nghiên cứu thăm dò khả năng khử hóa tạo nano bạc kim loại của dịch chiết nước lá và cánh hoa hồng

of Lila Phương pháp tổng hợp các hạt kim loại có kích thước nano, cụ thể là hạt nano bạc kim loại, đi từ dịch chiết thực vật hiện nay đang thu hút rất nhiều sự chú ý của tất cả mọi người

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC CAN THO KHOA CONG NGHE

of LO] &

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

KHAO SAT THAM DO KHA NANG KHU HOA TAO NANO BAC TU DICH CHIET NUOC

LA VA CANH HOA HONG

€CNKH Cô Vương Ngọc Chính Âu Dương Ái Nhạn

PGS TS Phan Thanh Son Nam MSSV: 2072190

Ngành: Công Nghệ Hóa Học

Khóa : 33

KHOA CONG NGHE Déc lap — Tu do - Hạnh phúc

BO MON CONG NGHE HOA HOC Can Tho, ngay 12 thang 04 nim 2011

PHIEU DE NGHI DE TAI TOT NGHIỆP

Nam hoc 2010 — 2011 -WMe0000(4 -

3 Địa điểm thực hiện

Phòng thí nghiệm Hữu Cơ, bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ, Khoa Công nghệ Hóa học, trường Đại học Bách khoa TP.HCM

4 Số lượng sỉnh viên thực biện: 1 sinh viên

5 Họ và tên sinh viên thực hiện

7 Các nội dung chính của đề tài

Lựa chọn các nguyên liệu sử dụng lẫy từ cánh và lá hoa hồng và nồng độ dung dich bac nitrat la 2,5 107M

Lựa chọn dung môi sử dụng cho quá trình tông hợp là nước đã qua xử lý loại

bd ion

Lựa chọn các điều kiện tiến hành phản ứng tổng hợp ở nhiệt độ môi trường và

chịu tác động khuấy trộn

9 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài

DUYET CUA HDLV & TLTN

AOA OOH MEMEO HREM EMER MEHR EMER HATH HEED O ROOD AOA OOH MEMEO HREM EMER MEHR EMER HATH HEED O ROOD

Lila

Đầu tiên, con xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cô Vương Ngọc Chính, người đã tận tình chỉ bảo và truyền đạt cho con những kiến thức, kinh nghiệm vô cùng quý báu trong suốt thời gian con thực hiện Luận Văn Tốt Nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Thanh Sơn Nam đã giúp đỡ em hoàn

thành tốt luận văn tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, Khoa Công Nghệ, trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giup

đỡ em hoàn thành luận văn này; cũng như là những kiến thức nên và kinh nghiệm

ngành nghề mà thầy, cô đã truyền đạt trong suốt thời gian em theo học tại trường

Xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô Bộ Môn Kỹ Thuật Hữu Cơ, Khoa Kỹ

Thuật Hóa Học, trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành luận văn này

Một lần nữa, con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình đã động viên giúp con thực hiện tốt luận văn này

Và cuối cùng, xin chân thành cảm ơn các anh, chị đã và đang theo học tại phòng thí nghiệm Kỹ thuật hữu cơ, trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh và các bạn lớp Công Nghệ Hóa Học K33 đã hỗ trợ nhiệt tình và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Sinh viên thực hiện

Âu Dương Ái Nhạn

of Lila

Phương pháp tổng hợp các hạt kim loại có kích thước nano, cụ thể là hạt nano bạc kim loại, đi từ dịch chiết thực vật hiện nay đang thu hút rất nhiều sự chú ý của tất cả mọi người trên thế giới Phương pháp tổng hợp này có nhiều ưu điểm như

an toàn, không độc và thân thiện với môi trường, chi phí thấp và tiết kiệm năng

lượng so với các phương pháp hóa lý khác sử dụng nhiều hoá chất độc hại, chuyển đôi vật liệu thấp, nhu cầu năng lượng cao, và khó khăn trong việc xử lí làm sạch

Ở bài nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát khả năng khử hóa bạc nitrat tạo các hạt nano bạc (AgNP$s) của các chất chiết xuất từ lá và cánh hoa của Hoa Hồng Đà Lạt tại nhiệt độ phòng Các giống hoa hồng có màu sắc khác nhau đã được thử nghiệm khả năng tổng hợp kim loại bạc ở kích thước nano từ các ion bạc Trong các điều kiện tiễn hành thí nghiệm như nhau, những dịch chiết nước lá và cánh hoa hồng cam có khả năng khử hóa tốt nhất Và các thí nghiệm khảo sát thời gian và ty lệ dịch chiết hoa cam khác nhau cũng đã được thực hiện và mô tả tính chất của sản phẩm bằng nhiều phương pháp khác nhau Sự hình thành và phát triển của các hạt nano tạo thành trong quá trình phản ứng được theo đõi bằng cách sử dụng quang phổ Vis, trong khi đó, hình dạng, kích cỡ của các hạt nano bạc được xác định bằng kính hiển vi điện tử truyén qua (TEM)

Trang

9090.) 09 017 i

90990 ÔỎ ii 1/10/0805 ili IM.9J8 (0198:0000 vi

IM.9J:8)/09/9:7.0)I€6 0 - ÔỎ viii LOI MO DAU on eeeecesssssssssessssssessneessccuecsncesscsuecsssesecsscesscsucsnscsnecsscsuecssceueesssesecenceseeeneeses 1 Chương 1 TÔNG QUAIN - 2-2 5-52 SS S592 E121 1515111121511 151313 13.11151111 e 2 1.1 Tổng quan về cây hoa hỒng 2-5-5 tSExEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkerrred 3 1.1.1 Một số giống hồng phô biến hiện nayy 2-5 2 sex z£Eeesrersee 3 1.1.2 Đặc tính thực vật học - - - <2 + 1< 2x ng ng reg 6 ID? o0 8n 6

1.1.4 Thur hai va bao Quan oo 7

là ni .,ÔỎ 7 IS na 7

1.1.5 Các thành phần cơ bản cánh hoa hồng - 2-2 s2 £E++z£z£E£Eztzrszz § II 1hhne® ion 8

1.1.5.2 j0 on 9

IV van 10

I5 Le 11

1.1.6 Ứng dụng -¿- S6 Sẻ 4S 2 E3 111 1113111111113 1115111111110 1111 xe 11 IV e0 ái áo ca 8ê on 12

1.2.1 GiGt thiQu 12

1.2.1.1 Công nghệ nano và vật liệu nano 2-5 ĂSSS+S<ssssssssses 12 1.2.1.2 Phân loại vật liệu nano .- - - - 5= = SE SE SE EEeeeeeeeeeeeree 13 1.2.1.3 Hạt nañO - - CC c0 000 TH ni vớ 14 1.2.2 Các tính chất của hạt nano ©-<- k+E+k+E+E+EEEEE+E+E£k£kekeEeEeEsrsrxes 15 1.2.2.1 Các tính chất của hạt nano - + + 5s+6+k+E+E£E+ESEEEEEEkekrkreekeree 15 1.2.2.2 Một số phương pháp đánh giá tính chất của các nanoparticle 18

1.2.3 Các phương pháp tổng hợp các hạt nano + 55 ccscsccscsccee 19 1.2.4 Chất làm bền hóa và dung môi ¿2 2 E+E2£S2£££E££E£z£x£zrsered 20 1.2.5 Ứng dụng -¿- Sẻ St 2413 S3 1111111311 1111 1113115111111 11 T01 1111 ve 22 II aLiäir 0s s0, ốn 41 24

1.3.1 Tổng hợp nano bạc bằng phương pháp khử hóa học . - 24

1.3.2 Tổng hợp hạt nano bạc kim loại từ dịch chiết thực vật - 25

1.3.2.1 Tổng hợp hạt nano bạc kim loại từ địch chiết thực vật 25

1.3.2.2 Một số yếu tô ảnh hưởng đến quá trình khử hóa .- 26

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨPU + 2552 22s2S2£zzEzxz+svzzrxd 29

2.1 NGO1 dung nghién CUU 30

VI 0-1989) 0i) iiốv 0 30 2.2.1 Lựa chọn và xử lý nguyên lIỆU - <5 2S Ă 511123 113i 30

2.2.2 Kdc dim in 30

2.2.3 Phương pháp phân tích hóa sơ bộ thực vật sc<<+2 31 2.2.4 Chuan bi dung dich gelatin va thuc hién phan img tao gelatin tannat 32 2.2.5 Phuong pháp tổng hợp nano sinh học từ địch chiết nước hoa hồng 32 2.2.6 Phương pháp xác định tính chất của các AgNPs - 55c: 33

2.2.6.1 Phố hấp thu VIS ¿5-22 Se SE SE 3 E11 12111717211 cxcxee 33

2.2.6.2 Phố hồng ngoại F TIR 2- ° ss+EEEEE+E€EEEECEeEEEEEeEErkerrrerree 34

„=0 34

2.2.6.4 Kính hiễn vi điện tử truyền qua TEM -5- 2 <+s+cs+scseẻ 34 2.3 Quy trimh nghién 01 35

2.3.1 Chuan bi va danh gid nguyén iQue ccc ccseseeeeseeeseeseseseenseeees 35

2.3.1.1 Đánh giá ngoại quan các loại hoa c5 55 SS<Sss+Ssssssessse 35 2.3.1.2 Đánh giá dịch chiết nước của cánh hoa và lá hoa các loại 35 2.3.2 Thăm dò khả năng khử hóa của các dịch chiết nước -. 37

