Phương pháp sinh tổng hợp

tạo ra các hạt nano bạc có độ phân bố khá đồng đều và có khả năng sản xuất với qui mô

lớn do các hạt được ổn định ngay trong quy trình sản xuất bởi các protein.

3.5. Phƣơng pháp khử hóa học

Trong phương pháp này, các tác nhân hóa học được sử dụng để khử ion bạc tạo

thành bạc kim loại.

Trong phương pháp này, ion Ag+ dưới tác dụng của chất khử sẽ tạo ra nguyên tử

Ag0, sau đó các nguyên tử này kết hợp với nhau tạo thành các hạt bạc có kích thước nano.

Các tác nhân hóa học có thể sử dụng là: NaBH4, sodium citrate, citric acid, EDTA,

ethanol, ethylene glycol, hydrogen, hydrogen peroxid, hydroxylamine, hydrazine,

formaldehyde và các dẫn xuất của nó,...

Để các hạt phân tán tốt trong dung môi mà không bị kết tụ thành đám, người ta sử

dụng phương pháp tĩnh điện để làm cho bề mặt các hạt nano có cùng điện tích và đẩy

nhau hoặc dùng phương pháp bao bọc chất hoạt động bề mặt. Phương pháp tĩnh điện đơn

giản nhưng bị giới hạn bởi một số chất khử. Phương pháp bao phủ phức tạp nhưng vạn

năng hơn, hơn nữa phương pháp này có thể làm cho bề mặt hạt nano có các tính chất cần

thiết cho các ứng dụng. Các hạt nano Ag, Au, Pt, Pd, Rh với kích thước từ 10 đến 100 nm

có thể được chế tạo từ phương pháp này

Sau đây quy trình điều chế dung dịch nano bạc sử dụng kỹ thuật khử hóa học với

bức xạ UV kích thích.

3.5.1. Hóa chất thí nghiệm sử dụng

AgNO3 (bạc nitrat): Độ tinh khiết 99%, NaOH (natri hydroxyt), NH4OH (amoni

hydroxyt), C6H12O6 (đường glucozo), C17H33COOH (axit oleic).

Axit oleic có công thức cấu tạo: CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH là chất

không màu, không mùi, không vị, nóng chảy ở 140C. Khi thủy phân chất béo người ta thu

được cả axit oleic cùng với các loại axit no và không no khác.



3.5.2. Thiết bị sử dụng

- Nước cất sạch.

- Các bình đựng hóa chất, ống đong, pipet.

- Phim và giấy lọc.

- Máy khuấy từ và rung siêu âm để phân tán và làm đồng đều.

- Đèn pin bức xạ UV, công suất 35W.

3.5.3. Quy trình tổng hợp

Hình 3: Sơ đồ quy trình điều chế hạt nano bạc sử dụng kỹ thuật khử hoác học với bức xạ

UV kích thích.

- Lấy 1,7g bạc nitrat AgNO3 (dạng muối kết tinh màu trắng) hòa tan trong 100ml

nước cất.

- Thêm vào dung dịch 0,62g Natri hydroxyt NaOH, để tạo kết tủa Ag2O có màu đen.



- Hòa tan kết tủa bằng một lượng vừa đủ amoni hydroxyt NH4OH, để tạo ra dung

dịch phức bạc Ag(NH3)2OH trong suốt.

- Cho thêm một lượng chất hoạt động bề mặt axit oleic và khuấy đều trên máy

khuấy từ trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng để tạo ra dung dịch đồng nhất và có độ nhớt cao.

- Sau đó thêm 2g đường glucozo và khuấy đều trên máy khuấy từ để thực hiện phản

ứng khử. Trong quá trình khử sử dụng đèn bức xạ UV để kích thích phản ứng khử và

điều khiển phân bố kích thước hạt nano bạc.

- Phản ứng khử được thực hiện ở nhiệt độ phòng trong khoảng 8 giờ.

