Nghiên cứu đề xuất quy trình chế tạo hạt nano bạc sử dụng trong mực in phun

Côngănghệăin phun đư phátătri nănhanhăchóng, đaăd ngăvàăứngăd ngăph ăbi n đ in tàiăliệu v iănhi u chứcănĕng khácănhau,ănhi uălĩnhăv c,ăchẳngăh nănh m căd năđiện, đi tăphát sáng LED và th

L I CẢM N

Quaăgầnăhaiănĕmăthamăgiaăch ơngătrìnhăđàoăt oăth căs ăt iătr ngăĐ iăhọcăS ă

Ph măK ăThu tăTP.H ăChíăεinhăvàăth iăgianălàmăthíănghiệmăt iăphòngăthíănghiệmăCôngăNghệăNanoăĐHQGăTP.ăH ăChíăεinhăđưăgiúpătôiătraoăd i thêmănhi uăki năthức, kinh nghiệm từăthầyăc ,ăb năhọcăvàănh ngăng iăb năcùngălàmăthíănghiệm đưăgiúpătôiăhoànăthànhălu năvĕnănày.ă

Cóăđ ợcăthànhăqu ănàyătôiăxinăchânăthànhăcámăơnăsâuăsắcăđ n:

Thầyăcôătr ngăĐHăS ăPh măK ăThu tăTP.ăHCεăđưănhiệtătìnhătruy năđ t,ăch ă

b oăt nătìnhătrong su tăth iăgianătôiăhọcăt păt i tr ng

ThầyăPGS.ăTS.ăĐ NGăε UăCHI N,ăGiámăđ căphòngăthíănghiệmăCôngăNghệăNanoăĐHQG.ăTP.ăHCεă(δNT)ăđưăt nătìnhăh ngăd n,ăgiúpăđỡ,ăt oămọiăđi uăkiệnăt tănhấtăđ ătôiălàmăthíănghiệmăvàăhoànăthànhălu năvĕnănày

ThầyăPGS.TS.ăδểăHI UăGIANGăđưănhiệtătìnhăgiúpăđỡ,ăđóngăgópăỦăki năgiúpătôiăhoànăthànhăt tălu năvĕn

Th căs ăĐ NGăTH ăε ăDUNGălàăng iăluônătheoăsu tăch ăb oăt nătìnhătrongă

su tăth iăgianătôiălàmăthíănghiệmăvàăhoànăthànhălu năvĕn

T păth ăcánăb ,ănhânăviênăphòngănghiênăcứuăCôngăNghệăNanoăĐHQG.ăTP.ăHCεăđưăhỗătrợ,ăgiúpăđỡătôiătrongăth iăgianălàmăthíănghiệm

B năbè,ăgiaăđìnhăvàămọiăng iăxungăquanhăluônăgiúpăđỡăchiaăs ăđ ngăviênătôiă

nh ngălúcălàmălu năvĕnăg păkhóăkhĕn

Tôiăxinăchânăthànhăcámăơn!

Tp.ăH ăChíăεinh,ăngàyă ătháng nĕmă2013

Họcăviên

δêăTh ăThúy

TịM T T LU N VĂN

Máy in phun đư tr ăthànhăm tăphầnăkhôngăth ăthi u thôngăquaăs ăhiệnădiện c aă

nó ăkhắpămọiănơi, trên máy tính đ bàn c a ng i tiêu dùng v i chiăphíăthấp, kh ănĕng đángătinăc y, nhanh chóng, thu nătiệnăvà in k ăthu tăs

Côngănghệăin phun đư phátătri nănhanhăchóng, đaăd ngăvàăứngăd ngăph ăbi n đ in tàiăliệu v iănhi u chứcănĕng khácănhau,ănhi uălĩnhăv c,ăchẳngăh nănh m căd năđiện,

đi tăphát sáng (LED) và th măchíăinăcấuătrúcă3ăchi u(3D)

Nhắmăđápăứngănhuăcầuăcôngănghệ,ăhiệnănayăcôngănghệăinăphunăđangăđ ợcăs ăquanătâmăl năc aănhi uănhàănghiênăcứu,ăcũngănh ănhi uănhàăđầuăt ăl n trong và ngoài

n c.ăBi tăđ ợcăs ăh uăíchătoăl năc aăth ăgi iăviămôă(nanoămét)ămàăm tăs ăkimălo iăcóă

đ ợc,ăconăng iămu năchi mălĩnhătriăthứcăđưătìmăraăđ ợcăs ăhiệuăd ngăc aănóăvàăcôngănghệăinăphunăđưăvàăđangăsửăd ngănanoăkimălo iăứngăd ngătrongăm căinăphun.ăXuấtăphátătừănhuăcầuătìmăraăh tănanoăkimălo iăđ ăch ăt oăm căinăvừaăcóăchấtăl ợngăt t,ăkh ănĕngă ch ngă oxiă hóaă caoă trongă môiă tr ngă vàă mangă l iă lợiă nhu nă l n,ă lu nă vĕn này chúngătôiănghiênăcứu quyătrìnhăch ăt oăh tănanoăb căh ngăđ năứngăd ngăch ăt o m căinăphun,ăvìăb căkhôngădễădàngăb ăoxiăhóaăvà kh ănĕngăd năđiệnăcaoătrongăm tăth iăgianăkhá dài

Cóărấtănhi uăph ơngăpháp ch ăt oăh tănanoăkimălo i,ătrongălu năvĕnănàyătôiăl aăchọnăph ơngăphápăkhửăhóaăhọcăđ ăt ngăhợpăh tănanoăb căh ngăđ năứngăch ăt oăm căinăphun.ăĐ ăgi iăquy tăcácăcôngăviệcătrênăchúngătôiăph iănghiênăcứu,ăgi iăquy tăcácăvấnă

đ năcóăliênăquanăđ ợcătrìnhăbàyătrongă5ăch ơngăd iăđây:

Ch ng 1: T ng quan

D aătrênănh ngăcôngătrìnhănghiênăcứuătrongăvàăngoàiăn căđưăcóăchúng tôi tóm tắt t ngăquanăv ăsơăl ợcăcôngănghệănanoănóiăchungăvàăcôngănghệănanoăkimălo iănóiăriêng,ă đ ngă th iă mangă đ nă cáiă nhìnă t ngă quátă v ă côngă nghệă ină phun,ă đ ă từă đóă choăchúngătaăthấyăhiệuăqu ăc aăviệcăứngăd ngăcôngănghệănanoăkimălo iătrongăcôngănghệăinăphunăđưămangăđ nănh ngăhiệuăqu ătrongăth cătiễn.\

Ch ng 2: C s lỦ thuy t

Từăth cătiễnăđưăchứngăminhăcôngănghệănanoămangăl iănhi uăứngăd ngăvàă hiệuă

qu ăcaoătrongăth căt ,ăchúngătôiăđiăsâuănghiênăcứuănano kimălo iăb c,ăcácătínhăchấtăc aănano kimălo iăb c,ătừăđóătìmăhi uăcácăph ơngăphápăch ăt oăvàăđ aăraăph ơngăphápăch ă

t oăhiệuăqu ăvàămangătínhăkinhăt ăcao

th că20nmăđ nă80nm.ăĐ ngăth iăchúngătôiăti păt căl uăgi ăvàătheoădõiătínhă năđ nhă

c aăh tătrongăth iăgianăhơnă3ăthángăkhôngăb ăoxiăhóaătrongămôiătr ngăkhôngăkhí

Ch ng 5: K t lu n vƠ h ng phát tri n

Từănh ngăk tăqu ăđ tăđ ợcăchúngătôiăt ngăhợpăđ aăraăm tăs ăk tălu năvàăđ aăraă

m tăvàiăđ nhăh ng ti pătheoăc aăđ ătàiă

Inkjet technology has developed rapidly, variously and it can use to print documents with many different functions, in many fields, such as conductive inks, light emitting diodes (LED) and even in structure 3-dimensional structure (3D)

To adapt the need of technology, current inkjet technology has become the major concern of many researchers, as well as many Vietnamese and foreign investors Knowing the great utility of the microscopic world (nanometer) whose a number of metals are owning, people want to dominate knowledge to find its performances and inkjet technology has been used metal nano-particles for the inkjet ink printing From the need to find the metal nano-particles to produce good quality, high oxidation resistance and greater profitability inkjet ink printing, this thesis studied the fabrication process to synthesize create silver nanoparticle ink used in ink printing, because silver has a good ability to resist oxidation and high conductivity in a long time

There are many methods of synthesizing metal nanoparticles, in this thesis I chose chemical reduction method to synthesize silver nano-particles towards the inkjet ink manufacturing In order to solve the problem above, we have studied; solved related subjects presented in the following five chapters:

Chapter 1: Overview

Basedă onă theă natională andă internatională researches,ă we’llă summarizeă aă briefăoverview of nanotechnology in general and metal nanoparticles technology in particular, at the same time this chapter will be providing an overview of inkjet technology,ăasăaăresultăofăthis,ăit’llăshowăusătheăefficiencyăofătheăapplicationăofămetalănanoparticles technology in inkjet printing in practice

Chapter 2: Theoretical Foundations

Reality proved that nanotechnology bring us a lot of efficiency applications in practice, we go deep nano-silver research and the properties of nano-silver, while studying the methods of synthesizing and manufacturing and finding the most efficient and economical method

Chapter 3: Experimental

Introducing experimental equipments: chemicals and all machines used for sample analysis and the synthesizing of silver nano-particles

Chapter 4: Results and Discussion

From the process that we proposed, we researched to find out the best combination between substances, as same as in molar concentration of the substance based on the theoretical foundations We evaluated our results which matched our initial purposes: we have synthesized silver nano-particles from 20nm to 80nm At the same time, we continued to keep our samples and observe the stability of the particles ină3ămonthsătoămakeăsureăthatătheyădidn’tăoxidizeăinătheăenvironment

Chapter 5: Conclusions and future researches

From the results, some conclusions were given and future researches will also be mentioned

M C L C

QUY TăĐ NHăGIAOăĐ ăTÀI

Lụ L CH CỄ NHỂN i

L I CAM ĐOAN ii

L I CẢM N iiii

TịM T T LU N VĂN iv

M C L C viii

DANH M C CỄC CH VI T T T xi

DANH M C CỄC HỊNH NH xii

DANH SÁCH CỄC B NG xiv

PH N A: GI I THI U 1

1 δỦădoăchọnăđ ătài 2

2 ụănghĩaăkhoaăhọcăvàăth cătiễnăc aăđ ătài 4

2.1.ụănghĩaăkhoaăhọc 4

2.2 Th cătiễnăc aăđ ătài 4

3 M cătiêuănghiênăcứuăc aăđ ătài 5

4 Đ iăt ợngăvàăph măviănghiênăcứu 5

4.1 Đ iăt ợngănghiênăcứu 5

4.2.ăăPh măviănghiênăcứu 5

5 Ph ơngăphápănghiênăcứu 6

PH N B: N I DUNG 7

CH NG 1: T NG QUAN 8

1.1.ăT ngăquanăchungăv ălĩnhăv cănghiênăcứu,ătìnhăhìnhănghiênăcứu trong và ngoài n c 8