"98 0y 048 c1 a 37 2.3.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ địch chiết nước và dung dich AgNO; lén qué 0811084060: 8190 10x 100777 — 37 2.3.3.2 Ảnh hưởng của thời gian lên quá trình khử hóa tạo AgNPs 38 2.3.4 Đánh giá tính chất sản phẩm AgNPs tương ứng với hệ khử hóa dịch chiết nước lá và cánh hoa hng + ke SE SE Ek#EEE SE EEE xxx cE Tre 38

“6m €5 38

2.3.6 Tính chất đặc trưng của AgNPs - +: cce St Etrkerkrreeg 38

2.3.7 Tính chất khử của dịch -c2sc+c+t+erkrtrrkrsrrrrtrkrrrtrrrrkrrrrrrre 39 Chương 3 KÉT QUÁ VÀ BÀN LUẬN . 2 2552522 Ecrrxerrrreee 41 3.1 Chuan bị và đánh giá nguyên liệu - 2 + 552 x+E£SE2£xcxrxersresreee 42

3.1.1 Đánh giả ngoại quan các loại hoa - <5 5s x9 ng 42

3.1.2 Đánh giá dịch chiết nước của cánh hoa và lá hoa các loại 44 3.2 Thăm dò khả năng khử hóa của các địch chiết nước -. - 2 - «+: 47 3.3 Khảo sát quá trình khử hóa - Ă 6S 1199119 01119 vn ng kh 51

3.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết nước và dung dịch AgNO; lên quá trình

lì cá 0x 51

3.3.2 Ảnh hưởng của thời gian lên quá trình khử hóa tạo AgNPs 54

nước lá và cánh hoa hỒng - + <+E+E*+E+SEEEEEEEEEE V1 E7 EEEEErkrkrrerkee 57 Sàn € in ẽ 57 3.4.2 Tính chất đặc trưng của AglNPs - + 5< St xe re errkrrerkrrred 58

3.4.3 Tinh chat khtt cla dich .escsessssssssesesessesessessnseeseesneesneecseeesneesneeceseeees 611

3.4.3.1 Phân lập các nhóm hoạt chất trong lá và cánh hoa hồng 61 3.4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của các loại dịch trích lên quá trình khử hóa tạo

1077 65

3.4.4 Tính chất công nghệ của quá trình - + - + sẻ z+E£EeE+EeEerkessred 68

3.5 Nhdn xét 017 69

Trang

Hinh 1.1: Cac lodi hoa hong c.cecececccccssesssssssessessssesessesssssssesscsseesssessessessesscsesseeseesees 3

Hình 1.2: Một số giống hoa hồng phổ biến trên thị trường -. 2-2-5 2s se: 5 Hình 1.3: Các loại vật liệu mano .ccccecccccccceeesssscsccceccececessssssecececcceeesenseeaeececceeeses 14 Hình 1.4: Mối liên hệ giữa kích thước hạt và số lượng nguyên tử của từng loại vật

i00 — 14

Hình 1.5: Hai phương pháp cơ bản tống hợp nanoparticle - 2552 19 Hình 1.6: Hạt nano được bao phủ bởi chất làm bền hĩa 5-5 se se se sx2 20 Hình 1.7: Độ bền hạt nano phụ thuộc vào sự bao phủ của chất làm bền hĩa xung Quah hat 21 Hinh 1.8: Vat liệu nano từ thiên nhiên - - ( - 5c << << << << 2 23⁄8 se eeeees 22 Hình 1.9: Vật liệu nano trước đây . - - - Ác 1+ HH ng ng kg 23 Hình 1.10: Hình chụp SEM của xúc tác AgNPs và phố hấp thu của thuốc nhuộm

khử bằng NalH;, + St Set ST 1211 8 1 11511 1111151511111 0T1 00x10 k 27

Hình 2.1: Sơ đồ tiến trình thực hiện phản ứng khử hĩa bạc lon .-. - 33

Hình 2.2: Sơ đồ chiết tách chuẩn bị dịch chiết . ¿-ccc+cccccrtcrrrrrrrrrrree 36

Hình 2.3: Sơ đồ phân lập tổng quát các nhĩm chất trong địch chiết nước lá và cánh cánh hoa hồng ©- - Sẻ kẻ E+E* SE SE SE E3 E1111 1413111115 1.11 1.111 C1 7e 40 Hình 3.1: Hình ảnh minh họa các nguyên liệu dùng trong các thí nghiệm 42 Hình 3.2: Đồ thị đánh giá, so sánh độ âm các loại nguyên liệu . - 44

Hình 3.3 Các kết quả thu được sau khi tiến hành thăm dị phản ứng khử hĩa ở cánh hoa ở hai tỉ lệ F: 0,025 và 0,04/2 ¿5:52 S5< SH S3 1112211115214 11E 1151.11.11.11 cre 48

Hình 3.4 Các kết quả thu được sau khi tiễn hành thăm đị phản ứng khử hĩa ở lá

hoa ở hai tỉ lệ F: 0,025 và 0,42 LH HH HH ng TH ng 49

Hình 3.4 Các kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ địch chiết nước của cánh hoa

hong cam va dung dịch AgNO: lên quá trình khử hĩa tạo AgNPs 52

Hình 3.5 Các kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết nước của lá hoa hồng cam va dung dich AgNO; lén quá trình khử hĩa tạo AgNPs - - c2 53 Hình 3.6 Các kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên quá trình khử hĩa tạo AgNPs ở địch chiết cánh hoa cạm +2 + e+k+E*EE+E£ESEE£EeEEEEe SE cEeErkersrkrrered 55

AgNPs ở dịch chiết lá hoa cam 2-2 52k <SEEESEEEEEE SE EEE E711 2111k 56 Hình 3.8 : Kết quả đánh giá dung dịch AgNPs bằng phố Vis -. .-5-: 59

Hình 3.9 : Kết quả phân tích chụp TEM dung dich AgNPs - 5-5-5: 59

Hình 3.10: Sơ đồ phân lập các nhóm chất trong địch chiết nước cánh hoa hỗng 62

Hình 3.11: Sơ đồ phân lập các nhóm chất trong địch chiết nước lá hoa hồng 63 Hình 3.12: Các kết quả khảo sát ảnh hưởng của các loại dịch trích từ dịch chiết cánh hoa hồng cam lên quá trình khử hóa tạo AgNPs . 2-5 2s s+s++<££ 66 Hình 3.13: Các kết quả khảo sát ảnh hưởng của các loại dịch trích từ dịch chiết lá hoa hồng cam lên quá trình khử hóa tạo AglNPs ¿- + 2 + <+E£zrEeeevererrsred G7

Trang Bảng 1.1: Bảng tổng hợp các phương pháp xác định tính chất của các

IP1/19)9715141205 18

Bang 1.2: Bang tong hop các nghiên cứu tổng hợp AgNPs từ các loại dịch chiết

01041; 471e:1i Ẻ 177 Ö Bảng 3.1: Bảng số liệu đánh giá ngoại quan nguyên liệu cánh hoa và lá các loại

Bảng 3.2: Bảng kết quá chuẩn bị các địch chiết cánh và lá hoa hồng -. 5-5¿ 45 Bang 3.3 Bang kết quả nhận dạng các nhóm hợp chất có trong dịch chiết các loại

cánh hoa và lá hoa hồng ¿+ 2E +k£kEEEk£ S31 E313 1913115111 11151111111 ckd 46

Bảng 3.4: Bảng số liệu chuẩn mẫu trong khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ địch chiết

nước và dung dịch AgNO: lên quá trình khử hóa . S5 S1 1 S9 S1 re 51

Bảng 3.5: Bảng đánh giá cảm quan sản phẩm AgNPS uu cece esessesessssesesseseseerstesesesneaee 57 Bảng 3.6: Bảng số liệu chuẩn bị các dịch trích từ dịch chiết lá và cánh hoa 64 Bảng 3.7 Bảng kết quả nhận dạng các nhóm hợp chất có trong dịch chiết các loại

cánh hoa và lá hoa hồngg - 2 +S£ + Sẻ +k+E**EEEEEEEEEEE E1 111 161115 1111.111.1111 1 64

LỜI MỞ ĐẦU

Khoa học và công nghệ nano là một trong những thuật ngữ được sử dụng rộng rãi nhất trong khoa học vật liệu ngày nay Công nghệ này không những đã thu hút được sự chú ý của các nhà hóa học, vật lý, sinh học mà còn là mối quan tâm hàng đầu của chính phủ các nước cũng như là mọi người trên thế giới Đối tượng nghiên cứu của nó là những vật liệu mang cẫu trúc nano có những tính chất độc đáo

về điện, quang và hóa học khác hắn với các tính chất của vật liệu khối mà con người

đã nghiên cứu trước đó Nhờ đó, nó được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành như điện tử, hóa học, sinh — y học, môi trường

Trong số các loại hạt nano, nano bạc kim loại là loại vật liệu được biết đến từ

rất lâu là một trong những chất có tính kháng khuẩn cao (đặc biệt là bạc kim loại ở

kích thước nano) và Ít độc nhất ngoài các tính chất khác biệt đã nói trên Vì vậy, các hạt nano bạc thường được dùng để sản xuất ra các vật liệu có khả năng kháng khuẩn Bên cạnh đó, nano bạc còn có thể được dùng để chế tạo các thiết bị công nghệ cao như các sensor cảm biến, hệ thống dẫn truyền hoặc sử dụng làm chất xúc tác

Hiện nay, việc chế tạo hạt nano bạc kim loại có rất nhiều phương pháp hóa học và vật lý khác nhau Tuy nhiên, các phương pháp tổng hợp đó phải sử dụng rất nhiều hóa chất nguy hiểm, khả năng chuyển đổi vật liệu thấp, nhu cầu năng lượng cao, tốn nhiều chỉ phí cho việc làm sạch và gây ảnh hưởng xấu đến môi trường; do