3.5.4. Cơ chế hình thành hạt nano bạc

Quá trình hình thành hạt nano bạc được giải thích như sau:

- Đầu tiên, bức xạ UV kích thích các ion [Ag(NH3)2]+ hoạt động. Khi đó các phân tử

đường glucose nhường điện tử cho Ag+

và tạo ra hạt nhân nguyên tử bạc Ag0

[Ag(NH3)2]+ + RCHOH

hν Ag

0 + 2NH3 + H

+ + RCOH

nAg0

(Agn)0

- Tiếp theo, các ion Ag+ ở trong dung dịch hấp phụ lên trên bề mặt nguyên tử bạc và

tạo ra một lớp điện tích dương. Các điện tích dương Ag+ sẽ hút các ion RCOO

- mang

điện tích âm trái dấu và tạo ra lớp bảo vệ thứ nhất. Do nhóm carboxyl của ion oleate

hướng về phía bề mặt của bạc nên đầu kị nước được hướng ra phía ngoài. Khi đó các ion

oleate ở trong dung dịch tiếp tục gắn kết với lớp bảo vệ đầu và hình thành lớp bảo vệ thứ

hai với đầu ưa nước hướng ra ngoài. Chính cấu trúc này khiến các hạt nano bạc phân tán

đều trong nước và không bị kết đám.



Hình 4: Sự hình thành của 2 lớp ion oleate trên bề mặt hạt nano bạc.



PHẦN 4

ỨNG DỤNG CỦA NANO BẠC

4.1. Trong công nghiệp và trong đời sống hàng ngày

Bạc nano được đưa vào các polymer như polyethylene (PE), polypropylene (PP)

có khả năng tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn: tụ cầu khuẩn vàng, Bacillus pneumoniae,

E.coli…. Ứng dụng của việc phân bố bạc nano trong các chất dẻo, polymer, hiện nay

người ta đã sản xuất các mặt hàng tiêu dùng có tính kháng khuẩn chứa các hạt nano bạc

như tủ lạnh, máy điều hòa, máy giặt, đầu ti (núm vú), bình sữa cho trẻ sơ sinh, hộp đựng

thực phẩm.

Dựa trên tính năng diệt khuẩn của bạc, Samsung đã đưa ra phương pháp sử dụng ion

bạc trong các thiết bị dân dụng: máy điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh, máy hút bụi và máy giặt

để khử trùng. Với tủ lạnh tự làm sạch, các bộ phận của tủ lạnh đều là các loại chất dẻo có

hạt nano bạc, sản phẩm này đã tạo một sự kiện phi thường trong giới khoa học, gần như

không có vi khuẩn nào trong tủ lạnh nano. Ngoài ra, nano bạc là một chất khử mùi cực kỳ

hiệu quả nên các hương vị của thức ăn, thức uống trong tủ lạnh đều được giữ nguyên vẹn.

Trong máy giặt, công nghệ nano bạc tạo thành hệ thống diệt khuẩn của máy mà không

cần phải đun sôi nước. Cách làm này vừa ít hao tốn điện năng nhưng vẫn bảo đảm hiệu

quả.

Hình 5: Máy giặc Samsung sử

dụng lớp phủ nano bạc.



Hãng Mummybear (Hàn Quốc) gần đây đã giới thiệu công nghệ Nano Silver được

ứng dụng vào sản xuất bình sữa và dụng cụ đựng thức ăn cho trẻ. Những sản phẩm này

đã được Bộ y tế, Viện dinh dưỡng, Cục an toàn vệ sinh thực phẩm, Vinacontrol cấp

chứng nhận tiêu chuẩn sản phẩm và chất lượng.

Ngoài ra, hiện nay người ta còn ứng dụng nano bạc trong các sản phẩm như nước

rửa rau, các loại sơn, mỹ phẩm, ca uống nước, …

4.2. Trong y học

Với tính chất kháng khuẩn nhanh và hiệu quả các hạt nano bạc đã được ứng dụng

khá rộng rãi trong y học. Một số sản phẩm chứa nano bạc như khăn ăn, khăn vệ sinh khô

cho cả em bé lẫn người lớn, băng đắp bỏng, đắp vết thương, găng tay, quần áo dùng trong

y tế với khả năng diệt khuẩn cao tới 99%.