1.1.1.ăT ngăquanăchungăv ălĩnhăv cănghiênăcứu 8

1.1.1.1.ăT ngăquanăv ăcôngănghệănano 8

1.1.1.2 T ngăquanăv ăcôngănghệăinăphun 14

1.1.2 Tình hình nghiênăcứuătrongăvàăngoàiăn c 17

1.1.2.1.ăTìnhăhìnhănghiênăcứuăngoàiăn c 17

1.1.2.2.ăTìnhăhìnhănghiênăcứuătrong n c 18

CH NG 2: C S Lụ THUY T 19

2.1.ăKháiăquátăv ăb c 19

2.1.1.ăCấuătrúcăm ngătinhăth ăb c: 19

2.1.2.ăGi iăthiệuăv ăh tănanoăb c 19

2.1.3 Tính chất v t lý: 20

2.1.4 Tính chất hóa học: 21

2.2.ăCácălo iăph ơngăphápăch ăt oăh tănanoăb c 21

2.2.1.ăPh ơngăphápăch ăt oăh tănanoăkimălo i 21

2.2.1.1.ăPh ơngăphápătừăd iălênă(bottum-up) 21

2.2.1.2.ăPh ơngăphápătừătrênăxu ng(top-down) 21

2.2.2.ăPh ơngăphápăch ăt oăh tănanoăb c 22

2.2.2.1.ăPh ơngăphápăkhửăhóa 22

2.2.2.2ăPh ơngăphápăsol-gel 24

2.2.2.3.ăPh ơngăphápăĕnămònălaser 24

2.4.ăCơăch ă năđ nhăh t 24

2.4.1ăD ngă năđ nhătĩnhăđiện 25

2.4.2ăD ngă năđ nhăkhôngăgian 25

2.5ăε tăs ăph ơngăphápăth cănghiệmădùngăđ ăkh oăsátătínhăchấtăc a h tănanoăb c 26

2.5.1.ăSơăl ợc v ăquangăph 26

2.5.1.1.ăăS ăt ơngătácăgi aăv tăchấtăvàăbứcăx ăđiệnătừ 27

2.5.1.2ăăĐ nhălu tăδambertăậ Beer 29

2.5.1.3ăPh 30

2.5.1.4ăĐ ngăcongăhấpăth ăvàăđ ăphânăgi i 30

2.5.2ăPh ơngăphápăph h ng ngo i ( IR ) 32

2.5.2.1ăCácănguyênălỦăcơăb n c a ph h ng ngo i 32

2.5.3ăPh ơngăphápăph tử ngo i kh ki n ( UV-Vis) 33

2.5.3.1 Cơăs lý thuy t 33

2.5.3.2 Ph ơngăphápăphânătíchăph tử ngo i ậ kh ki n 35

2.5.4 Ph ơngăphápăkínhăhi năviăđiện tử truy n qua (TEM) 36

CH NG 3: TH C NGHI M 37

3.1ăCácăvấnăđ ăcầnăgi iăquy t 37

3.2 Các ph ơngăphápăgi iăquy tăvấnăđ 37

3.2.1ăHóaăchất,ăd ngăc ăvàăthi tăb ăphânătíchăm u 38

3.2.1.1.ăHóaăchất 38

3.2.1.2.ăD ngăc 38

3.2.1.3 Thi t b phân tích 41

3.2.2 Th căhiện 48

CH NG 4: K T QU VĨ TH O LU N 55

4.1 Các k t qu đ tăđ ợc 55

4.1.1 nhăh ngăc aăPH 55

4.1.2ă nhăh ngăgi aăt ălệăth ătíchăchấtăkhửăTEA 56

4.1.3ă nhăh ngăgi aăt ălệăth ătíchăc aă[GδUCO] 57

4.1.4 nhăh ngăn ngăđ ă[glucose] 60

4.1.5.ă nhăh ngăc aăt ălệ th ătíchămu iăb c 63

4.1.6 nhăh ngăc aădungămôi 65

4.1.7 Thayăđ iăchấtăkhửăTEAăbằngăchấtăkhửăNaBH4 67

CH NG 5: K T LU N VĨ H NG PHỄT TRI N 73

5.1.ăK TăδU N 73

5.2.ăH NGăPHÁTăTRI NăC AăĐ ăTÀI 74

TĨI LI U THAM KH O 75

DANH SỄCH CỄC CH VI T T T

ĐHQG TP.HCM : Đ iăHọcăQu căGiaăThànhăPh ăH ăChíăεinh.ăăă

IR : Infrared spectroscopy - Ph ăh ngăngo iădùngăđ ăxácăđ nhăcấuătrúcă

phânătửăc aăphânătửăchấtănghiênăcứuă

TEM : Transmission Electron Microscope - Kínhăhi năviăđiệnătử truy nă

qua

UV-Vis : Ultraviolet-Visible spectroscopy - Ph ơngăphápăxácăđ nhăph hấpă

thu ánhăsángăc aăv tăliệuătrongăvùngăc cătímăvàăkh ăki n

SEM : Scanning Electron Microscope ậ Kínhăhi năviăđiệnătửăquét

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình a Quy trìnhăinăphună(bênăph i)ăsoăv iăquyă trìnhăchuẩnăch ăt oăviălinhkiệnă

(bên trái) 3

Hinh 1.1 Phân b ăkíchăth ơcăc aăcácăđ iăt ợngăkhácănhau 12

Hình 2.1 Cấuătrúcăl păph ơngătâmăm t 19

Hình 2.2 Ph ơngăphápăch ăt oăh tănanoăkimălo i 22

Hình 2.3 S ăhìnhăthànhăh tănanoăkimălo iăbằngăcáchăkhửămu iăkimălo i 23

Hình 2.4 Cácămôăhìnhă năđ nhăhệăh t 26

Hình 2.5 Cácătr ngătháiăkíchăthíchăphânătử 29

Hình 2.6 Bi uăđ ăth ăhiệnăm iăliênăquanăgi aăcácămứcănĕngăl ợng 34

Hình 2.7 S ăphânăb ăcácămứcănĕngăl ợngăc aăcácăobitalăphânătử 35

Hình 3.1 CânăđiệnătửăTE214Să(Sartorius) 39

Hình 3.2 εáyăkhuấyătừă 39

Hình 3.3 εáyăđoăpHă(CyberScanăpHă510ăεeterăậ EUTECH) 39

Hình 3.4 Máy quay ly tâm (High speed centrifuge ậ Rotina 38 ậ Hettick) 40

Hình 3.5 Quyătrìnhălyătâmăt oăh tănanoăb c 40

Hình 3.6 εáyăđoăph ăIR 41

Hình 3.7 Quyătrìnhăt oăm uăKBr 42

Hình 3.8 Quyătrìnhăđoăm uătrênămáyăIRăTensorăTεă37 43

Hình 3.9 Máy đoăph ăUV-Vis 43

Hình 3.10 QuyătrìnhăđoămáyăUV-Vis Cary 100 44

Hình 3.11 Máy JEM 1400 45

Hình 3.12 Sơăđ ăcấuăt oămáyăTEε 46

Hình 3.13 Kínhăhi năviăđiệnătửăquét(ăSEε),ăJeolă6480ăδV 47

Hình 3.14 Quyătrìnhăth căhiệnăt oădungăd chănanoăb cădùngăchấtăb oăvệăGlucose 48

Hình 3.15 Quá trìnhăbi năđ iămàuăădùngăchấtăb oăvệăglucoăch ăt oăh tănanoăb c 49 Hình 3.16 Quyătrìnhăth căhiệnăt oădungăd chănanoăb cădùngăchấtăb oăvệăGlucose 53

Hình 3.17 Quyătrìnhăch ăt oăh tănanoăb căbằngăchấtăkhửăNaBH4 54

Hình 4.1 Đ ăpHăc aă4ăm uăthayăđ iătừă6-12 55

Hình 4.2 Quangăph ăhấpăth ăUV-visăcácăm uăthayăđ iăt ălệăth ătíchăTEA 56

Hình 4.3 ε uădungăd chănanoăb cătheoătên 57

Hình 4.4 nhăTEεăc aăm uăđ ợcătĕngăt ălệăth ătíchăglucoseăε4 58

Hình 4.5 Quangăph ăhấpăth ăUV-visătheoăm u 58

Hình 4.6 Quangăph ăhấpăth ăUV-visăm uăcó[Glucose]=20mεăsauă1ăngàyăvàăăăsauă 15ăngàyăch ăt o 60

Hình 4.7 nhăTEεăc aăm uă[Glucose]=20mε 61

Hình 4.8 Quangăph ăhấpăth ăUV-vis m u[Glucose]=25mεăv[Glucose]=30mM 62

Hình 4.9 nhăTEεăc aăm uăM6 63

Hình 4.10 Quangăph ăhấpăth ăUV-visăm uăε6ăsauă1ăngàyăvàăsauă31ăngàyăch ăt o 64

Hình 4.11 nhăsemăc aăm uăε6 65

Hình 4.12 Kíchăth căh tăc aăm uăε7ăvàăm uăε6 66

Hình 4.13 Ph ăhấpăth ăUV-VISăm uăε8 68

Hình 4.14 Kíchăth căh tăm uăε8 68

Hình 4.15 Quangăph ăhấpăth ăε uăε9 70

Hình 4.16 Kíchăth căh tăm uăε9 71

Hình 4.17 nhăTEεăε uăε9 71

DANH SỄCH CỄC B NG

B ng 1.1 : Đ ădàiăt iăh năc aăm tăs ătínhăchấtăc aăv tăliệu 10

B ng 1.2 : S ănguyênătửăvàănĕngăl ợngăb ăm tăc aăh tănanoăhìnhăcầu 13

B ng 2.1 : S ănguyênătửăb cătrongăm tăđơnăv ăth ătích. 20

PH N A : GI I THI U

N I DUNG

1 TệNH C P THI T C A Đ TĨI

2 ụ NGHƾA KHOA H C VĨ TH C TI N C A Đ TĨI

3 M C TIểU NGHIểN C U C A Đ TĨI

4 Đ I T NG VĨ PH M VI NGHIểN C U

5 PH NG PHỄP NGHIểN C U

1 LỦ do ch n đ tƠi

Hiệnănay,ăcôngănghệăinăphunăđang đ ợcăs ăquanătâmănhi uăb iănh ngă uăđi mă

c a nó nh :ăkh ănĕngăđ nhădangănhanh,ăchínhăxác,ăinătr căti pătrênănhi uălo iăđ ăkhácănhau.ăĐ căbiệtăứngăd ngănhi uătrongăngànhăđiệnătửănhằmăch ăt oăcácălinhăkiệnăđiệnătử,ălinhăkiệnăviăhệăth ngăvàăviălinhăkiệnăch ăđ ng.ăε tăvàiăứngăd ngăhiệnănàyă

c aăcôngănghệăinăphunălàădùngătrongăinăb oăm t,ăinănhưnăb oăvệăch ngăhàngănhái

Côngănghệăinăphună(Inkjetăprinting)ălàăm tăk ăthu tătânăti năchoăphépăsửăd ngămáyăinăvĕnăphòngăđ ăinăcácăvĕnăb n,ăhìnhă nhătrênăchấtăliệuăgiấyăvàăcácăchấtăliệuăkhác.ăK ăthu tănàyăcóă uăđi măl nănhấtălàă ăkh ănĕngăph ămàngăkhôngăcầnăm tăn ă(maskless).ăε tămáyătínhăs ăđi uăkhi năinătừngăchấmăm tăd aătrênăhìnhă nhăđưăthi tă

k ă(Hình a),ăb oăđ mănhanhăchóngăvàăgi măgiáăthành.ăĐâyălàăm tălỦădoăquanătrọng

khi năchoăph ơngăphápăinăphunăcóăth ăứngăd ngătrongăphòngăthíănghiệmăđ ăph ăcácă

lo iăv tăliệuăc măquang,ăđ căbiệtălàăv tăliệuăbánăd nă(polymeăho căvôăcơ)ămàăđ ătinhăkhi tă nhăh ngărấtăl năđ năchấtăl ợng