đó, đòi hỏi phải có phương pháp thay thế nhanh, hiệu quả và thân thiện với môi trường (còn gọi là hóa học xanh) đáp ứng nhu cầu “phát triển bền vững” trên thế giới Trước xu thế đó, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu thành công các quy trình tổng hợp các hạt nano kim loại đi từ các nguyên liệu dịch trích thực vật như Medicago saliva (Alfalfa), Aloe vera (Chandran et al., 2005) Azadirachta indica (Neem) (Shankar et al., 2004) Và một vài nghiên cứu trong số đó đã chỉ ra rằng các phân tử sinh học như protein, phenol, và flavonoid không chỉ đóng một vai trò trong việc tạo kích thước nano cho kim loại bạc mà còn đóng một vai trò quan trọng

trong việc bao phủ các hạt nano Hoa hồng với sở hữu nhiều chất như polyphenol,

flavonoid, ở cả lá và hoa hy vọng có khả năng sẽ khử được 1on bạc tạo thành nano bạc kim loại Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thăm đò khả năng khử hóa tạo nano bạc kim loại của dịch chiết nước lá và cảnh hoa bông” Hy vọng với kết quả khảo sát đạt được trong luận văn sẽ là cơ sở cho những nghiên cứu sâu hơn của những đề tài liên quan đến sự tổng hợp nano bạc từ các hoạt chất có trong hoa hồng

Chương 1

TÔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cây hoa hồng

Hoa hồng có tên khoa học là Rosa Sp., thuộc họ Rosaceae (31 là một trong những loài hoa được ưa chuộng nhất trên thế giới Hoa hồng to, màu sắc đẹp mắt, hương thơm dịu dàng và được xem là "Hoàng hậu của các loài hoa" Nó tiêu biểu

cho hoà bình, tuổi trẻ, là hoa của tình yêu, tình hữu nghị, niềm vui và sự tốt lành,

Cây hoa hồng có xuất xứ từ Trung Quốc, Ân Độ, sau đó mới du nhập qua Hà Lan, Pháp, Đức, Bungarl, Hoa hồng du nhập vào Việt Nam từ Châu Âu và Trung Quốc Hiện nay, hoa hồng là một trong những loại hoa được trồng phổ biến nhất ở nước ta và đang có xu thế phát triển mạnh, là một trong những loại cây đem lại hiệu quả kinh tế khá cao trong nghề sản xuất hoa Một số vùng trồng nhiều hồng như:

Mê Linh (Vĩnh Phúc), Đà lạt (Lâm Đồng), Sa Pa (Lào Cai), Hà Nội, '* 56)

1.1.1 Một số giống hồng phố biến hiện nay

Hoa hồng trồng hiện nay có nguồn gốc rất phức tạp nó là kết quả tạp giao của tam xuan (Rosa muitiffora) và mai khôi (Rosa rugosa) va hoa hồng (Rosa

Ở Việt Nam, hoa hồng Đà Lạt là một trong những giống hoa nỗi tiếng nhất Các giống hoa hồng này có nguồn gốc từ Trung quốc và được trồng ở Đà lạt từ khá lâu Kế từ năm 1958, Đà Lạt đã nhập thêm các giống trồng trọt mới và phổ biến rộng rãi với mục đích khai thác hoa, cắt cành I56]

Các giống hoa hồng được trồng trong những năm 1960 l°°:

+ Màu đỏ: Nume'ro-un, Schweitzer, Rouge Meillend, Michele-Meillend,

Hélène Valabrugne, Charlers Mallerin Brigiite Bardot, Brunner

+ Màu hồng: Caroline testout, Betty Uprichard

% Mau vang: Quebec, Mme A.Meilland, Hawaii, Diamont

+ Mau trang: Reine Des Neiges, Sterling Silver Hai mau: J.B Meilland, Mme Dieytoné, Président Herbert Hoover

+ Giéng lam rao trang tri: Premevére, Gloire de Dijon, Climbing,

Caroline Testont, Etoile de Holland

Các giống hoa hồng được nhập nội trong những năm 199015“:

+ Màu đỏ: Grand Galla, Amadeus, Red Velvet

+ Màu vàng: Pailine, Alsmeer Gold

+ Màu trắng: Supreme de Meillend, Vivinne

+ Các màu khác : Sheer Bilss, Jacaranda, Troika

Phân loại thực vật học hoa hồng Đà Lạt -

+ Ngành (division): TV hat kin (Magnoliophyta)

* Lop (classis): Hai 14 mam (Magnoliopsida)

* B6 (ordo): Hoa héng (Rosales)

* Ho (familia): Hoa héng (Rosaceae)

* Chi (genus): Hoa héng (Rosa)

% Loai (species): Hoa héng (Rosa chinensis)

Dưới đây là hình ảnh về một số giống hoa phổ biến trên thị trường hiện nay ':

Hình 1.2: Một số giống hoa hồng phố biến trên thị trường

Lá: lá hoa hồng là lá kép lông chim, mọc cách, ở cuống lá có lá kèm

nhăn, mỗi lá kép có 3 — 5 hay 7 — 9 lá chét, xung quanh lá chét có nhiều

răng cưa nhỏ Tuỳ giống mà lá có màu sắc xanh đậm hay xanh nhạt, răng cưa nông hay sâu, hay có hình dạng lá khác

Hoa: có nhiều màu sắc và kích thước khác nhau Cụm hoa chủ yếu có một hoa hoặc tập hợp hoa trên cuống dài, cứng, có gai Hoa hồng thuộc loại hoa lưỡng tính, nhị đực và nhỊ cái trên cùng một hoa, các nhị đực dính vào nhau bao xung quanh vòi nhụy Khi phấn chín rơi trên đầu nhụy nên có thể tự thụ phấn, đài hoa có màu xanh

Quả: quả hình trái xoan có các cánh đài còn lại

Hạt: hạt hông nhỏ có lông, khả năng nảy mâm của hạt rât kém do có lớp vỏ đày

1.1.3 Đặc điểm sinh thái

Tât cả các loài thực vật sinh trưởng và phát triên đêu phụ thuộc vào các yêu

tố môi trường sống xung quanh Hoa hồng cũng vậy, cũng chịu ảnh hướng quyết định bởi một sô yêu tô quan trọng như sau

+

[4, 54, 55, 60, 61],

Nhiệt độ: nhiệt độ là yếu tố quan trọng quyết định đến sự sinh trưởng phát triển của cây hoa hồng Cây hoa hồng ưa khí hậu ôn hoà Nhiệt độ thích hợp cho cây hoa hồng sinh trưởng và phát triển tốt là tùy theo từng loài và nhìn chung là từ 18 —- 25C Nhiệt độ đêm quan trọng hơn

nhiệt độ ngày, đa số các giống thích hợp với nhiệt độ đêm là 16°C

Ánh sáng: hoa hồng là cây ưa sáng, ánh sáng đầy đủ giúp cây sinh trưởng tốt Nếu thiếu ánh sáng cây sẽ bị tiêu hao chất dự trữ trong cây

Khi cây còn nhỏ yêu cầu độ về cường độ ánh sáng thấp hơn, khi cây

lớn yêu cầu ánh sáng càng nhiều hơn

Độ âm: độ âm thì phụ thuộc vào nhiệt độ, ánh sáng, chế độ nước; độ

âm thích hợp cho hoa hồng thường khoảng 70 — 80%

+ Đất: hoa hồng đều thích nghỉ và phát triển tốt trên những loại đất trung tính và ít chua, rễ phân bố chủ yếu ở tầng đất 60 cm trở lên, một số ít giống phân bố trên 1m Đất trồng hoa hồng tốt nhất là đất đen, đỏ vôi

(đất fegazit) hoặc đất giàu mùn Loại đất này kết cấu viên tốt, khối

lượng riêng nhỏ, khả năng giữ mùn tốt, thoáng khí, có lợi cho sự phát

1.1.4 Thu hai va bao quan

1.1.4.1 Thu hái ° #5 5› 5.6L!

% Tiêu chuẩn thu hoạch: thu hái đúng lúc sẽ đảm bảo hoa tươi lâu và đẹp Tiêu chuẩn thu hái phụ thuộc vào giống và cự ly vận chuyển: giống nở

chậm thì hái muộn, giống nở nhanh thì hái sớm; bán tại chỗ hoặc vận

chuyển gần có thể hái ở lúc cánh hoa ngoài đã nở, vận chuyển xa thì

hái từ lúc đang còn là nụ vì khi đó hoa không dễ dập nát, ít nhiễm bệnh,

ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao và để bảo quản Cuối vụ xuân và vụ hè

có thé thu hái sớm hơn so với đầu xuân và mùa thu

+ Thời gian thu hái: muốn cắt hoa hồng để chưng hay để bán ta nên cắt

vào buổi sáng tinh sương, hoặc sau 5 giờ chiều đó là lúc khí trời mát

mẻ, cành hoa đang căng tràn nhựa sống, nhờ đó mà hoa lâu tàn

+ Vị trí thu hái: vị trí cắt hoa ảnh hưởng trực tiếp đến độ dài cành, cuống hoa, tới sự nảy mầm của mầm dưới vết cắt và số ngày cắt lứa sau Đối với hoa hồng nên chừa lại hai nhánh có năm lá nhỏ Sau khi cây ngủ nghỉ qua hè, cây chưa hồi lại sức sống, cắt vào tháng 9, tháng 10 có thể chừa lại ba nhánh lá có năm lá nhỏ Tháng 3, tháng 4 cây sung sức, để

khống chế chiều cao, có thể chừa lại ít hoặc không chửa lại nhánh có năm lá nhỏ, thậm chí có thể cắt đến cành ra hoa chính