Hình 6: Bình sữa cho trẻ sơ sinh có lớp phủ nano bạc.

Hình 7: Băng, gạc y tế sử dụng

bạc nano chống khuẩn.



Hãng dược phẩm Nucryst ở Fort Saskachevan, Alberta (Canada) đã đưa bạc nano

vào miếng băng gạc để băng những vết loét do bỏng vì chúng có tác dụng diệt khuẩn

mạnh hơn so với hạt bạc bình thường. Trước kia hàng ngày phải thay băng gạc cho bệnh

nhân vừa gây đau đớn cho họ, vừa tốn kém nhưng với loại thuốc mới này chỉ cần thay

băng một tuần một lần và thời gian khỏi bệnh nhanh hơn.

+ Khẩu trang nano bạc: Được thiết kế với 3-4 lớp gồm 2 lớp vải, một lớp vật liệu

tẩm nano bạc và than hoạt tính ở giữa, loại khẩu trang này có khả năng diệt khuẩn, diệt

virus, lọc không khí rất tốt. Lớp vải tẩm nano bạc có chức năng diệt vi khuẩn, virus, nấm

bị giữ lại trên khẩu trang đồng thời có tác dụng khử mùi.

Hình 8: Khẩu trang nano bạc do viện môi trường sản xuất.

+ Sản xuất thuốc chữa bệnh

Hình 9: Các dược phẩm sử dụng nano bạc.

+ Màng hô hấp: Đó là một tấm màng mỏng có thể cho khí và hơi nước qua nhưng

không thể cho chất lỏng đi qua, có vô số những lỗ khí nhỏ tồn tại trong tấm film. Các hạt



nano bạc gần đây đã được kết hợp với film polyolefin với đặc tính kháng khuẩn rất tốt.

Hình 10: Ảnh SEM của các hạt nano bạc kết hợp với film polyolefin

4.3. Trong nông nghiệp

Sản phẩm thuốc trừ bệnh cây MIFUM 0,6 DD được sản xuất với nồng độ hạt nano

bạc 1000ppm và Chitosan 5000ppm. MIFUM 0,6 DD được khảo nghiệm trừ bệnh đạo

ôn, lem lép hạt trên lúa thuộc địa bàn tỉnh Lâm Đồng và đã chứng tỏ ưu việt của mình, cả

2 liều lượng, 0,5 lít MIFUM 0,6 DD và 1 lít MIFUM 0,6 DD/ha đều cho đạt hiệu quả cao

trong việc phòng trừ bệnh đạo ôn cổ bông, lem lép hạt trên lúa, nhất là trong giai đoạn 3 –

7 ngày sau khi phun.

4.4. Trong công nghệ xử lý nƣớc

Việc sử dụng các hạt bạc có kích thước nano trong công nghệ xử lý nước tương

đối khá mới mẻ. Do bề mặt riêng khá lớn, hạt bạc có kích thước nano có hoạt tính khá

Hình 11: Thuốc trừ sâu MIFUM 0,6DD

với nồng độ nano bạc 1000ppm.



cao trong vấn đề xử lý nước nhiễm khuẩn và đã được khá nhiều nhà khoa học nghiên

cứu. Phòng thí nghiệm Công nghệ Nano đã sử dụng vật liệu polyurethane mút xốp tẩm

nano bạc (PU/Ag) để xử lý nước uống nhiễm khuẩn E.coli. Nước qua hệ lọc PU/Ag

không còn vi khuẩn và uống được theo tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế thế giới (WHO).

Hình 12. Thiết bị xử lý nuớc uống nhiễm khuẩn với cột lọc Polyurethane xốp tẩm nano bạc.