ε tătháchăthứcăchínhăkhiăứngăd ngăquyătrìnhăinăphunăvàoăs năxuấtătr căti păcácăthànhăphầnăđiện tử làăch ăt oăm căin v iăcácătínhăchấtăhóaălỦăthíchăhợp.ăThànhăphầnăc aăm căđóngăvaiătròăthenăch tăb iăvìănóăquy tăđ nhăkh ănĕngăphunăm c,ătínhăbámădínhătrênăm tăđ ,ăvàăđ ăphânăgi iăđ ngăvàăbiênăd ng,ăcơăch ăc aăs ăt oăthànhătínhăd năđiện.ăĐ ăth aămưnăcácăm căđíchăkhácănhauăc aăcôngănghệăinăphun,ăm căină

ph iăchứaăcácăti năchấtăvàădungămôiăthíchăhợp

ảình a quy trình in phun (bên ph i) so với quy trình chu n chế t o vi linh kiện

(bên trái)

ε căinălà vấnăđ ăc tăy uăkhiăchúngătaăsử d ng côngănghệăinăphun.ăCácănghiênăcứuăđưăcôngănh năr ngărưiărằngăhầuăh tăcácăh năch ăvàălỗiăs năphẩmăđ uăliênăquană

đ nădungăd chăm c in.ăNóăph iăđápăứngăcácăđi uăkiệnăliênăquanăđ năquáătrìnhăphună

m c,ăbaoăg mănh ngăvấnăđ ăthấm tăbênătrongăđầuăin,ăđ ănh tăth ngăgi iăh nătrongăph măviătừă8 đ nă15 cP,ăápăsuấtăhơiăthấp.ăNh ngăđi uănàyăkhôngănênălàmăthayă

đ iăchứcănĕngăc aăm c in.ăTrongăth căt ,ăb năchấtăm călàăchấtămangăcácăphânătửă

ho căđámăphânătửăt oăcácăchứcănĕngăcầnăcóăc aăl păin.ăTaăcóăth ăthấyărõăm căinătrongăđ ăhọaămangăchấtămàuăv iăchấtăb oăvệăch ngăl iăánhăsángăhayănh ngăphânătửăgiúpăki măsoátăs ălanătruy nătrênăm t.ăĐ iăv iăcácălo iăm căd năđiệnăthíchăhợpăchoă

ch ăt oăcácăm chăviăcơăđiệnătử,ăcácăh tănanoăđ ợcămangăb iăm c t oăthànhăl păcu iăcùngăcầnăđ căsauăkhiăbayăhơiădungămôi δ pănàyăs ăcầnăph iătr iăquaăm tăquáătrìnhănungăk tăkh iăđ ăđ ợcăhợpănhấtăthànhăm tămàngăliênăt c.ăĐ ăđi uănàyăx yăra,ăcácăphânătửăh uăcơăđ ợcă thêmăvàoă m c in đ ă năđ nhăcácăh tă nanoătrongădungăd ch khôngănênăhìnhăthànhăm tăl păquáăb năv ng.ăCácăphânătửănàyăs ăph iăđ ợcălo iăb ă

trongălúcăsấyăkhôă ănhiệtăđ ăthấp.ăĐi uănàyălàăcầnăthi tăđ ăcácăh tănanoăd năđiệnăliênă

k tăv iănhau.ăVìăv y,ăm tăcôngăthứcăm căinălàăchìaăkhóaăđ ăch ăt oăthànhăcôngăcác màng d năđiệnăbằngăph ơngăpháp in phun

Chínhăb iănh ngălỦădoăđóămàăchúngătôiăchọnăđ ătàiănghênăcứuăt ngăhợpăh tănanoăb căđ ăh ngăđ năứngăd ngătrongăm căinăphunăvàăchúngătôiăcầnătimăraăquyătrìnhăt ngăhợpăh tănanoăb căcàngănh ăcàngăt tăv iănh ngălỦădoăsau:ăgi m nhiệtăđ ănóngăch yăc aăh tănanoăb căđ ăứngăd ngăinătrênănhi uălo iăđ ăkhácănhauăvàăkíchă

th căh tănanoăb căcàngănh ăs ălàmăgi mătắtăngh năcácăđầuăphunătrênămáyăinăphun

2 ụ nghƿa khoa h c vƠ th c ti n c a đ tƠi

Nghiênăcứuăh tăkimălo iăcóăkíchăth cănano métăcóăỦănghĩaăc ăv ălỦăthuy tăl nă

th cătiễn,ăđưăvàăđangăthuăhútăs ăquanătâmăchúăỦăc aănhi uănhàănghiênăcứu.ăĐ căbiệt,ănghiênăcứuăh tănanoăb căđ ăch ăt oăm căinăđangălàăxuăh ngăm iăđ ợcănhi uănhàănghiênăcứuăquanătâm.ăVìăv y,ăm căđíchăchínhăc aălu năvĕnălàănghiênăcứuăch ăt oă

h tănanoăb căcóăkíchăth cănanoămétăvàăkhôngăăb ăăk tăt ăă

2.1 ụ nghƿa khoa h c

- Nghiênăcứuăt ngăhợpăh tănanoăb căcóăkíchăth cănm

- Nh ăđưăbi t,ăcácăh tăkíchăcỡănanoăđ ợcăkh ngăch ăb iăhaiăcơăch :ăhìnhăthànhă

h tănhânăvàăphátătri n.ăε căđíchăc aăviệcăch ăt oăh tănanoăb călàăgi ăcácăh tă ăkíchăcỡănh ,ăkhôngăb ăk tăt ăvàătránhăchoăh tăb căkhôngăb ăoxiăhóa.ăQuáătrìnhănàyăđ ợcă

th căhiệnăd aăvàoăviệcăđi uăch nhăthànhăphầnădungăd chăph năứng,ăn ngăđ ăcácăchấtăthamăgiaăph năứng,ăt căđ ăkhuấy,ălọcătáchădungăd ch,ăth iăgianăph năứng….ăđ ợcăsửă

d ngătrongăquáătrìnhăth căhiệnăđ ătài

2.2 Th c ti n c a đ tƠi

- Nghiênăcứuăt ngăhợpăh tănanoăb căh ngăđ năứngăd ngăch ăt oăm căinăphun

- T ngăhợp h tănanoăb căcóăkíchăth căphùăhợpăv iăđầuăphunăc aămáy in phun Dimatix MaterialsăPrinterăDεPăseriesă2100ăhiệnăcóă phòngăthíănghiệmăcôngănghệănanoăthu căđ iăhọcăQu căgiaăthànhăph ăH ăChíăεinh

- T ngăhợpăh tănanoăb că ănhi uăkíchăth c khác nhau nhằmăứngăd ngătrongă

m căinăđ ăinătrênănhi uălo iăđ

3 M c tiêu nghiên c u c a đ tƠi

Chúngătôiănghiênăcứuătìmăhi uătàiăliệuăliênăquanăvàăt ngăhợpăl iăđ ăxuấtăm tăquyătrìnhăt ngăhợpăh tănanoăb căcóăkíchăth căkho ngă20nmăđ nă80nmăđ ălàmăthíănghiệm.ăSauăđóăchúngătôiăđánhăgiá,ăphânătíchăvàăt ngăhợpăk tăqu ăđ tăđ ợcătheoăyêuăcầu đ tăra

Ti pătheoăchúngătôiăti păt căc iăti nătheoăquyătrìnhăc

4 Đ i t ng vƠ ph m vi nghiên c u

4.1 Đ i t ng nghiên c u

- Đ iăt ợngănghiênăcứu:ăh tăb căcóăkíchăth cănm

4.2 Ph m vi nghiên c u

- Nghiênăcứuăcơăs ălỦăthuy tăv ăviệcăch ăt oăh tănanoăb c

- Nghiênăcứuăcácăđ căđi m,ătínhăchấtăc aăb c

- Ti năhànhăthíănghiệmăch ăt oăh tănanoăb căv iăm căđíchăgi ăcácăh tă ăkíchăcỡănh ,ăkhôngăb ăk tăt ăvàătránhăchoăh tănanoăb căb ăoxiăhóaătrongămôiătr ngăkhíăítănhấtă30ăngày

- Phânătíchăcácătínhăchấtăc aăh tănanoăb căbằngăcácăph ơngăphápăđo:ăUV-Vis, TEε,ăSEε,ăFTIR…

- Ch ăt oăh tăb căcóăkíchăth cănmădùngăchoăviệcăt ngăhợpăm căin

5 Ph ng pháp nghiên c u

1 Nghiênăcứuătàiăliệu - δàmărõăvấnăđ ănghiênăcứu

- Có cơăs ălỦăthuy tăđ ăch ăt oăh tănanoăb c

2 Thíănghiệm,ăphânătíchă

vàăl uăgi ăm u

- Sửăd ngăcácăthi tăb ,ă d ngăc ăt iăPhòngă ThíăNghiệmă Côngă Nghệă Nanoă ậ ĐHQGă TP.HCεă đ ălàmăthíănghiệm,ăphânătíchăm uăvàătheoădõiăm u

- Traoăđ iăv iănhómănghiênăcứu

- Thamăkh oăỦăki năGVHD

3 T ngăk tăvàăđánhăgiá

- Thuăth păcácăk tăqu ăthíănghiệm

- Đánhăgiá,ăphânătíchăk tăqu ăthíănghiệm

- Ti năhànhăvi tălu năvĕn

Ch ng 1:

T NG QUAN

1 1 T ng quan chung v lƿnh v c nghiên c u, tình hình nghiên c u trong vƠ ngoƠi n c

1 1.1 T ng quan chung v lƿnh v c nghiên c u

1.1.1.1 Tổng quan về công nghệ nano

 Khái ni ệm và nguồn gốc c a công nghệ nano

Côngănghệănanoălàăngành côngănghệ liênăquanăđ năviệcăthi tăk ,ăphânătích,ă

ch ăt oăvàăứngăd ngăcácăcấuătrúc,ăthi tăb ăvàăhệăth ngăbằngăviệcăđi uăkhi năhìnhădáng, kíchăth cătrênăquyămô nanômét (nm, 1 nm = 10-9m).ă ăkíchăth cănano,ăv tăliệuăs ăcóănh ngătínhănĕngăđ căbiệtămàăv tăliệuăkh iăkhôngăcóăđ ợcăđóălàădoăs ăthuă

nh ăkíchăth căvàăviệcătĕngădiệnătíchăm tăngoài

ụăt ngăcơăb năv ăcôngănghệănanoăđ ợcăđ aăraăb iănhàăv tălỦăhọcăng iăε ăRichardăFeynmanăvàoănĕmă1959,ăôngăchoărằngăkhoaăhọcăđưăđiăvàoăchi uăsâuăc aăcấuătrúcăv tăchấtăđ nătừngăphânătử,ănguyênătửăvàoăsâuăhơnăn a.ăNh ngăthu tăng ă

“côngănghệănano”ăm iăbắtăđầuăđ ợcăsửăd ngăvàoănĕmă1974ădoăNarioăTaniguchiăm tănhàănghiênăcứuăt iătr ngăđ iăhọcăTokyoăsửăd ngăđ ăđ ăc păkh ănĕngăch ăt oăcấuătrúcăviăhìnhăc aăm chăviăđiệnătử

Cơ sở khoa học c a công nghệ nano

Côngănghệănanoăd aătrênănh ngăcơăs ăkhoaăhọcăch ăy uăsau:

- Chuy n ti p từ tính ch t c đi n đ n tính ch t l ng t : Đ iăv iăv tăliệuă

vĩămôăg mărấtănhi uănguyênătử, các hiệuăứngăl ợngătử đ ợcătrungăbìnhăhóaăv iărấtănhi uănguyênătửă(1ăµm3 cóăkho ngă1012ănguyênătử).ăNh ngăcácăcấuătrúcănanoăcóăítănguyênătửăhơnăthìăcácătínhăchấtăl ợngătử th ăhiệnărõăràngăhơn.ă

- Hi u ng b m t: Khiăv tăliệuăcóăkíchăth cănm,ăcácăs ănguyênătửănằmătrênă

b ăm tăs ăchi măt ălệăđángăk ăsoăv iăt ngăs ănguyênătử.ăChínhăvìăv yăcácăhiệuăứngă

cóăliênăquanăđ năb ăm t,ăgọiătắtălàăhiệuăứngăb ăm tăs ătr ănênăquanătrọngălàmăchoătínhăchấtăc aăv tăliệuăcóăkíchăth cănanometăkhácăbiệtăsoăv iăv tăliệuă ăd ngăkh i

- Khi v t liệuăcóăkíchăth c nh thì t s gi a s nguyên tử trên b m t và t ng

s nguyên tử c a v t liệuătĕngălên Ví d , xét v t liệu t o thành từ các h t nano hình

cầu N u gọi ns là s nguyên tử nằm trên b m t, n là t ng s nguyên tử thì ta có s nguyên tử nằm trên b m t h t nano là: ns = 4n2/3 T s gi a s nguyên tử trên b

m t và t ng s nguyên tử s là: f = ns/n = 4/n1/3 = 4r0/r,ătrongăđóăr0 là bán kính c a nguyên tử và r là bán kính c a h t nano F và r là t lệ ngh ch,ănh ăv y n u kích

th c c a v t liệu gi m (r gi m) thì t s fătĕngălên.ăDoănguyênătử trên b m t có nhi u tính chất khác biệt so v i tính chất c a các nguyên tử bên trong lòng v t

liệuănênăkhiăkíchăth c v t liệu gi măđiăthìăl ợng nguyên tử t p trung trên b m t

h t nano s nhi uăhơn,ăhayăcònăgọi là hiệu ứng b m tătĕngălênădoăt s fătĕng.ăKhiăkíchăth c c a v t liệu gi măđ n nm thì giá tr fănàyătĕngălênăđángăk S thayăđ i

v tính chấtăcóăliênăquanăđ n hiệu ứng b m tăkhôngăcóătínhăđ t bi n theo s thay

đ i v kíchăth c vì f t lệ ngh ch v i r theo m t hàm liên t c Chúng ta cầnăl uăỦă

đ căđi m này trong nghiên cứu và ứng d ngăđ đ tăđ ợcăkíchăth c và tính chất theo yêu cầu cần thi t Hiệu ứng b m t luôn có tác d ng v i tất c các giá tr c a kíchăth c, h t càng bé thì hiệu ứng càng l năvàăng ợc l i đâyăkhôngăcóăgi i h n nào c , ngay c v t liệu kh i truy n th ngăcũngăcóăhiệu ứng b m t, hiệu ứng này

nh th ng b b qua Vì v y, việc ứng d ng hiệu ứng b m t c a v t liệu nano

th ng rất dễ nh n bi t

- B ngă1ăchoăbi tăm tăs ăgiáătr ăđi năhìnhăc aăh tănanoăhìnhăcầu.ăV iăm tăh tănanoăcóăđ ngăkínhă5ănmăthìăs ănguyênătửămàăh tăđóăchứaălàă4.000ănguyênătử,ătíăs ă

f là 40 %

- Kích th c t i h n: Cácătínhăchấtăv tălỦ, hóaăhọc c aăcácăv tăliệuăđ uăcóă

m tăgi iăh năv ăkíchăth c.ăN uăkíchăth căc aăv tăliệuămàănh ăhơnăkíchăth căt iă

h năthìătínhăchấtăc aănóăhoànătoànăb ăthayăđ i.ăNg iătaăgọiăđóălàăkíchăth căt iăh n.ă

V tăliệuănanoăcóătínhăchấtăđ căbiệtălàădoăkíchăth căc aănóăcóăth ăsoăsánhăđ ợcăv iă

B ng 1.1: Độ dài tới h n c a một số tính chất c a vật liệu

(nm)

Quưngăđ ngăt ădoătrungăbình khôngăđànă

h i

1-100

Khoaăhọcăvàăcôngănghệănanoălàăm tătrongănh ngăthu tăng ăđ ợcăsửăd ngăr ngărãi nhấtătrongăkhoaăhọcăv tăliệuăngàyănayălàădoăđ iăt ợngăc aăchúngălàăv tăliệuănanoăcóănh ngătínhăchấtăkìăl ăkhácăhẳnăv iăcácătínhăchấtăc aăv tăliệuăkh iămàăng iătaă

nghiênăcứuătr căđó

ε tătrongănh ngătínhăchấtăđóălàămàuăsắcăc aăh tănanoăph ăthu cărấtănhi uăvàoăkíchă

th căvàăhìnhăd ngăc aăchúng

Cácăh tănanoăđ ợcăbi tăđ nătừăkháăs mănh ăh tăvàng,ăb cătrênăcácăđ ătrangătríă

c ăChoăđ năngàyănay,ănhi uălo iăh tănanoăkhácăcũngăđưăvàăđangăđ ợcănghiênăcứu,ă

ch ăt oăph căv ăchoănhi uă m căđíchă khácănhauănh ăcácăh tăCu,ăPt,ăTiO2,ăSiO2,ăZnO ăV iăkíchăth cănh ăd iă100ănm,ăđ ăb n,ăđ ăphânătánăt tătrongămôiătr ngăvàăcácăđ cătr ngănh ăquang,ăđiện,ătừăvàăxúcătác,ăcácăh tănanoăcóăth ăthâmănh păvàoătrongăcácăhệăth ngăviămôăgiúpătaăcóăth ăti păc n,ătheoădấuăchúngăm tăcáchăt tănhất

Trongăvàiănĕmăqua,ăs ăt ngăhợpăc aăcácăh tănanoăb căđưăthuăhútănhi uăchúăỦăvìă

ti mănĕngătoăl nătrongălĩnhăv căch ăt oăm căinăvàăcácănhuăcầuăkhácăc aăđ iăs ngăxã

h iănh ătrongălĩnhăv căyăhọc,ăcôngănghệăthôngătin,ăđiệnătử….ă.ăGầnăđây,ăđưăcóăm tăvàiăcácăbáoăcáoăchứngăminhărằngăcácăh tănanoăb căch ngăđ ợcăoxyăhóaătrongăđi uăkiệnămôiătr ngăxungăquanhărấtăt t,ăn uăchúngăđ ợcăbọcăb iăm tăl păb oăvệăthíchăhợpăđưăm ăraănh ngăh ngăđiăm iătrongăngànhăđiệnătử

Hình 1.1 : ẫhân bố kích thước c a các đối tượng khác nhau

Việcăsửăd ngăcácăh tănanoăb cătrongăinăấnăbằngăcôngănghệăinăphunăđ ợcăbi tă

đ nătrongănhi uănĕmăqua.ăTuyănhiên,ădoăchiăphíărấtăcaoăc aăb căvìăv yăgi iăh năápă

d ngătrongăcôngănghiệpăcònăh năch ăH tănanoăđ ngăgiáărẻăhơnăsoăv iăh tănanoăb căvàăcóăđ ăd năđiệnăcaoă(ítăhơnă6%ăsoăv iăAg),ănh ngădoătínhăkhôngă năđ nhăc aăh tănanoăđ ngăvàăm tănh ợcăđi măn aăc aăđ ngălàăb ăoxiăhóaăngoàiăkhôngăkhí,ăkhiăb ăoxi hóa thìăđ ngăkhôngăd năđ ợcăđiện.ăChínhănh ngănh ợcăđi mănh ăv yăc aăđ ngănênăb căv năchi mă uăth ăhơn.ă

Các đặc trưng c a h t nano kim lo i

Khiăkíchăth căgi măt iăcỡănanométăthìătínhăchấtăc aăv tăliệuăcũngăthayăđ iătheoăvàăxuấtăhiệnănhi uăhiệuăứngăm iăl ănh :ăhiệuăứngăkíchăth c,ăhiệuăứngăb ăm tăvàăhiệuăứngăgiamăgi ăl ợngătử