1.1.4.2 Bảo quản lÊ 5% 55 60 61

+ Bảo quản hoa hồng: từ nơi sản xuất đến người tiêu dùng hoa thường trải qua một quá trình vận chuyền, nhiều khâu trung gian Hơn nữa, hoa lại là phần non nên nếu không được xử lý, bảo quản tốt rất dễ hư hỏng

Kỹ thuật bảo quản hoa hồng như sau: cành cắt để bảo quản phải thu hái

sớm hơn 1 — 2 ngày Sau khi thu hái dùng thuốc xử lý ngay rồi đi

chuyên vào kho lạnh Sau khi xử lý thuốc có thể gói vào bao giấy hoặc cho vào túi polyethylen kín, có thể giữ được 10 — 14 ngày Sau khi cất giữ, cần cắt lại cành và xử lý thuốc ít nhất 12 giờ

+ Phân loại, đóng gói: sau khi thu hái cần phân cấp theo tiêu chuẩn quy định để giảm tốn hại Tiêu chuẩn chung là màu sắc cánh hoa tươi, không bị dập gẫy, không có sâu bệnh, lá sạch sẽ, cành cuống mập thẳng, dài như nhau, chỉ số hoa nở đều và mang đặc trưng của giống Khi vận chuyển, người ta thường đóng gói hộp giẫy có dùng màng polyethylen để giữ độ âm

1.1.5 Các thành phần cơ bản cánh hoa hồng

Cánh hoa hồng có chứa các chất thuộc nhóm họ flavonoid chủ yếu là :

kempferol, quercetin (flavonol); cyanidin, pelargodin, peodin (anthocyanin); va

các nhóm họ carotenoid Đây là hai thành phần cơ bản tạo nên những màu sắc khác nhau như đỏ, cam, vàng, hồng, trắng, Hàm lượng các chất này sẽ thay đổi tùy thuộc vào từng loài hoa và màu sắc khác nhau của các cách hoa hồng ""* 3Ì, Trong

lá hoa hồng cũng có chứa một lượng nhóm chất flavonoid, chlorophyll

Cánh và lá hoa hồng còn chứa một hàm lượng tannin, tạo nên vị chát đặc

trưng cho chính nó Hàm lượng của chất này cũng khác nhau tùy theo những loài

hoa khác nhau lŠ: ?®!

Bên cạnh đó, các nhà khoa học phân tích trong hoa hồng có tỉnh dầu với tỉ lệ

0,013 — 0,15% mà thành phần chủ yếu gồm geraniol (12,78%), 1 — citronellol (23,89%), phenethyl alcol (16,36%), stearoptenes (22,1%)

Hầu hết các chất khoáng trong bảng Hệ thống tuần hoàn Mendeleyev cũng

có mặt trong cánh hoa hồng điển hình là một số chất có được tính như: Canxi, Kali, đồng, lot, Ngoài ra, cánh của hoa hồng có chứa các loại vitamine như vitamin B1, vitamin B2, vitamin Bó, Vitamin A, Vitamin C, vitamin D, PŠ ® 5l

1.1.5.1 Carotenoid

Carotenoid là những tetraterpenoid có thê hòa tan trong lipid; đồng thời tạo

ra phan lớn sắc tố vàng, cam đỏ trong một số loài thực vật và động vật Đây là một

trong ba loại chất màu phô biến rộng rãi nhất trong tự nhiên Hiện nay, người ta đã

phân lập được khoảng 750 loại thuộc nhóm này (không bao gồm các đồng phân cis

va trans) [22, 25.501,

Trong thực vật và động vật, carotenoid thường tồn tại ở các dạng D0}

+ Dung dịch nhũ tương với chất béo

+ Phân tán keo trong môi trường dầu béo

+ Liên kết với protein

+ Ester hóa với acid béo

Trong thực vật, các carotenoid thường bị che bởi màu xanh của chlorophyll

và khi chlorophyll bị phân hủy thì màu của carotenoid mới xuất hiện, điều này có thê lí giải tại sao lá cây chuyển sang màu vàng vào mùa thu Chang han như, carotenoid duoc tim thay ở một số lại rau xanh (cải xoăn, rau bị — na, ), ở hoa (hoa hồng, cúc vàng ), ở quả (cà chua, sắc, bí, ), Ở CỦ, rễ (cà rốt, khoai tây, khoai lang ) Chất màu này cũng tồn tại rộng rãi trong vi sinh vật dưới dạng màu đỏ, cam, và vàng như tảo, một vài loại nắm, một vài loại vi khuẩn để giúp chúng chống lại tác hại do ánh sáng và oxy !' ?9Ì, Tuy nhiên, khác với cây cỏ, không có động vật nào có thể tự tông hợp ra carotenoid mà chỉ có thê tích lũy nó bằng cách

` 7z „ rr? A 22, 25, 30

tiêu thụ các loại rau củ, trai cay |

Hiện nay, người ta đã nhận diện được khoảng 75 loại carotenoid có mặt trong hoa hồng: nhờ vào phương pháp nhận biết bằng phản ứng màu (dịch trích ether cho mau xanh với SbC]:, ) và phương pháp phân lập và nhận dạng từng carotenoid thong qua phương pháp cé điển là sắc ký hấp phụ và phương pháp HPLC kết hợp với các kĩ thuật đo quang phổ hiện đại ©

1.1.5.2 Flavonol

Flavonol là một trong những chất chính thuộc nhóm flavonoid (nhém chất

màu phổ biến ở thực vật), tạo màu cho hoa quả từ màu trắng đến màu vàng Đây là

hợp chất phân cực nên tan trong nước, ít tan trong dung môi hữu cơ Hiện nay,

người đã phát hiện được 400 dạng chất flavonol và thường được tìm thấy trong

nhiêu loại rau và trái cây như: củ hành, rau xanh, trà, rượu, artiso Z1 3i

Các hợp chất flavonol là chất có hoạt tính kháng oxy hóa cao, do đó, một SỐ chất thuộc nhóm này có khả năng chống lại nhiễu bệnh, bao gồm ca ung thu |’ *!, Trong một vài nghiên cứu mới đây, các nhà khoa học đã công bố hiệu quả chống lại ung thư, đặc biệt là ung thư tuyến tụy của nhóm flavonol là khá cao Một chế độ ăn uống giàu flavonols từ thực phẩm như hành tây, táo và quả có thể giảm nguy cơ phát triển ung thư tuyến tụy khoảng 25% Phát hiện quan trọng nhất và rõ rệt trong

số người hút thuốc lá (đối tượng có nguy cơ mắc bệnh ung thư tuyến tụy nhiều nhất), với việc giảm nguy cơ của hơn 59% l2“ °Ì_ Các nhà nghiên cứu cũng đã tiến

hành các thí nghiệm dạng hợp chất nào của flavonol có ảnh hưởng đến việc giảm nguy cơ ung thư tuyến tụy nhiều nhất (quercetin, tìm thấy trong hành tây và táo, kaempferol, tim thay trong rau bi — na và một số cải bắp, hay myricetin, tìm thấy

chủ yếu trong hành đỏ và quả), và họ thấy rằng, trong số ba loại flavonols đó,

kaempferol giảm nguy cơ lớn nhất (khoảng 22%) '°?!,

Cũng tương tự như nhóm chất carotenoid, các nhà khoa học cũng đã phát

hiện, phân lập và nhận danh được một số loại flavonol có trong hoa hồng Các

nghiên cứu về các chất copigment ở “Better Times” đã công bố một loạt các

flavonol glycoside có trong hoa hồng, bao gồm kaempferol glucoside, xyloside, quercitrin, quercitrin glucoside, arabinoside, và glucuronoside ??,

1.1.5.3 Anthocyanin

Cac anthocyanin la m6t trong sau nhóm nhỏ thuộc nhóm lớn flavonoid va là

một chất màu phô biến rất rộng rãi trong các thành phần thực vật !'° '?Ì Màu sắc và

độ bên màu của anthocyanin dễ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: câu trúc của chất màu; pH; nhiệt độ; các tác nhân oxy hoa nhu: anh sang, enzyme, Sulphur đioxide (SO;), Anthocyanin tinh khiết ở dang tinh thể hoặc vô định hình là hợp

chất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực Các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên này tổn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và tìm thấy được

trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện và tiến hành phân tách nhóm chất

anthocyanin có trong hoa hồng từ năm 1915 Cyanin (1915), pelargonin (1934), peonin (1961) là ba hợp chất được tìm thấy trong hoa hồng Trong đó, cyanin và pelargonin là hai nhóm chất phố biến; còn peonin thì khó tìm thấy ở các loài hoa hồng Trong các kết quả nghiên cứu, người ta luôn luôn tìm thấy sự có mặt của pelargonin cùng với cyanin; trong khi đó cyanin có thê tồn tại một mình ở một số

giống hoa !'5 °!Ï_ Riêng delphinidin là chất không tìm thấy trong các loại hoa hồng

do hoa héng thiéu flavonoid 3’, 5'-hydoxylase, gen tổng hợp ra delphinidin là yếu

tố tạo ra màu từ xanh đến tím trên thực vật Chính vì thế, hoa hồng xanh không tồn tại trong thiên nhiên Nhưng kể từ khi 1840, người ta đã bắt đầu nghiên cứu tạo ra hoa héng mau xanh bằng phương pháp lai tạo Và gần đây nhất là năm 2006, các

nhà khoa học của hai công ty Florigene và Suntory dưới sự trợ giúp về mặt kỹ thuật của Viện Khoa Học Kỹ Thuật Úc Châu (CSIRO) đã tạo ra được giống hoa hồng xanh bằng kỹ thuật RNA¡i có chứa một hàm lượng đelphinidin rất cao trong cánh hoa l5: 3,