KẾT LUẬN

Khả năng sát khuẩn mạnh của bạc từ lâu đã được con người đã biết đến, những

chén bát, thìa nĩa, nồi niêu của người La Mã cổ, của các vua chúa phong kiến và ngay cả

chiếc bi đông nhôm tráng bạc của các chiến sĩ giải phóng đã chứng minh điều đó. Tuy

nhiên tác dụng này không được ứng dụng rộng rãi vì nếu dùng bạc khối hay phủ bạc khối

cũng là quá đắt. Khi công nghệ nano phát triển thì có nhiều phương pháp điều chế nano

bạc nên nó có thể ứng dụng phổ biến hơn. Nhưng một vấn đề đặt ra là sự ảnh hưởng của

các hạt nano đến sức khỏe con người. Những hạt nano có kích thước rất nhỏ có thể xâm

nhập qua da. Từ da chúng có thể di chuyển qua hệ thống ống lympho để đi đến các hạch

bạch cầu và cuối cùng là đến các cơ quan như gan, thận và lá lách. Còn khi hít vào thì

những hạt nano sẽ đi sâu vào phổi hơn so với những hạt có kích thước lớn hơn và đến

được những bộ phận nhạy cảm hơn. Vì lẽ đó, các nhà khoa học đặc biệt lo ngại về việc sử

dụng hạt nano trong những sản phẩm phun.

Tuy nhiên cho đến nay chưa thấy công trình nào công bố sự tác hại của nano bạc.

Các nghiên cứu tại Odense Universitets Hospital cũng đã chứng minh rằng các hạt nano

bạc được hấp thu vào trong cơ thể mà không hề gây ra một tác dụng phụ nào cũng như

gây độc cho cơ thể. Các nhà khoa học còn chứng minh các hạt nano bạc sẽ được giải

phóng ra khỏi cơ thể theo thời gian. Vì vậy hy vọng trong thời gian không xa sẽ có nhiều

sản phẩm sử dụng nano bạc.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. TS. Lê Minh Đức. Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. Giáo trình “phụ gia trong công

nghệ polymer”.

2. Phạm Trung Sản, Trương Anh Khoa, Nguyễn Hoàng, Vũ Thị Chính Tâm, Huỳnh

Hoàng Như Khánh, Thái Thị Hoà. Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha

Trang. “Điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa siêu âm (sonochemical) dùng

để tẩm các vật liệu chống khuẩn hiêu năng cao”.

3. Nguyễn Ngọc Hùng. Đại học Công nghệ - ĐHQG Hà Nội. Khóa luận tốt nghiệp

“Nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc và khả năng sát khuẩn của nó”.

4. Ngô Võ Kế Thành, Nguyễn Thị Phuong Phong, Ðặng Mậu Chiến. Phòng Thí

Nghiệm Công Nghệ Nano, ÐHQG-HCM. “Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của

tấm vải coton ngâm trong dung dịch keo nano bạc”.

5. A.I. Wasif, S.K. Laga, Textile & Engineering Institute, Ichalkaranji 416115, India.

“use of nano silver as an antimicrobial agent for cotton”

6. ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQGTPHCM. Thí nghiệm: “Khảo sát nồng độ AgNO3

tối ưu”.

7. http://www.hoahocngaynay.com/fr/hoa-hoc-hien-dai/vat-lieu-nano/417-nhung-

ung-dung-cua-nano-bac-trong-doi-song.html

8. http://anphusaigon.com/textmn.php?id=43

http://www.hoahocngaynay.com/fr/hoa-hoc-hien-dai/vat-lieu-nano/417-nhung-ung-dung-cua-nano-bac-trong-doi-song.html

http://www.hoahocngaynay.com/fr/hoa-hoc-hien-dai/vat-lieu-nano/417-nhung-ung-dung-cua-nano-bac-trong-doi-song.html

http://anphusaigon.com/textmn.php?id=43

phu gia chong vi sinh vat - nano bac

Documents