- Hiệuăứngăkíchăth c:ăĐâyălàăm tăkhíaăc nhăđ căbiệtăvàăl ăth ngăc aăv tăliệuănano.ăHiệuăứngănàyăđ ợcăxácăđ nhăb iăs ăphátătri năđ căbiệtăv ăkíchăth căc aăcácăđ cătr ngăcấuătrúc,ănhiệtăđ ng,ăđiệnătử,ăph ăhọc,ăđiệnătừăvàăhóaăhọcăc aăcácăhệă

th ngăh uăh năv iăs ăthayăđ iăkíchăth c.ăTínhăchấtăv tăliệuăph ăthu căvàoăki uăchuy năđ ngăc aăđiệnătửăvàăkhôngăgianăhiệuăd ngăc aăchúng.ăN uăkíchăth căv tălỦă

c aăv tăliệuăb ăgi m xu ngămứcănanométăthìăcácătínhăchấtăc aăchúngăs ăthayăđ i,ătr ănênănh yăv iăkíchăth căvàăhìnhăd ng.ăε tătínhăchấtădễănh năthấyăv iăhiệuăứngănàyălàăs ăthayăđ iămàuăsắcăc aăv tăliệuăkhiăgi măkíchăth c,ăvíăd ănh ăvàngăkh iăcóămàuăvàng óng ánh còn vàng nano cóămàuăđ ăt ơiăho căđ m

- Hiệuăứngăgiamăgi ăl ợngătử:ăTrongăcácăcấuătrúcătinhăth ănano,ăkíchăth căv tăliệuăcóăth ăxemănh ăb căsóngăDeăBroglie,ăcácămứcănĕngăl ợngăkhôngăliênăt cănh ă

v iăv tăliệuăkh iămàălàăgiánăđo nă(m tăđ ătr ngătháiălàăh uăh n)ădoăs ăgiamăgi ăđiệnătửăc aăcácăh tănanoăkimălo i.ăHiệnăt ợngănàyăđ ợcăgọiălàăgiamăgi ăl ợngătửăvàăcácănanoătinhăth ăđ ợcăxemălàăcácăchấmăl ợngătửăhayăgi ngăl ợngătử

- Hiệuăứngăb ăm t:ătinhăth ănanoăkimălo iăcóăt ălệăs ănguyênătửăb ăm t/th ătíchăcấuătrúcănanoăcaoăvàăs ănguyênătửătrênăb ăm tăl n.ăDoăđó,ăcácătínhăchấtăb ăm tăcóă

th ă nhăh ngăl năđ năđápăứngăc aăv tăliệu.ăDiệnătíchăb ăm tăl năd năđ năkh ănĕngăxúcătácăvàăđ ăph năứngăcaoănênărấtăthíchăhợpăchoăvaiătròăxúcătác.ăTuyănhiên,ăhiệuăứngănàyăcũngăgâyăraăhiệnăt ợngăt ăđámăc aăcácăthànhăphầnănh ă(doăt ơngătácăb ă

m tăgi aăcácăthànhăphầnăv iănhauăl n)ălàmă nhăh ngăl năđ nătínhăchấtăc aăv tăliệu.ă

S ăbấtăđ ngănhất,ăc căb ăs ăd năđ năđápăứngăkhácănhauăv ăcácătínhăchấtăhóa,ălỦăc aă

v tăliệu.ăDoăv y,ăsongăhànhăv iăcácăđ cătr ngăm iăl ătaăcũngăph iăkhắcăph căcácă

nh ợcăđi mămàăkíchăth cănanométăđemăl iăđ ăv tăliệuănanoăcóăth ăphátăhuyăh tăcácă

đi măm nhăc aănó

B ngă1.2:ăS ănguyênătửăvàănĕngăl ợngăb ăm tăc aăh tănanoăhìnhăcầu

Bênăc chăcácăđ cătr ngăv ăkíchăth căvàăhìnhăd ng,ăm tălo tăcácătínhăchấtăm iă

đ ợcăb căl ăĐ ăb năcơăhọc,ăđ ăd năđiện,ăd nănhiệt,ăkh ănĕngăxúcătác,ăcóăth ătĕngălênăgấpănhi uălần.ăĐ căbiệtălàăkh ănĕngăxâmănh păvàoăcácăhệăth ngăcóăth ăm ăr ngă

ph măviăứngăd ngăc aăcácăh tănano.ăε tăkhác,ăcácăh tănanoăcóăth ăcóăcấuătrúcănh ă

v tăliệuăkh iăho căxắpăx păchúngătheoăcácătr tăt ăcóăđi uăkhi năt oăraăcácătínhăchấtă

m iăho cătĕngăc ngăcácătínhăchấtăs năcóămàă ăcácăv tăliệuăkh iăt ơngăt ăkhôngăth ă

có

1.1.1.2 Tổng quan về công nghệ in phun

Sơ lược về công nghệ in phun

Máy in phun đư tr ăthànhăm t h gia đình thôngăquaăs ăhiệnădiện c aănóă ăkhắpămọiănơi, trên máy tính đ bàn c a ng i tiêu dùng v i chiăphíăthấp, kh ănĕng đángătinăc y, nhanh chóng, thu nătiệnăvà in k ăthu tăs ε c dù côngănghệăphun đư

đ ợcăsửăd ng từănh ngănĕmă1950 trong cácăs năphẩmănh máy ghi bi uăđ d i yăt

do hãng Siemens s năxuất vàăđưăcóănh ng thành công trênăth ătr ng, côngănghệăđưă

đ ợc mã hóa thi t b v iăt căđ ăngàyăcàngăcao từănh ngănĕmă1970, nh ngătácăđ ng mang tính ti mănĕngăc a côngănghệ này đưăđ ợc ứngăd ngătrong côngănghiệp m iă

ch ăđangădần đ ợcăsửăd ng r ngărưi vàăs ăhứaăhẹnăti nănĕngăv ợtătr iătrongăt ơngălai

Nh ngămáyăinăđ ợc sửăd ngăr ngărưi trongăvĕnăphòng, nhà và trongăcácăứngă

d ng côngănghiệpănh in cácălo iăkh giấy khác nhau Choăđ năgầnăđây,ăhầu h t côngănghệăinăphun đ ợcăứngăd ngănhi u trongăứngăd ng đ họa, tứcălà, chuy năđ i inăấn tàiăliệu thôngăth ngăthành inăk ăthu tăs v iănhuăcầuăngàyăcàngăcaoăc aăconă

ng i

Côngănghệăin phun đư phátătri nănhanhăchóng, đaăd ngăvàăứngăd ngăph ăbi n đ inătàiăliệu v iănhi u chứcănĕng khácănhau,ănhi uălĩnhăv c,ăchẳngăh nănh m căd năđiện,ăđi tăphát sáng (LED) và th măchíăinăcấuătrúcă3ăchi u(3D)[10]

Công nghệ c a máy in phun

- Cóă nhi uă côngă nghệă ină phună khácă nhauă nh ngă ph ă bi nă nhấtă làă côngă nghệă

"dropăonădemand"ă(phunătheoăyêuăcầu).ăCôngănghệănàyăho tăđ ngăbằngăcáchăphună

cácăgiọtăm cănh ă(smallădroplet)ălênăgiấyăquaăcácălỗăc cănh ă(tinyănozzle):ăgi ngă

nh ăb tă/tắtăm tă ngăphunăn că5000ălần/giây.ăδ ợngăm căđ ợcăphunăraătrênăgiấyă

đ ợcăxácăđ nhăb iăch ơngătrìnhăđi uăkhi nă(driverăsoftware).ăCh ơngătrìnhănàyăs ăquy tăđ nhăxemăđ năl ợtăcácălỗăkimănàoăs ăbắnăcácăgiọtăm căvàăkhiănàoăthìăcầnăthi t

- Côngă nghệă "thermală dropă onă demand"ă (phună giọtă m că bằngă nhiệtă theoă yêuăcầu)ălàăcôngănghệăđ ợcăsửăd ngărấtăph ăbi năđ ợcăHP,ăCanonăvàăm tăs ăhưngăkhácăsửăd ng.ăCácăgiọtăm cănh ă(dropletăofăink)ă"b ăbu c"ăph iăbắnăraăquaăcácălỗăkimă(nozzle)ăbằngăcáchăđ tănóngăm tăđiệnătr ,ăđiệnătr ănàyăkhiănóngălênăs ăgâyăm tăbọtăkhíăl nădầnălênăvàăăphunăra,ăcácăgiọtăm cănh ăvỡăraăvàăhệăth ngătr ăl iătr ngătháiăbanăđầuăc aănó.ăCácăđầuăină"dropăonădemand"("DropăonăDemand"ăPrintheads):ăCóăhaiăcáchăđ ăphunăm cătrongăcôngănghệă"dropăonădemand":

(1)ăPh ơngăphápăsửăd ngănhiệtă(thermalămethod)ăđ ăđ tănóngăm tăđiệnătr ăvàălàmăn ăbọtăkhí

(2)ăPh ơngăphápăápăđiệnă(piezoelectricămethod)ăhấpăth ăđiệnătíchăchoăcácătinhă

Cácălỗăkimăđ ợcăsửăd ngătrongăcácămáyăinăphunănh ănh ăcácăcọngătócăm n,ăv iă

m tăs ămáyăină(đ căbiệtălàăđ iăv iăcácăđ iămáyăx a)ăcóăđầuălỗăkimăđễăb ăkẹtăm c.ăTuyăcácămáyăinăphunăngàyănayăítăg pătr ngăhợpănàyăhơn,ătuyăviệcăm că(l ng)ăb ăđ ătrànăraălàmădơăbẩnămáyăinăv năth nhătho ngăx yăxa.ăε tăvấnăđ ăkhácăv iăcôngănghệă

máyăinăphun,ăđóălàăxuăh ngăm căd ăb ătràoăraăngangăsauăkhiăin,ănh ngăđi uănàyăcũngăđưăvàăđangăđ ợcăc iăti n

 ng dụng h t nano kim lo i trong công nghệ in phun

Côngănghệănanoăđưătr ăthànhăchìaăkhóaăđ ăti năvàoăt ơngălaiăc aăngànhăinănóiăchungăvàăm căinănóiăriêng,ăkhôngăch ă ăchâuăâuămàătấtăc ăcácăn cătrênăth ăgi i.ă

N uăngànhăinăv ơnăraăkh iăcôngănghệăinătruy năth ngăvàăxâmănh păvàoălĩnhăv căđiệnătửăthìăngànhăinăs ăg tăháiănhi uăthànhăcôngăhơnătrongăviệcăsửăd ngăcácăh tănanoăkimălo iătrongăm căin.ă

Hiệnăt i,ăhầuăh tăcácălo iăv tăliệuăsửăd ngăđ ălàmănguyênăv tăliệuăkíchăcỡănanoă

nh :ăvàng,ăcacbon,ăb c,ăsắt,ătitanăoxit,ănhômăoxit,ăxeriăoxit,ăk măoxit,ăsilica,ăsilicon oxit,ăđenđrime,ăđ ngăvàăbaoăg măc ănanoăclayătrongăcôngăthứcăm căinăvàătrángăph ,ă

m cădùăkhôngănhấtăthi tăph iăcóăhiệuăqu ătứcăth i.