1.1.5.4 Tannin

Tannin là những polyphenol và cũng là nhóm chất phổ biến, phức tạp nhất có nguồn gốc thực vật, có vị chát, làm săn se da, không bị phân huỷ và rất bền Nó có thể thực hiện các phản ứng tạo kết tủa với các protein, enzyme, carbohydrate và alkaloid, các muối kim loại nặng như chì, thuỷ ngân, kẽm Đa số các tannin đều tan được trong nước, nhất là trong nước nóng, tan trong cồn loãng, kiềm loãng và hầu như không tan trong dung môi hữu cơ lŠ “33 7)

Tannin phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, tập trung nhiều ở các họ rau răm (Polygonaceae), hoa héng (Rosaceae), dau (Fabaceae), sim (Myrtaceae), ca phé (Rutaceae), và có mặt ở nhiều bộ phận của cây: rễ, thân rễ (Đại hoàng), vó (Chiêu

liêu), lá (Trà), hoa (Hoa hồng, hạt (Cau), vỏ quả (Măng cụt) Đặc biệt, có một sỐ tannin được tạo thành do thực vật bị một bệnh lý nào đó, như vị thuốc Ngũ bội tử là

những túi được hình thành do nhộng của con sâu ngũ bội tử gây ra trên cành và

cuống lá của cây muối (Rhus semialata, thuộc họ Anacardiaceae) Hàm lượng tannin trong dược liệu thường khá cao, chiếm từ 6 — 35%, đặc biệt trong Ngũ bội tử

có thể lên đến 50 — 70% 17777)

Như mọi người đều biết rằng khi nhai cánh hoa hồng sẽ cảm nhận được vị chát trong miệng Một vài tài liệu tuyên bố rằng ở hầu hết các giống hoa hồng có chứa một lượng lớn ellagitannin ”Ì, Và sự tồn tại của ellagitannin trong cánh hoa

có thể giải thích cho khả năng chữa bệnh của các bài thuốc cổ truyền từ cánh hoa hồng khô

1.1.6 Ứng dụng

Cánh hoa hồng có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống Thật ra, công dụng của cánh hoa hồng vốn đã được biết tới từ rất lâu Nó là một vị thuốc được ứng

dụng đề chữa trị các bệnh viêm nhiễm, xoa địu thần kinh, lưu thông khí huyết, Từ

xưa, người ta thường dùng hoa hồng đỏ và trắng thường để làm thuốc Ví dụ như

loại hoa hồng đỏ (mai khôi hoa) dùng làm huyết mạch lưu thông, chữa kinh nguyệt

không đều, đau ở vùng bụng đưới, vết sưng tấy, đinh nhọt và viêm mủ da, bệnh bạch cầu Và loại hoa hồng trắng (hồng bạch) chứa nhiều vitamin, đường, tỉnh dầu, dùng chữa ho trẻ em rất công hiệu, còn có tác dụng nhuận tràng l°Š © °°),

Ngoài ra, cánh hoa còn được dùng như là một sản phầm làm đẹp dân gian Người xưa thường pha trà băng cánh hoa, lây nước đê rửa mặt vừa tây sạch da vừa bảo vệ da rât tôt Hoặc sắc thuôc từ hoa hồng đê làm nước rửa mặt và thuôc bô giàu vitamin để làm trắng đa, dưỡng da PŠ Sl,

Bên cạnh việc kê thừa có chọn lọc các bài thuôc cô truyện quý, ngày nay với

nên y học và khoa học kĩ thuật hiện đại, cánh hoa hông được nghiên cứu và ứng

dụng một cách rộng rãi ở các lĩnh vực mỹ phẩm, dược phẩm, các dạng thực phẩm chức năng, 9 38 6 6)

+ Cánh hoa hồng được ứng dụng trở thành một loại dược phẩm, mỹ

phẩm hoàn hảo để chống lại các bệnh ở da, hạn chế mưng mủ vết

thương và vết bóng, làm địu những vết ngứa do dị ứng gây ra và chống

một số bệnh như chống ung thư, chống viêm, chống oxy hóa,

+ Nước hoa hồng cũng là một dạng mỹ phẩm đi từ cánh hoa Sản phẩm rất tốt cho da, giúp đa săn chắc, tây sạch các vết bụi bẩn, se khít lỗ chân lông, cung cấp độ âm và làm sáng đa, tây nám, hút chất nhờn, giúp da căng mịn hơn; và những thành phần hoạt tính có trong cánh hoa có tác dung bé sung dưỡng chất cho tế bào và các tổ chức tế bào, đây nhanh quá trình sản sinh tế bào mới

+ Tinh dầu hoa hồng lẫy từ các cánh hoa là một trong những tỉnh dầu

thơm nhất và nhiều công dụng nhất: kích thích và điều hoà hệ kháng

thể với hệ thần kinh của con người; đồng thời gia tăng hoạt động của các tuyến nội tiết, xoá bỏ những rối loạn phức tạp trong các cơ quan của cơ thê và tái tạo tế bào Hơn nữa, nó cũng rất tốt cho bộ máy tiêu

hoá nhờ khả năng hàn gắn các lớp màng, khử khuẩn và bù đắp lượng

men thiếu hụt trong da dày và ruột

+ Ngoài ra, cánh hoa hồng sấy khô cũng được dùng để làm trà để uống có khả năng chống cảm lạnh, viêm họng, viêm phế quản và chứng loạn thần kinh chức năng: hoặc trộn lẫn với mật ong là một bài thuốc hiệu quả chữa chứng viêm miệng và lợi

+ Cánh hoa hồng cũng có thể làm mứt, đặc biệt là vào thời tiết lạnh,

chống cảm cúm, sốt, rối loạn thần kinh, viêm lợi và đau tim

Hiện nay, nhằm đáp ứng xu thế phát triển của thế giới, hoá học xanh ngày càng phát triển và trở thành tương lai của nền công nghiệp hoá chất Cây hoa hồng với nhiều hoạt chất đặc biệt cũng đang được mong chờ vào khả năng ứng dụng trong việc tổng hợp các hạt nano kim loại

1.2 Công nghệ nano và vật liệu nano

1.2.1 Giới thiệu

1.2.1.1 Công nghệ nano và vật liệu nano

Tiếp đầu ngữ “nano” trong từ “nanotechnology” (trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là nhỏ xíu) thường được gắn vào trước các đơn vị đo lường để chỉ các đơn vị nhỏ gấp 1 tỷ lần (107) Do đó, công nghệ nano (nanotechnology) thường dùng dé

chỉ các công nghệ tông hợp, thiệt kê và ứng dụng các câu trúc vật liệu cực nhỏ có kích thước nanomet Bên cạnh đó, vật liệu nano được định nghĩa như là loại vật liệu

trong đó các thành phân câu tạo nên nó có câu trúc ít nhầt một chiêu ở kích thước

nanomet [11, 16, 24, 32]

Thật ra, lúc ban đầu, thuật ngữ “công nghệ nano” vẫn chưa được biết tới mà mọi người chỉ biết tới các ý tưởng cơ bản đầu tiên về công nghệ nano đã được đưa

ra bởi nhà vật lý học người Mỹ Richard Feynman vào năm 1959; ông đã đưa ra

những suy đoán về khả năng và tiềm năng của vật liệu mang kích thước nano Và

thuật ngữ này chỉ mới bắt đầu được sử dung vao nim 1974 do Nario Taniguchi mét nhà nghiên cứu tại trường đại học Tokyo sử dụng đề cập đến công nghệ sản xuất để

có thêm tính chính xác cao và đạt kích thước siêu mịn, tức là độ chính xác và độ

mịn đạt khoảng 1 nm Theo đó, "Nanotechnology" chủ yếu bao gồm việc xử lý hợp

nhất, chia tách và biến đạng vật liệu bằng một nguyên tử hay phân tử (N Taniguchi,

"On the Basic Concept of 'NanoTechnology’',” Proc Intl Conf Prod Eng Tokyo, Part H, Japan Society of Precision Engineering, 1974) an

1.2.1.2 Phân loại vật liệu nano

Đề dễ dàng phân biệt từng loại vật liệu nano, người ta phân loại các vật liệu nano theo nhiều cách khác nhau Tuy nhiên, hiện nay, cách phân loại thường sử dụng nhất là dựa theo hình dáng của vật liệu Cách phân loại này chủ yếu dựa trên các chiều kích thước của vật liệu chứ không theo phạm vi kích thước nano

(<100 nm) Cụ thể, vật liệu nano chia thành bốn loại "*!:

+ Vật liệu nano không chiều (0 - D), tức là vật liệu có cả ba chiều đều có kích thước nano, không được lớn hơn 100 nm; ví dụ: đám nano, hạt nano

+ Vật liệu nano một chiều (1 — D) là vật liệu trong đó một chiều tự do,

hai chiều có kích thước nano (<100 nm), ví dụ dây nano, ống nano

+ Vật liệu nano hai chiều (2—D) là vật liệu trong đó hai chiều tự do, một

chiều có kích thước nano (<100 nm), ví dụ: màng mỏng, lớp film (có

chiều dày kích thước nano)

+ Vật liệu nano ba chiều (3 — D) là vật liệu trong đó có ba chiều tự do, hay nói cách khác vật liệu có ba chiều kích thước đều lớn hơn 100 nm

Nếu như theo cách định nghĩa như ở trên thì vật liệu này không được tính là vật liệu nano nhưng nó vẫn được xếp vào nhóm vật liệu nano do

nó có câu trúc tinh thể nano hoặc một phân vật liệu có kích thước nano (nanocomposite)