Trongănhi uăth păk ,ăcácănhàăs năxuấtăm căđưăvàăđangăsửăd ngăquyătrìnhănghi nă

m căđ ăs năxuấtăcácăh tăpigmentăcỡ nanoăđ ăc iăti năkh ănĕngăgiaăcôngăc aăchúngăvàăchấtăl ợngămàuătrongăcôngăthứcăm c.ăCôngănghệănanoăđ ợcăứngăd ngăvàoătrángă

ph ătruy năth ngăđ ăđ tăđ ợcăcácătínhăchấtănh ăch ngăx căđangăđ ợcăgi iăthiệuăchoăcácălo iătrángăph ătrongăinănh ăcácăvecni.ăε căv iăcácăh tăvàăcấuătrúcănanoăcóă

th ăđ ợcăsửăd ngătrongăhầuăh tăcácăquyătrìnhăin,ăđ căbiệtălàăs ăxuấtăhiệnăc aăprintedăelectronicsă(ăinăm chăđiệnătử)ăứngăd ngăb iănhi uăthi tăb ăin

εáyăinăphunăcóăm tăth ăm nhăđ căbiệtăkhiăsoăsánhăv iăcácămáyăinălaserănh ăcác

đi măhấpăd năchínhălàăkh ănĕngăinămàuăvàăgiáăthànhărẻăc aănó.ăTuyănhiênăvàoăcu iă

nh ngănĕmă1990,ăkhiăgiáăc aămáyăinălaserăvàămáyăinălaserămàuătr ănênăphùăhợpăv iă

ng iătiêuădùngăthìăxuăh ngădùngămáyăinăphunăgi măđi

Riêngă ăviệtănamăchúngătaădoăthuănh pă c aăng iădânăcònăthấpănênăsửăd ngămáyăinăphunăkhôngăph iălàăl aăchọnăphùăhợpăvìăđ ămuaăđ ợcăm tămáyăinăphunăthìădễădàngănh ngăgiáăthànhăm căđ ădùngălàăc ăm tăvấnăđ ăNh ngădoănh ngătínhănĕngă

v ợtătr iăc aănóăđ ợcăứngăd ngătrongălĩnhăv căđiệnăậ cơăđiệnătửănênăm cădùăgiáăthànhăm căcaoănh ngăng iătaăv nămu năc iăti năcôngănghệăinăphunăđ ăđápăứngă

đ ợcănhuăcầuătiêuădùng.ăTừăỦăt ngă“dùngăm căd năđ ăv ăm chăđiện”ăhaiănhàăkhoaă

họcălàăJennifer Lewis và GS Jennifer Bernhardăcùngăcácăc ngăs ăc aămìnhăthu că

đ iăhọcăIllinoisă(ε )ăđưămiêuăt ăcáchămàăhọăcóăth ăt oăraălo iăm căđ căbiệtănàyătừăcácăphânătửănanoăb căv năgi ătr ngătháiăl ngăkhiă ătrongăbútănh ngăkhôăđiăgi ngă

nh ăm căth ngăsauăkhiăđ ợcăvi tăra

Cácăph ơngăphápăs năxuấtăm chăinăđưăđ ợcăápăd ngănh :ăph ơngăphápăĕnămònă(subtractiveă method),ă ph ơngă phápă ghépă (additiveă method),ă quangă khắcă chùmă tiaăđiệnătửă(Electron beam lithography) Tuyănhiên,ănh ợcăđi măcácăph ơngăphápătrênălàăquáătrìnhăch ăt oăt nărấtănhi uăth iăgianăvàăcácăb căcôngănghệăphứcăt p.ăVìăv y,ă

xu h ngăhiệnănayălàătìmăraăcôngănghệăch ăt oăm chăinăm tăcáchănhanhăchóngăvàăhiệuăqu ăđangăđ ợcăs ăquanătâmăchúăỦătrongănh ngănĕmăgầnăđây

Vàăhiệnănay,ăcôngănghệăinăphunăđưătr ănênărấtăthôngăd ngădoănh ngă uăđi măchiăphíăthấp,ăđángătinăc y,ănhanhăchóng,ăthu n lợi,ăkhôngăgâyăôănhiễmămôiătr ng,ăsửăd ngăítăv tăliệu.ăε tămáyătínhăs ăđi uăkhi năinătừngăchấmăm tăd aătrênăhìnhă nhăđưăthi tăk ,ăb oăđ mănhanhăchóngăvàăgi măgiáăthành.ăVìăv yăcôngănghệăinăphunăcóă

ti mănĕngăứngăd ngărấtăl năđ ăt oăm chăviăđiệnătử B călà m tăkimălo i cóămàuă…,ă

có đ ăd năđiện và đ ăd nănhiệt cao, ứngăd ngănh ădâyăd năđiện,ăviăm chăđiệnătử.ăVíă

d ,ătrongăcấuăt oăviăm chăv iăcácătínhănĕngăd năđiệnănh ăđiệnăc c,ăđ ngădâyăd năđiện,ăm chăn i.ăCôngănghệăinăphunăgầnăđâyăđưăđ ợcăứngăd ngăđầyăhứaăhẹnăthayăth ăcácăph ơngăphápătruy năth ngăvàăviệcăt ngăhợpăh tănanoăb căđ ăứngăd ngăvàoăm căinăphunăngàyănayăđưăvàăđangăđ ợcănghiênăcứuăch ăt oăkháăph ăbi n.ăĐâyăcũngălàă

m tăh ngăđangăđ ợcănghiênăcứuăkháăm iămẻăt iăPhòngăThíăNghiệmăCôngăNghệăNanoăĐ iăHọcăQu căGiaăThànhăPh ăH ăChíăεinhănóiăriêngăvàăt iăViệtăNamănóiăchung

1 1.2 Tình hình nghiên c u trong vƠ ngoƠi n c

1 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Ngàyănay,ătrênăth ăgi iăk ăthu tăinăphunăđ ợcăsửăd ngăr ngărưiăv iăcácălo iămáyăinăSOHOă(SmallăOfficeăandăHomeăOffice).ăCôngănghệăinăphunăk tăhợpănhi uănguyênă tắcă đ ă phună raă cácă h tă chấtă l ngă nh ă trênă giấy,ă trênă fim, ă Trongă côngă

hưngăch t oăđầuăinăhiệnănayăcũngăđưăphátătri năngànhăcôngănghệăinăphunănh :ăXaar,ăSpectra,ăSeiko,ăTektronic…

Cácănghiênăcứuăgầnăđâyăv ăch ăt oăm căinăđ uăt pătrungăvàoăcácăkimălo iăquỦă

nh ăvàng,ăb c,….làănh ngăkimălo iăítăb ăoxiăhóaătrongămôiătr ngăkhôngăkhí.ăĐ c biệt,ăb căv iăđ ăd năđiệnăcaoăđưăthuăhútăđ ợcăs ăquanătâmărấtăl nănh ngăgiáăthànhă

c aăm căb căkháăcao.ăTrongăkhiăđóănghiênăcứuătheoăh ngăt ngăhợpănanoăđ ngăl iăkhôngămangăđ năk tăqu ănh ămongăđợi,ădoăđ ngădễăb ăoxiăhóaătrongămôiătr ngăkhôngăkhí,ăm cădù kimălo iăđ ngămangătínhăkinhăt ăhơnăkimălo iăb cănh ngăhiệnăt iă

m căinăphunăbằngăkimălo iăb căv năchi mă uăth ăhơnădoănh ngătínhănĕngăv ợtătr iă

c aănó

1.1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

ăViệtăNam,ăhiệnăt iăviệcănghiênăcứuăch ăt oăh tănanoătừăcácăkimălo iăquỦănh :ăvàng,ăb c,ăđ ng,…đưăvàăđangăđ ợcănhi uănhàănghiênăcứuătrongăn căquanătâmăkháănhi uăvàăth căhiệnăch ăt oătheoănhi uăph ơngăphápăkhácănhau.Nh ngăhiệnăch aăcóătàiăliệuăthamăkh oăvàăcácănghiênăcứuăv ăk ăthu tăinăphun,ănghiênăcứuăm căin,ăt ngăhợpăh tănanoăb căt iăphòngăThíăNghiệmăCôngăNghệăNanoă(δNT)ăĐHQGăTP.HCεăđưăvàăđangănghiênăcứuăvấnăđ ănày.ă

Ch ng 2:

C S Lụ THUY T

2 1 Khái quát v b c

2 1.1 C u trúc m ng tinh th b c: H tăb căkimălo iăth ngăcóăcấuătrúcătinhăth ă

ki uăm ngăl păph ơngătâmăm tă(hình 2.1)ăCácănguyênătửăđ ợcăb ătríăt iă8ăđ nhăc aă

hìnhă l pă ph ơngă t ơngă ứngă v iă tọaă đ ă (000),ă (100),ă (110),ă (010),ă (001),ă (101),ă(111),ă(011);ăvàă6ănguyênătửăb ătríă ătâmăc aă6ăm tăc aăôăcơăs ăt ơngăứngăcóătọaăđ ă(1/2 0 1/2), (1 1/2 1/2),ă(1/2ă1ă1/2),ă(0ă1/2ă1/2),ă(1/2ă1/2ă0),ă(1/2ă1/2ă1).ăNgoàiăra,ăh tă

b căcònăt năt iăc ăcấuătrúcăl căgiác

Hình 2 1 Cấu trúc lập phương tâm mặt

+ăCấuăhìnhăelectronăc aăb c:ă1s2

2s22p63s23p63d104s24p64d105s1 +ăBánăkínhănguyênătửăAg:ă0,288ănm

+ Bán kínhăionăb c:ă0,23ănm

2 1.2 Gi i thi u v h t nano b c

Cácăh tănanoăb căcóăhiệnăt ợngăc ngăh ngăPlasmonăb ăm t.ăHiệnăt ợngănàyă

t oănênămàuăsắcătừăvàngănh tăđ năđenăchoăcácădungăd chăcóăchứaăh tănanoăb căv iăcácămàuăsắcăph ăthu căvàoăn ngăđ ăvàăkíchăth căh tănano

B ng 2.1: Số nguyên tử b c trong một đơn vị thể tích

Kíchăth căc aăh t nano Ag (nm)

S ănguyênătửăchứa trongăđó

- H tănano b căcóăkíchăth cătừă1-100nm,ădoăcóădiệnătíchăb ăm tăl nănênăcóă

kh ănĕngăgi iăphóngănhi uăAg+

- Tínhă khángă khuẩn,ă ch ngă nấm,ă khửă mùi,ă cóă kh ă nĕngă phátă x ă tiaă h ngăngo iăđiăxa,