Dưới đây là hình ảnh minh họa các dạng vật liệu nano theo cách phân loại ở trén (nanomerterial) U6],

vật liệu khối (xem hình 1.4 thể hiện mối liên hệ giữa kích thước hạt và số lượng

nguyên tử của từng loại vật liệu) !*° “°

Các hạt nano này có nhiêu dạng câu trúc hóa học khác nhau, dựa vào đặc điêm này, người ta chia vật liệu này thành hai nhóm: hạt nano hữu cơ và vô cơ Hạt nano hữu cơ bao gôm các hạt nano carbon (fullerene); trong khi đó, hạt nano vô cơ

có thể phân thành các nhóm nhỏ sau đây l'* *?l:

% Các hạt nano kim loại: nhóm nay bao gồm các hạt nano của các loại kim loại như: bạc, vàng, đồng, sắt, coban, nickel và nhiều dạng lưỡng kim khác Trong đó, nano bạc và vàng là hai loại vật liệu được tổng hợp và ứng đụng trong cuộc sống nhiều nhất Các hạt được tổng hợp đạt nhiều kích thước khác nhau trong khoảng từ 1 — 20 nm nhưng phố

biến nhất là các hạt có kích thước cỡ 3 — 7 nm

+ Các hạt nano bán dẫn: phổ biến nhất là các muối của kim loại Cadium với các phi kim thuộc nhóm nguyên tổ 16 (nhóm VIA và VIB theo cách phân loại cũ), ví dụ như: các hat CdS, CdSe, CdTe

+ Các hạt nano oxide kim loại: sắt, coban, nickel oxide

1.2.2 Các tính chất của hạt nano

1.2.2.1 Các tính chất của hạt nano

Các nanoparticle có chứa khoảng 10” nguyên tử (hay ít hơn), do đó, nó có

những tính chất đặc biệt, khác hắn với các tính chất của vật liệu khối mà người ta đã nghiên cứu trước đó Sự khác biệt về tính chất của vật liệu nano so với vật liệu khối

nguyên nhân là do hai hiện tượng sau đây I4, 2,40,

+ Hiệu ứng bề mặt: khi vật liệu có kích thước nhỏ thì tỉ số giữa số

nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử của vật liệu gia tăng Khi kích thước vật liệu giảm đi thì hiệu ứng có liên quan đến các nguyên tử

bề mặt, hay còn gọi là hiệu ứng bề mặt tăng lên do nguyên tử trên bề mặt có nhiều tính chất khác biệt so với tính chất của các nguyên tử ở bên trong lòng vật liệu Và khi kích thước của vật liệu giám đến kích thước nm thì tổng số nguyên tử trên bề mặt tăng lên đáng kể, do đó,

hiệu ứng này cũng tăng lên đáng kê Hơn nữa, hiệu ứng bề mặt luôn có

tác dụng với tất cả các gia tri cua kích thước, hạt càng bé thì hiệu ứng

càng lớn và ngược lại Vì vậy, việc ứng dụng hiệu tng bề mặt của vật liệu nano tương đối dễ dàng

+ Hiệu ứng kích thước: khác với hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước

của vật liệu nano là nguyên nhân chính làm cho vật liệu này trở nên

khác lạ hơn nhiều so với các vật liệu truyền thống Đối với từng vật liệu, mỗi một tính chất vật lý, hóa học của vật liệu này đều có một độ

đài đặc trưng Độ dài đặc trưng của rất nhiều tính chất như điện, từ,

quang và hóa học của vật liệu đều có độ dài tới hạn cỡ kích thước nm Chẳng hạn như ở tính chất điện của vật liệu, bước sóng của điện tử có

độ dài đặc trưng khoảng 10 — 100 nm; hoặc độ dài đặc trưng của quãng

đường tự do trung bình không đàn hồi khoảng 1 — 100 nm Ở vật liệu

khối, kích thước vật liệu lớn hơn nhiều lần độ dài đặc trưng này, trong khi đó, kích thước của vật liệu nano có thể so sánh được với độ dài đặc

trưng đó, do đó, các tính chất có liên quan đến độ dài đặc trưng bị thay

đối đột ngột, khác hẳn so với các tính chất đã biết trước đó Ở đây, các tính chất này không có sự chuyển tiếp một cách liên tục khi đi từ vật liệu khối đến vật liệu nano Chính vì vậy, khi nói đến vật liệu nano, chúng ta phải nhắc đến tính chất đi kèm của vật liệu đó Cùng một vật liệu, cùng một kích thước, khi xem xét tính chất này thì thấy khác lạ so với vật liệu khối; mặc khác, cũng có thể xem xét ở tính chất khác thì lại

không có gì khác biệt cả

Bên cạnh đó, vật liêu nano có một đặc điểm nữa là mật độ điện tử tự do lớn,

do đó, các tính chất thể hiện của vật liệu mang tính kim loại cũng có những đặc

"A 4 ye z 7 A on A + A A iA 2 32, 40

trưng riêng khác với các các vật liệu không có mật độ điện tử tự do cao (32, 40]

+ Tính chất quang: tính chất quang học của hat nano làm cho các sản phẩm có các màu sắc đặc trưng khác nhau khác nhau, ví dụ như, màu sắc mà chúng ta thường thấy ở các dụng cụ làm bằng thủy tinh do có sự

hiện điện của các hạt oxit kim loại rất nhỏ Các hiện tượng có được là

do hiện tượng cộng hưởng plasmon bé mat (surface plasmon resonance); các điện tử tự do trong vật liệu sẽ hấp thụ ánh sáng chiếu vào Khi đó, các điện tử tự do này sẽ dao động cộng hưởng với ánh sáng kích thích do kích thước của kim loại nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình Vì vậy, tính chất quang của hạt nano có được do sự dao động tập thể của các điện tử dẫn đến từ quá trình tương tác với bức xạ sóng điện từ Tóm lại, tính chất quang của vật liệu nano phụ thuộc vào

nhiều yếu tố như các yếu tố về hình dáng, độ lớn cũng như là mật độ

của hạt nano và môi trường xung quanh

+ Tính chất điện: tính dẫn điện của kim loại rất tốt, hay điện trở của kim

loại nhỏ nhờ vào mật độ điện tử tự do cao trong đó Đối với vật liệu nano, khi kích thước của vật liệu giảm dần, hiệu ứng lượng tử xuất hiện làm rời rạc hóa cấu trúc vùng năng lượng Hệ quả của quá trình lượng

tử hóa này đối với hạt nano là đường I — U (với I cường độ dòng điện,

U hiệu điện thế) ở định luật Ohm không còn tuyến tính như ở vật liệu khối nữa mà xuất hiện một hiệu ứng khác gọi là hiệu ứng chắn

Coulomb (Coulomb blockade) làm cho đường I — U bị nhảy bậc với giá trị mỗi bậc sai khác nhau một lượng e/2C cho U và e/RC cho I, với e là điện tích của điện tử, C và R là điện dung và điện trở khoảng nối hạt nano với điện cực

4 Tinh chất từ: các kim loại quý như vàng, bạc, có tính nghịch từ ở

trạng thái khối do sự bù trừ cặp điện tử Khi vật liệu thu nhỏ kích thước

thì sự bù trừ trên sẽ không toàn diện nữa, do đó, vật liệu nano sẽ có từ

tính tương đối mạnh Các kim loại có tính sắt từ ở trạng thái khối như

các kim loại chuyền tiếp sắt, coban, nickel thì khi kích thước hạt nhỏ sẽ phá vỡ trạng thái sắt từ làm cho chúng chuyên sang trạng thái siêu thuận từ Khi kích thước hạt lớn, hệ sẽ ở trạng thái đa đômen (tức là mỗi hạt sẽ cấu tạo bởi nhiều đômen từ) Khi kích thước hạt giảm dần, chất sẽ chuyển sang trạng thái đơn đômen, có nghĩa là mỗi hạt sẽ là một đômen Khi kích thước hạt giảm quá nhỏ, năng lượng bề mặt sẽ cung cấp đầy đủ năng lượng phá vỡ sự định hướng song song của các mômen từ, và khi đó mômen từ của hệ hạt sẽ định hướng hỗn loạn như trong chất thuận từ Tuy nhiên, ở kích thước nano (kích thước hạt nằm

trong khoảng 1 — 10 nm), tính chất thuận từ sẽ có một số điểm khác so

với hạt thông thường nên tính chất này được gọi là siêu thuận từ Vật liệu ở trạng thái siêu thuận từ có từ tính mạnh khi có từ trường và không có từ tính khi từ trường bị ngắt đi, tức là lực từ dư và lực kháng

từ hoàn toàn bằng không

+ Nhiệt độ nóng chảy Tm của vật liệu phụ thuộc vào mức độ liên kết giữa các nguyên tử trong mạng tỉnh thể Trong tỉnh thể, mỗi một nguyên tử có một số các nguyên tử lân cận có liên kết mạnh gợi là số

phối vị Các nguyên tử trên bề mặt vật liệu sẽ có số phối vị nhỏ hơn số

phối vị của các nguyên tử ở bên trong nên chúng có thể dé dàng tái sắp xếp để có thể ở trạng thái khác hơn Như vậy, nếu kích thước của hạt nano giảm, nhiệt độ nóng chảy sẽ giảm Ví dụ, hạt vàng 2 nm có

Tm = 500°C, ở kích thước 6 nm có Tm = 950°C

1.2.2.2 Một số phương pháp đánh giá tính chất của các nanoparticle

Với công nghệ và kỹ thuật hiện nay có rất nhiều phương pháp hiện đại để xác định tính chất của các hạt nano Các phương pháp thường được sử dụng được tông hợp và trình bày ở bảng 1.1

Bang 1.1: Bang tong hop các phương pháp xác định tính chất

ì BEOAEE " tham khảo

Dark field optical microscopy, DLS (dynamic light

scattering), Static light scattering, Ultrasonic

Dién tich mat electrophoresis, Electrostatic — FFF (field [19, 42]

fractionation) Tính kị nưó

m nước Hydrophobic interaction chromatography [42]

microscopy), DSC (differential scanning [23, 42]

bén trong calorimetry), XRD (X-ray diffraction)

1.2.3 Các phương pháp tông hợp các hạt nano

Hiện nay, việc chế tạo hạt nano kim loại có rất nhiều phương pháp khác nhau

có cả các phương pháp hóa học, vật lý và sinh học (living system) Z$ 32 49.43 3l Các hat nano ban dau được tổng hợp ra đều băng các phương pháp vật lý và hóa học như: ăn mòn laser (quá trình di chuyển vật liệu từ một bề mặt rắn khi được chiếu xạ bằng tia laser); khử hóa học (phương pháp khử ion kim loại thành kim loại bằng một tác nhân hóa học); Còn phương pháp tổng hợp sinh học chỉ mới được sử dụng trong thời gian gần đây nhưng đã thu hút được nhiều mối quan tâm đặc biệt Phương pháp này thực chất cũng là phương pháp khử hóa học nhưng sử dụng tác

Aw 2 A ` À A cA ras cA ^ Fr ° À ° A 12 4

nhan khir lay tir nguén nguyén liéu thién nhién nén co nhiéu wu diém hon "? “> ©),

Một cách tổng quát, người ta phân thành hai phương pháp: phương pháp tổng hợp từ dưới lên và phương pháp tổng hợp từ trên xuống (hình 1.5) Phương

pháp từ dưới lên là tạo hạt nano từ các ion hoac 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

Hinh 1.5: Hai phuong phap co ban tong hop nanoparticle

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 l1? 1% 16,

19

1.2.4 Chất làm bên hóa và dung môi

Chất làm bền hóa là một chất nền với mục đích là ngăn ngừa các hạt kết khối làm tăng kích thước hạt Điều này được thực hiện bằng cách tạo ra một lớp vỏ bảo

vệ xung quanh hạt nano được hình thành Thông thường, phương pháp làm bền hóa bằng polyme được sử dụng rộng rãi để ôn định và phân tán các hạt trong dung môi hơn so với phương pháp làm bền hóa tĩnh điện '* ?° “°_ Chất làm bền hóa sẽ gắn vào hạt nano ở vị trí tại một điểm hay nhiều điểm ở một đầu của chuỗi polyme, làm cho polyme nhìn giống như là các xúc tu gắn trên cdc hat (hinh 1.6) “"! Su tuong tác giữa chất làm bền hóa polymer và bề mặt hạt phụ thuộc vào sự hấp phụ của các phân tử polyme lên bề mặt rắn bằng các liên kết hóa học hay vật lý (ảnh hưởng yếu hơn)

giảm năng lượng tự đo Gibbs của hệ Nếu một dung môi nào đó cho phép các chất

ôn định duỗi dài ra hạt mà nó gắn vào thì dung môi là tốt, phù hợp Mặt khác, nếu dung môi làm cho chuỗi polyme của chất ôn định co rúp hay cuộn lại trên bề mặt

của hạt thì dung môi này không phù hợp": ”

20

Khi nói tới một dung môi phù hợp hay không thì cần xét tính phân cực hay không phân cực của dung môi đó Tùy từng loại dung môi mà ta có thể chọn chất làm bền hóa phân cực hay không phân cực cho phù hợp hoặc ngược lại Chẳng hạn

như, nếu các polyme được sử dụng có tính chất ít phân cực Do đó, việc cần thiết là chọn một môi trường ít phân cực như là methanol, ethanol hoặc ethylenglycol Hoặc nếu hạt được phân tán trong một dung môi phân cực (ví dụ như nước); như vậy, chất làm bền hóa cần chọn nên có tính phân cực để đám bảo sự phù hợp giữa dung môi và nước”

Một vẫn đề nữa là sự bao phủ của chất làm bền hóa xung quanh hạt Để giải thích điều này cần phải xét một số trường hợp Đầu tiên, ta xét trường hợp sự tương tác giữa hai hạt đã được bao phủ 100% và được hòa tan trong một dung môi phù hợp (xem hình 1.7 minh họa) Khi hai hạt đó tiếp cận nhau, một sự tương tắc giữa chúng đầu tiên sẽ xuất hiện khi khoảng cách giữa các hạt trở nên ngắn hơn hai lần chiều dày của lớp polyme ở lớp bên ngoài các hạt Chính lực tương tác giữa hai hạt

sẽ làm tăng năng lượng tự do Gibbs và kết quả là hai hạt sẽ đây nhau, ngăn cản sự

kết khối Còn trong trường hợp nếu sự có mặt của chất làm bền hóa không đủ để

bao phủ bề mặt hạt (ví dụ: bao phủ 50%) và dung môi hòa tan phù hợp, các polyme

sẽ có xu hướng nhập vào nhau để làm giảm khoảng trống không gian giữa các polyme Kết quả của sự tương tác như vậy sẽ làm cho sự tự do chuỗi polymer giảm

Điều này sẽ làm giảm entropy của hệ và kết quả là việc tăng năng lượng tự do

Gibbs (AG = AH — TAS > 0) va dan dén hai hat sẽ đây nhau Trường hợp kế tiếp là

hai hạt được bao phủ tốt (100%) nhưng phân tán trong dung môi không phù hợp thì không ảnh hưởng thì đến năng lượng tự do, hay nói cách khác, các hạt này bên

Nhưng nếu các hạt không được bao phủ 100% và khi hai hạt đi chuyên tới gần nhau

sẽ làm giảm sút năng lượng tự do Gibbs Điều này có nghĩa là các polyme cùng trên

bề mặt của một hạt sẽ cuộn lại và cuộn với các polyme của hạt khắc; dẫn tới các hai hạt dính vào nhau và tạo hạt to hơn 7 16]

Hình 1.7: Độ bền hạt nano phụ thuộc vào sự bao phủ

của chất làm bền hóa xung quanh hạt

Bên cạnh đó, trong một SỐ trường hợp cần kích thước hạt tạo thành lớn

nhưng lại sử dụng dung môi tốt và chất ôn định hiệu quả sẽ làm cho hạt nano bị che

chắn và ngừng sự tăng trưởng về kích thước Do đó, trong trường hợp này đó là một bất lợi làm cho độ lớn các hạt nano tạo thành không được như mong muốn l”1, 1.2.5 Ứng dụng

Công nghệ và vật liệu nano, tuy chỉ mới phố biến trong một vải thập kỉ trở lại đây nhưng các hạt nano kim loại như hạt nano vàng, nano bạc đã tồn tại và được

sử dụng tử rất lâu

Kế từ khi có sự sống tồn tại trên trái đất, trong thiên nhiên đã và đang tồn tại nhiều cấu trúc ở kích thước nano Một ví dụ đáng chú ý là bào quan ribosome có mặt ở tất cả các tế bào của thực vật sống, đóng vai trò trong việc tổng hợp các phân

tử protein của tế bào có kích thước nano Ribosome được xem như là một nhà máy kết hợp các amino acid lại với nhau trong trật tự sắp xếp dựa trên các thông tin di truyền của gene tạo ra các phân tử protein Thêm một ví dụ nữa về sự có mặt cấu trúc nano trong thiên nhiên ở bào ngư, một động vật thân mềm ở biển Vỏ bào ngư được tạo thành chủ yéu tir calcium carbonate (CaCO;) và protein hình thành nên

Hinh 1.8: Vat liệu nano từ thiên nhiên

Trước khi biết tới sự tồn tại của các cầu trúc nano, con người cũng đã chế tạo

ra nhiều vật liệu mang cấu trúc này và được sử dụng từ hàng nghìn năm trước Nổi tiếng nhất, có thể là, chiếc cốc Lycurgus được người La Mã chế tạo vào khoảng thế

kỉ thứ tư trước Công nguyên và hiện nay được trưng bày ở Bảo tàng Anh (Courtesy

of the British Museum) Chiếc cốc đó đổi màu tùy thuộc vào cách người ta nhìn nó

22

Nó có màu xanh lục khi nhìn ánh sáng phản xạ trên cốc và có màu đỏ khi nhìn ánh sáng đi từ trong cốc và xuyên qua thành cốc (xem hình 1.9) Các phép phân tích ngày nay cho thấy trong chiếc cốc đó có các hạt nano vàng và bạc có kích thước 70

nm và với tỉ phần mol là 14:1 Một ví dụ khác đó là kính thủy tỉnh có màu đỏ lấp

lánh (màu đỏ như đá hồng ngọc) được chế tạo từ thời trung cô (xem hình là kính cửa số được chụp từ nhà thờ Đức Bà Chartres) Màu của nó có được là do các hạt oxit kim loại (cac hat silica, vang, sat oxit) có kích thước nano tồn tại trong tam

kính Và kích thước cũng như hình dạng của các hạt nano này cũng ảnh hưởng đến

màu sắc vật liệu l1: 19]