- Khôngăcóăh iăchoăsứcăkh eăconăng iăv iăli uăl ợngăt ơngăđ iăcao,ăkhôngă

có ph ăgiaăhóaăchất

- Cóăkh ănĕngăphânătánă năđ nhătrongăcácălo iădungămôiăh uăcơăkhácănhauă(trongăcácădungămôiăphânăc cănh ăn căvàătrongăcácădungămôiăkhôngăphânăc cănh ăbenzene,ătoluene,…)

- Đ ăb năhóaăhọcăcao,ăkhôngăb ăbi năđ iăd iătácăd ngăc aăánhăsáng và các tácănhânăoxyăhóaăkhửăthôngăth ng,ăch ngăoxiăhóaătrongăkhôngăkhíăcao

- Chiăphíăchoăquáătrìnhăs năxuấtăthấp

- Tínhă năđ nhăcao

2.1.3 Tính ch t v t lý:

+ B călàăkimălo iăchuy năti p,ămàuătrắng,ăsáng,ădễădàngădátăm ng,ăcóătínhăd nă

điệnăvàăd nănhiệtăcao nhấtăvàăđiệnătr ăthấpănhấtătrongăcácăkimălo i.ă

+ Nhiệtăđ ănóngăch yălàă961.930

2.1.4 Tính ch t hóa h c:

+ B căcóăkỦăhiệuălàăAg,ăs ănguyênătửă47ăthu căphânănhómăIBătrongăb ngătuầnă

hoànăcácănguyênăt ăhóaăhọc,ăb căcóăkh iăl ợngăphânătửălàă107.868ă(đơnăv ăC).ă

+ Cấuăhìnhăelectronă[Kr]4d105s1 ,ăcóăs ăoxiăhóaălàă+1ăvàă+2,ăph ăbi nănhấtălàă

tr ngătháiăoxiăhóaă+1

+ Trongă t ă nhiên,ă b că t nă t iă haiă d ngă đ ngă v ă b nă làă 107(52%) và

Ag-109(48%).ă B că khôngă tană trongă n c, môiă tr ngă ki mă nh ngă cóă kh ă nĕngă tanătrongăm tăs axităm nhănh ăaxitănitric,ăsufuricăđ cănóngă.v.v

Ngàyănayănh ngăthu cătínhăquỦăc aăkimălo iănàyăđ ợcăth ăhiệnăt iăđaăkhiăchúngă

đ ợcăch ăt oăbằngăcôngănghệănano.ăVàătrênăth ătr ngăcũngăđưăxuấtăhiệnănhi uăs năphẩmăchứaănanoăb cănh ăbĕngăg căyăt ,ăn cătẩy trùngăb ăm t,ăhayăhiệnădiệnăngayătrongăgiaăđìnhăb nănh ăt ăl nh,ămáyăgi t,ăm căinăphună.v.v.ă

2 2 Các lo i ph ng pháp ch t o h t nano b c

2 2.1 Ph ng pháp ch t o h t nano kim lo i

Hiệnănay,ăcóărấtănhi uăph ơngăphápăkhácănhauăđ ợcăsửăd ngăđ ăch ăt o ra các

h tănanoăkimălo iănh :ăhóaăhọc,ăv tălỦ,ăsinhăhọc,…nh ngăxétăt ngăth ăthìăch ăcóăhaiă

ph ơngăphápăđ ăt oăv tăliệuănanoăchung:ăph ơngăphápătừăd iălênăvàăph ơngăphápătừătrênăxu ng

2.2.1.1 Phương pháp từ dưới lên (bottum-up)

NguyênălỦăc aăph ơngăphápănàyăd aătrênăviệcăhìnhăthànhăcácăh tănanoăkimă

lo iătừăcácăionăt ơngăứngăthôngăquaăquáătrìnhăxửălỦăv iăcácătácănhânăhóaăhọc,ăv tălỦ,ăsinhă học,…ho că cácă nguyênă tửă k tă hợpă l iă v iă nhau.ă Ph ơngă phápă nàyă đ ợcă sửă

d ngăph ăbi năvìănh ngătiệnăd ngăvàătínhăđ ngănhấtăv ăm tăkíchăth căc aăk tăqu ă

cu iăcùngărấtăcao

2.2.1.2 Phương pháp từ trên xuống(top-down)

δàăph ơngăphápăt oăv tăliệuănanoătừăv tăliệuăkh iăbanăđầu,ăph ơngăphápănàyăsửă d ngă k ă thu tă nghi nă vàă bi nă d ngă đ ă bi nă v tă liệuă kh iă v iă cấuă trúcă h tă thôă

nh ngărấtăhiệuăqu ănhằmăt oăraăđ ợcăm tăl ợngăl năv tăliệuăăvàăcóăth ăti năhànhăchoănhi uălo iăv tăliệuăv iăkíchăth căl nă(v tăliệuălàmăk tăcấu).ăTuyănhiênănh ợcăđi mă

c aăph ơngăphápănàyălàăt oăraăh tănanoăcóătínhăđ ngănhấtăcao,ăđòiăh iănhi uăthi tăb ăđắtăti n,ăcôngănghệăch ăt oăphứcăt p,…chínhăvìăv yăph ơngăphápănàyăkhôngămangătínhăkinhăt ăcaoănênăítăđ ợcăsửăd ngătrongăth căt

Đ iăv iăh tănanoăkimălo iănh ăh tănanoăvàng,ăb c,ăb chăkim, ăthìăph ơngăphápăth ngăđ ợcăápăd ngălàăph ơngăphápătừăd iălên.ăNguyênătắcălàăkhửăcácăionăkimălo iănh ăAg+

, Au+ đ ăt oăthànhăcácănguyênătửăAg0

và Au0.ăCácănguyênătửăs ăliênăk tăv iănhauăt oăraăh tănano.ăCácăph ơngăphápătừătrênăxu ngăítăđ ợcădùng hơnă

nh ngăth iăgianăgầnăăđâyăăđưăcóănh ngăb căti nătrongăviệcănghiênăcứuătheoăph ơngăpháp này

Hình 2.2 ẫhương pháp chế t o h t nano kim lo i

2 2.2 Ph ng pháp ch t o h t nano b c

2.2.2.1 Phương pháp khử hóa

Tr c h t,ăph ơngăphápăkhử hóa là m tăph ơngăphápăđơnăgi n mà hiệu qu cao

Hỗn hợp ph n ứng g m ti n chất (mu i kim lo i), tác nhân khử, tác nhân năđ nh và dung môi Các nguyên tử đ ợc t o ra từ quá trình khử tích t v i nhau thành h t

Các tác nhân b o vệ bao ph lên b m t h tăngĕnăc n quá trình tích t nhằm h n ch

s phát tri n v kíchăth c.ăPh ơngăphápănàyăch y uăđ ợc sử d ngăđ đi u ch các

h t nano rất hiệu qu ăĐâyălàăph ơngăphápătừ d i lên Dung d chăbanăđầu có chứa các mu i c a các kim lo iănh ăHAuCl4,ăH2PtCl6,ăAgNO3… Tác nhân khử ion kim

lo i Ag+, Au+ thành Ag0

, Au0 đâyălàăcácăchất hóa họcănh ăCitricăacid,ăvitaminăC,ăSodiumăBorohydrideăNaBH4, Ethanol (c n),ăEthyleneăGlycolă[11]ă(ph ơngăphápăsử d ngăcácănhómăr ợu đaăchức này còn gọiălàăph ơngăphápăpolyol)

2 2.2.2 Phương pháp sol-gel

K ăthu tăSol-Gelăđ ợcăR.Royăđ ăxuấtătừă1956ălàăm tătrongănh ngăk ăthu tăquanătrọng đ ăt ngăhợpăcácăcấuătrúcănanoănh ăh tănanoăhayămàngănano.ăB năchấtă

c aăph ơngăphápăsol-gelălàăd aătrênăcácăph năứngăth yăphânăvàăng ngăt ăc aăcácă

ti năchất.ăThôngăquaăviệcăđi uăch nhăt căđ ăc aăhaiăquáătrìnhănày,ăchúngătaăs ăthuă

đ ợcănh ngăv tăliệuănh ămongămu n.ăPh ơngăphápăsol-gelăđ ợcăth căhiệnătheoăquiătrình sau:

Dung dịch sol gel xerogeltinh thể ẩano

D aăvàoăv tăliệuăg căsửăd ngăchoăquáătrìnhăsol-gel,ăph ơngăphápăSol-gel có

th ăchiaăthànhăbaăd ngăchính:

- Sol-gelăđiătừăth yăphânămu iătrongădungăd chăn c:ăK ăthu tănàyăth ngăsửă

d ngăcácămu iăc aăaxítănitricăho căaxítăclohydricădoăchúngădễătanătrongăn căvàăgiáăthànhărẻ.ăTuyănhiên,ăcácămu iănàyăth yăphânărấtănhanhănênăkíchăth căh tăs ăkháă

l n.ăPh ơngăphápănàyăcóăth ăsửăd ngăđ ch ăt oăcácăh tăFe2O3, Al2O3, TiO2, Ag

- Sol-gelăđiătừăth yăphânăphứcăchất:ăK ăthu tănàyăsửăd ngăphứcăchấtăc aăcationăkimălo iăv iăcácăph iătửăh uăcơănh ăcácăaxítăcacboxylică(axităcitric,ătartric,ăoleic,ănaphtanic)ăđ ăt ngăhợpăcácăv tăliệuănh :ăg măsiêuăd n,ăv tăliệuăđiệnămôiăvàăcácăv tăliệuăcóăcấuătrúcăperovskiteă…

- Sol-gelăđiătừăth yăphânăalkoxideăkimălo i:ăV tăliệuăbanăđầuălàăcácăalkoxide.ă

S năphẩmăthuăđ ợcăth ngăcóăchấtăl ợngărấtăcaoădoătừăm tăti năchấtăcóăth ăth căhiệnăđ ngăth iăhaiăquáătrìnhăth yăphânăvàăng ngăt ăt oăraăm chăvàăl iăhóa

2.2.2.3 Phương pháp ăn mòn laser

N iădungăc aăph ơngăphápănàyălàădùngăchùmălaserăcóăcôngăsuấtăcaoăchi uăvàoă

b ăm tăbiaă(v tăliệuăcầnăt oăb t)ăvàălàmăbứtăraăcácăđámăNanoătinhăth ătừăb ăm tăm u.ă