Côc Lycurgus Kính cửa số

Hình 1.9: Vật liệu nano trước đây

Hiện nay, nhờ vào các phép phân tích hiện đại cùng với các phát hiện các tính chất đặc biệt của các nanoparticle, công nghệ nano đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: năng lượng, điện tử và máy tính, giao thông, vật liệu

kĩ thuật mới, môi trường, y 16, hàng tiêu dùng, các sản phẩm chăm sóc cá nhân, thực phẩm Trước khả năng rộng lớn đó, công nghệ nano hiện đang rất được chú ý, tiễn

hành đâu tư, nghiên cứu và phát triên đưa trình độ công nghệ của chính nó lên một tâm cao mới Từ đó, loại vật liệu mới này sẽ được triên khai sử dụng rộng rãi, đem

lại hiệu quả kinh tê, thúc day quá trình sản xuât đáp ứng nhu câu phát triên của cuộc

k A A h?än đa; L12,40,

sống công nghệ hiện đại 1“ “9 3],

1.3 Hạt nano bạc kim loại

1.3.1 Tổng hợp nano bạc bằng phương pháp khử hóa học

Phương pháp khử hóa học là phương pháp thuộc nhóm tổng hợp đi từ dưới lên Phương pháp khử đầu tiên được sử dụng để tổng hợp nano bạc là phương pháp Lee — Meisel với dung dich ban đầu là AgNO; và tác nhân khử hóa học là NaBH¿”Ì Từ đó, phương pháp tổng hợp nano bạc này trở thành phương pháp phổ biến nhất, đùng các tác nhân khử hóa học như nhóm polyol (ethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, ), N;H;, NH;OH, citric acid, vitamin C, sodium citrate,

để khử ion kim loại từ dung dịch ban đầu có chứa các muối của kim loại bạc

([Ag(NH3),]NO;, AgClO, “7, AgBF, ©”), CH;COOAg ?°Ì ), tạo thành một lượng

lớn các hạt nano trong thời gian tương đối ngắn và điều kiện phản ứng đơn giản *I

Trong dung dich AgNO, bac kim loai tồn tại dưới dang ion Khi có sự hiện diện của các chất khử, các tác nhân khử này sẽ khử Ag” thành bạc kim loại (phương trình 1.1) đưới dạng các nguyên tử có kích thước cực nhỏ (mầm bạc) Và các mầm bạc này sẽ tiếp tục phát triển cho đến khi quá trình phản ứng đạt cân bằng Các tác nhân hóa học thường ở dạng dung dịch lỏng nên còn gọi là phương pháp hóa ướtˆ?!

AS (aq) +e” —> Ag, (1.1)

Có một số yếu tố có thể dùng để điều chỉnh và kiểm soát sự tăng trưởng của các hạt Cụ thê, các hạt nhỏ có thể đạt được bằng cách sử dụng một chất khử có khả năng khử nhanh Khả năng khử nhanh trong quá trình phản ứng sẽ tạo ra nhiều mam bạc kim loại Néng d6 mam bac cao duoc tao thanh sé rit ngan được thời gian mầm phát triển, do đó, hạn chế sự tạo thành những hạt có kích thước lớn hơn Và nếu dung dịch là đồng nhất, các hạt cuối cùng sẽ phân bó trong dịch với kích thước nhỏ Tuy nhiên, độ bền của các hạt nano trong dịch vẫn chưa tốt Để khắc phục nhược

điểm đó, quá trình tổng hợp nanoparticle sẽ được điều chỉnh độ bền bằng các chất làm bền hóa (stabilizer) như các chất hoạt động bề mặt, polyme, 'Z° “9!

1.3.2 Tổng hợp hạt nano bạc kim loại từ dịch chiết thực vật

1.3.2.1 Tổng hợp hạt nano bạc kim loại từ dịch chiết thực vật

Trước tình hình và xu thế phát triển trong lĩnh vực tổng hơp nano, các

phương pháp tổng hợp AgNPs bằng phương pháp khử hóa sử dụng nhiều hóa chất

và công nghệ độc hại, ảnh hưởng xấu đến môi trường đòi hỏi phải thay thế bằng các

phương pháp tổng hợp “xanh” Các phương pháp tông hợp này phải sạch, không

độc hại, thân thiện và phù hợp với môi trường

Đồng thời, các nhà nghiên cứu cũng đã phát hiện ra các hiện tượng diễn ra trong các hệ thống sinh học trong tự nhiên Trong thiên nhiên tồn tại rất nhiều vật chất có kích thước từ kích thước macro đến kích thước nano Hiện nay, có một sỐ

chứng cứ đã chỉ rỏ rằng các hạt nano hình thành trong tảo, nấm, vi sinh vật và một

số loài thực vật bậc cao Các dẫn chứng đó cũng đã chỉ ra rằng một số loại hoạt chất

và các cơ quan của sinh vật sống có khả năng khử hóa Ag” thành Ag° hay sự tạo

thành AgNPs (các bạc nanoparticle) Tuy nhiên, sự giải thích chính xác các cơ chế

hình thành các hạt nano bằng cách sử dụng các dạng vật chất trên cần nhiều kinh nghiệm hơn nữa !*° !“ ®,

Trước nhu cầu bảo vệ môi trường cùng với các phát hiện ở khả năng tạo các nanoparticle từ các vi sinh vật có cầu tạo đơn giản đến các thực vật bậc cao phức

tạp hơn, các nhà khoa học đã chuyên hướng nghiên cứu sang các phương pháp tông

hợp sinh học (lesson from nature), từ đó có thê áp dụng vào trong thực tế, đồng thời góp phần giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Và sự nhận thức về các khả năng

đó có thể được áp dụng vào việc sản xuất, tông hợp nano bạc từ các dịch chiết thực

a, [11, 16]

vat

Từ nhận định trên, các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công một số quy trình tong hợp các hạt nano bạc kim loại đi từ các nguyên liệu dịch trích thực vật

khác nhau (cụ thể ở bảng 1.2) Và quy trình tổng hợp sinh học này, hiện nay, là một

trong những quy trình tổng hợp các nanoparticle được tập trung nghiên cứu nhiều

chú ý nhất với nhiều ưu điểm nổi bật là “xanh”, không gây ô nhiễm môi trường: hơn

nữa, phản ứng tổng hợp nhanh, hiệu quả cao và nguyên liệu đa dạng

Bang 1.2: Bảng tổng hợp cỏc nghiờn cứu tổng hợp AgNPs từ cỏc loại

dịch chiết thực vật khỏc nhau

khử húa tạo AgNPs hạt nano(nm) tham khảo Alfalfa plant (Medicago sativa — Cộ Linh Lang) 20 — 40 [21]

Aloe vera (L6 H6i) 15 — 15,6 [13]

Azadirachta indica (Neem — cay sau dau) 50 — 100 [45]

Black tea (tra den) 20 [30]

Brassica juncea (Cai be xanh) — [12] Capsicum annum (Ớt ngọt) — [36]

Chilopsis linearis (Desert Willow) — [10] Emblica officinalis (Me ring) 10 — 20 [37]

Hibiscus rosasinensis (Cay dam but) 13 [17] Humulus lupulus (Hỳp lụng) — [31] Pelargonium graveolens (Phong Ii) — [44] Rosa rugosa (Hoa hộng Nhat Ban) 30 — 60 [41]

Tamarind leaf (La me) 20 — 40 [23]

1.3.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh khử húa

Một số yếu tố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh khử húa cỏc ion bạc kim loại trong dung dịch thành cỏc hạt nano bạc kim loại như nhiệt độ, độ pH, sự cú mặt của cỏc 1on như CT, Br, F Nhiệt độ cú ảnh hưởng rất lớn đến sự hỡnh thành của cỏc hạt nano Kớch thước, hỡnh dạng và tớnh chất quang học của cỏc nanoparticle cú thể bị thay đối khi điều kiện nhiệt độ của phản ứng thay đổi Trong khi đú, pH của mụi trường cũng ảnh hưởng rất nhiều đến kớch thước của cỏc hạt nano Cũn sự hiện diện của một số ion như clo, brom, iot, cũng ảnh hưởng đến sự hỡnh dạng và cấu trỳc của cỏc hạt nano Vớ dụ như, sự hiện diện của cỏc ion iot cú thể sẽ uốn cong hỡnh dạng của cỏc hạt nano cú cẫu trỳc hỡnh tam giỏc và gõy ra sự hỡnh thành của cỏc hạt

nano hỡnh cầu 'đè,

1.3.3 Ứng dụng

Kế từ khi hạt nano bạc đầu tiên được tong hợp, nó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Dưới day là một số ứng dụng nổi bật nhất của AgNPs [12, 24, 53]

+ Sử dụng nano bạc như là chất xúc tác (nanocatalytic): là một trong

những ứng dụng đang phát triển rất nhanh chóng Trong bài báo

“Catalytic properties of Silver Nanoparticles Supported on Silica Spheres”, [Jiang et al., 2004], khả năng xúc tác của AgNPs đã được chứng minh Các hạt nano bạc được hấp phụ trên các cau tric silica hình cầu đã được thử nghiệm kha năng xúc tác làm giảm màu quá trình khử thuốc nhuộm của natri borohydride (NaBHu) Khi có mặt AgNPs thì quá trình làm giảm màu thuốc nhuộm diễn ra rất nhanh biểu hiện

qua độ hấp thụ của thuốc nhuộm giảm theo thời gian phản ứng (hình

1.10); trong khi đó, khi không có mặt của các hạt này thì quá trình này giảm đi rất ít Khả năng xúc tác của các nanoparticle cũng được dẫn

chứng qua các hình chụp SEM (hình 1.10), các hình này cho thấy các

hạt này vẫn giữ được nguyên vẹn sau quá trình phản ứng Mặc khác, quá trình này cũng phụ thuộc vào nồng độ của các hạt nano bạc Khi

nồng độ các hạt nano được tăng gấp đôi, thời gian phản ứng giảm xuống đi một phần ba

Ilãmm 7” °

Hình 1.10: Hình chụp SEM của xúc tác AgNPs và phố hấp thu

của thuốc nhuộm khử bằng NaBH,

27