Quáătrìnhăcóăth ăti năhànhătrongăchânăkhôngăho căkhíătrơ.ăK ăthu tănàyăcóăth ăsửă

d ngăchoăc ăkimălo i,ăhợpăkim,ăg m…

2 4 C ch n đ nh h t

Trênăth căt ,ăcácăh tănanoăkimălo iătrongădungăd chăcóăxuăh ngălắngăđọng,ătíchă

t ăl iăv iănhauăthànhăcácăđámăl n,ădoăđóăđ ăt oăraăcácăh tănanoăriêngăr ,ăphânătánăt tă

trongădungăd chăthìăcầnăph iăcóăm tăc aăcácătácănhână năđ nhăđ ătáchăvàăphânătánăchúng.ăCóăhaiăd ngă năđ nhăcơăb nălà:ă năđ nhătĩnhăđiệnăvàă năđ nhăkhôngăgian

2 4.1 D ng n đ nh tƿnh đi n

D ngă năđ nhătĩnhăđiệnăd aătrênăt ơngătácătĩnhăđiệnă(t ơngătácăđẩyăvàăt ơngătácă

l ỡngă c c)ă gi aă cácă h tă v iă nhauă vàă v iă cácă phầnă tửă c aă môiă tr ng.ă δ că đẩyăCoulombăxuấtăhiệnăgi aăcácăh tădoăl păđiệnătíchăhìnhăthànhă ăb ăm tătrongăquáătrìnhăhấpăth ăionăcùngălo iăs ătáchăchúngăraăkh iănhauăvàăngĕnăch năhiệnăt ợngătíchăt

2 4.2 D ng n đ nh không gian

Cácăphânătửăchấtă năđ nhăđóngăvaiătròănh ăl păv ăb oăvệătrênăb ăm tăh t.ăChúngă

t oăraăkho ngăkhôngăgianăgi aăcácăh t,ăngĕnăcácăh tătíchăt ăv iănhau,ăđ ngăth i giúp cácăh tăphânătánăt tăvàoătrongămôiătr ngăt ơngăthích.ăTùyătheoătácănhânăb oăvệălàăcácăchấtă aădầuăhayă aăn cămàăcácăh tăkeoăkimălo iătanăđ ợcătrongădungămôiăh uăcơăhayăn c.ăTh ngăcácăphânătửăchấtă năđ nhănàyăcóăáiăl căm nhăv iăb ăm tăh t.ă

ε tăđầuăc aăchúngăgắnălênăb ăm tăc aăh tăthôngăquaăl căhútătĩnhăđiệnăho căcácăliênă

k tăhóaă(th ngălàăliênăk tăhóaătr ),ăđầuăcònăl iănằmălơălửngătrongădungăd chăho căcóă

th ăliênăk tăti păv iăcácăphânătửăkhácăt oăthêmăm tăl păv ăbọcăbênăngoàiăh t.ăĐầuălơălửngă trongă dungă d chă s ă t ơngă tácă v iă cácă phână tửă c aă môiă tr ng,ă giúpă cácă h tăphânătánăt tătrongădungăd ch

Đ ă năđ nhăc aăhệăkeoăh tăcóăth ăhi uăđơnăgi năd iăd ngăl căt ơngătácăgi aă

m tăc păh tăhayăth ănĕngăhiệuăd ngăgi aăhaiăh t.ăGi ăsửărằngămọiăphânătử c aăh tă

đ uăt ơngătácăv iăcácăphânătửăkhácătrongădungămôi,ătrongăchínhăh tăđóăho cătrongăcácăh tăkhác.ăS ăcânăbằngăgi aăl căhútăvàăđẩyăch ăraăcácătínhăchấtăv tălỦăvàătínhă nă

đ nhăc aăhệăkeoăh t

Hình 2.4 : Các mô hình ổn định hệ h t

2.5 M t s ph ng pháp th c nghi m dùng đ kh o sát tính ch t c a

h t nano b c

2 5.1 S l c v quang ph

Ngàyănayăcácăph ơngăphápăv tălỦ,ăăđ căbiệtălàăcácăph ơngăphápăph ăăđ ợcăsửă

d ngăr ngărưiăăđ ănghiênăcứuăcácăhợpăchấtăhóaăhọcăcũngănh ăcácăquáătrìnhăph năứngăhóaăhọc.ăNh ngăph ơngăphápănàyăđ căbiệtăcóăỦănghĩaăđ iăv iăviệcăxácăđ nhăcácăhợpăchấtăh uăcơ.ăCơăs ăc aăph ơngăphápăph ălàăquáătrìnhăt ơngătácăc aăcácăbứcăx ăđiệnătừăđ iăv iăcácăphânătửăv tăchất.ăKhiăt ơngătácăv iăcácăbứcăx ăđiệnătừ,ăcácăphânătửăcóăcấuătrúcăkhácănhauăs ăhấpăth ăvàăphátăx ănĕngăl ợngăkhácănhau.ăK tăqu ăc aăs ăhấpă

th ăvàăphátăx ănĕngăl ợngănàyăchínhălàăph ,ătừăph ăchúngătaăcóăth ăxácăđ nhăng ợcă

l iăcấuătrúcăphânătử

Cóă5ăph ơngăphápăph :ă

- Ph ơngăphápăquangăph ăhấpăth ăphânătử:ă

+ăPh ơngăphápăph ăquayăvàădaoăđ ng:ăph ơngăphápăquangăph ăh ngăngo iă

+ăPh ơngăphápăph ăRamană

+ăPh ơngăphápăelectronăUV-VIS

- Ph ơngăphápăph ăc ngăh ngătừăh tănhânăNεRă

- Ph ơngăphápăph ăkh iăl ợngă

εỗiăph ơngăphápăph ăcóăm tăứngăd ngăriêng.ăThôngăth ng,ăchúngătaăk tăhợpăcácăph ơngăphápăv iănhauăđ ăgi iăthíchăcấuăt oăc aăm tăhợpăchấtăh uăcơ

2 5.1.1 Sự tương tác giữa vật chất và bức xạ điện từ

Cácăbứcăx ăđiệnătừăbaoăg mătiaă vàătiaăvũătr ăđ năcácăsóngăvôătuy nătrongăđóăcóăbứcăx ăvùngătửăngo i,ăkh ki năvàăh ngăngo iăđ uăcóăb năchấtăsóngăvàăh t.ă

B năchấtăsóngăc aăchúngăth ăhiệnăraă ăhiệnăt ợngănhiễuăx ăvàăgiaoăthoa.ăCácăsóngănàyălanătruy nătrongăkhôngăgianătheoăhìnhăsinăcóăcácăc căđ iăvàăc căti u.ăKhiăcoiălàăsóngănóăđ ợcăđ cătr ngăb iăcácăđ iăl ợng:

- B căsóngă (cm):ăkho ngăcáchăgi aăhaiăđầuămútăc aăm tăsóng.ăNh ngăbứcăx ăđiệnătừăkhácănhauăcóăđ ădàiăb căsóngăkhácănhau.ăB căsóngăđ ợcăcoiălàăđ iăl ợngă

đ cătr ngăchoămỗiăsóng.ăChi uădàiăb căsóngă đ ợcăđoăbằngăcácăđơnăv ăđ ădài:ăm,ăcm,ănm,ăA0ă…

- T căđ ătruy năsóngăcăhayăt căđ ăánhăsáng.ă

- Tầnăs ă (hec):ăs ălầnăb căsóngătruy năquaăm tăđi mătrongăkhôngăgianătrongă

m tăđơnăv ăth iăgian.ăă

. = c

- ChuăkỳăTă(s):ăth iăgianăngắnănhấtătruy năm tăb căsóngăquaăm tăđi mătrongă

- Trongăquangăph ăng iătaăcònădùngăđ iăl ợngăngh chăđ oăc aăb căsóngă1/

đ ăđoăchi uădàiăc aăb căsóng

Cácăbứcăx ăđiệnătừăcũngămangănĕngăl ợng,ăcácăbứcăx ăcóăchi uădàiăb căsóngă

càngănh ăthìănĕngăl ợngăc aăchúngăcàngăl năvàătuânătheoăđ nhălu t:ăE=ăh.

Trongăđó:ăhălàăhằngăs ăplanck.ăhă=ă6,6262.10-34 J.s

Nĕngăl ợngăEăđ ợcăđoăbằngăđơnăv ăeV,ăkcal/mol,ăcal/mol

Khiăcácăbứcăx ăđiệnătừăt ơngătácăv iăcácăphânătửăv tăchất,ăcóăth ăx yăraătheoăhaiăkh ă

nĕng:ătr ngătháiănĕngăl ợngăc aăphânătửăthayăđ iăho căkhôngăthayăđ i.ăKhiăcóăs ăthayăđ iănĕngăl ợngăthìăphânătửăcóăth ăhấpăth ăho căbứcăx ănĕngăl ợng.ăă

N uăgọiătr ngătháiănĕngăl ợngăbanăđầuăc aăphânătửălàăE1,ăsauăkhiăt ơngătácălàăE2ăăthìăcóăth ăvi t:ă

∆Eă=ăE2ăậ E1

∆Eă=ă0:ănĕngăl ợngăphânătửăkhôngăthayăđ iăkhiăt ơngătácăv iăbứcăx ăđiệnătừ.ă

∆Eă>ă0:ăphânătửăhấpăth ănĕngăl ợng;ă∆Eă<ă0:ăphânătửăbứcăx ănĕngăl ợng.ă

Theoăthuy tăl ợngătửăthìăcácăphânătửăvàăbứcăx ăđiệnătừătraoăđ iănĕngăl ợngăv iănhauăkhôngăph iăbấtăkỳăvàăliênăt cămàăcóătínhăchấtăgiánăđo n.ăPhânătửăch hấpăth ă

ho căbứcăx ă0,ă1,ă2,ă3…nălầnăl ợngăătửăh.ăKhiăphânătửăhấpăth ăho căbứcăx ăs ălàmăthayăđ iăc ngăđ ăc aăbứcăx ăđiệnătừănh ngăkhôngălàmăthayăđ iănĕngăl ợngăc aăbứcăx ăđiệnătừ,ăb iăvìăc ngăđ ăbứcăx ăđiệnătừăxácăđ nhăbằngăm tăđ ăcácăh tăphotonă

có trongăchùmătiaăcònănĕngăl ợngăc aăbứcăx ăđiệnătừăl iăph ăthu căvàoătầnăs ă c aăbứcăx ăVìăv y,ăkhiăchi uăm tăchùmăbứcăx ăđiệnătừăv iăm tătầnăs ăduyănhấtăđiăquaămôiătr ngăv tăchấtăthìăsauăkhiăđiăquaănĕngăl ợngăc aăbứcăx ăkhôngăh ăthayăđ iămàă

ch ăcóăc ngăđ c aăbứcăx ăthayăđ i.ăKhiăcácăphânătửăhấpăth ănĕngăl ợngătừăbênăngoàiăcóăth ăd năđ năcácăquáătrìnhăthayăđ iătrongăphânătửă(quay,ădaoăăđ ng,ăkíchăthíchă electronă phână tử…)ă ho că trongă nguyênă tửă (c ngă h ngă spină electron,ă c ngă

h ngătừăh tănhân)