Xây dựng bộ sưu tập giống vi sinh vật có khả năng tổng hợp nano bạc

Nhiều phương pháp đã được thử nghiệm để tổng hợp nano bạc như: phương pháp hóa học, vật lý… Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng phương pháp sinh học để tổng hợp nano bạc nhằm tránh các n

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM

-Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG

-Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

-Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-

-oOo -Tp HCM, ngày tháng năm

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: NGUYỄN PHÚ HOÀI Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 25/10/1987 Nơi sinh : Sài Gòn

Chuyên ngành : Công nghệ sinh học MSHV: 10310610

Khoá (Năm trúng tuyển) : 2010

1- TÊN ĐỀ TÀI: “XÂY DỰNG BỘ SƯU TẬP GIỐNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ

NĂNG TỔNG HỢP NANO BẠC”

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

 Khảo sát sự sinh trưởng và phát triển của giống tuyển chọn

 Khảo sát khả năng sinh tổng hợp hạt nano bạc

 Khảo sát khả năng kháng khuẩn của dung dịch nano bạc thu được

 Khảo sát tính ổn định của dung dịch nano bạc được sinh tổng hợp bởi các giống đã tuyển chọn

 Tối ưu các điều kiện sinh tổng hợp bạc nano từ các giống đã tuyển chọn

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : Tháng 07/2011

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : Tháng 12/2011

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN THUÝ HƯƠNG

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn cô PGS TS Nguyễn Thúy Hương đã tận tình giúp đỡ, động viên và khuyến khích, tạo điều kiện cho em hoàn thành chương trình học tập Cô là người đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian qua Đó chính là nền tảng, động lực giúp em vượt qua những khó khan để hoàn thành luận văn của mình

Em xin chân thảnh cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ sinh học đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian em theo học tại bộ môn

Con xin cảm ơn ba mẹ đã chăm sóc và hỗ trợ con rất nhiều, giúp con vượt qua những khó khăn nhất trong công việc cũng như trong cuộc sống

Tôi xin cám ơn các bạn, các anh chị và các em đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn

Tôi xin cảm ơn các anh chị cùng lớp Cao học CNSH 2010, những người bạn đã cùng tôi trao đổi, học tập cũng như động viên và sẵn sàng giúp đỡ tôi khi cần thiết

Tp HCM, ngày 04 tháng 01 năm 2012

NGUYỄN PHÚ HOÀI

TÓM TẮT

Ngày nay, công nghệ nano đã có nhiều thành tựu to lớn và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như điện tử, năng lượng, y dược, mỹ phẩm… Trong đó, nano bạc đặc biết được chú ý vì khả năng kháng khuẩn cao Nhiều phương pháp đã được thử nghiệm để tổng hợp nano bạc như: phương pháp hóa học, vật lý… Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng phương pháp sinh học để tổng hợp nano bạc nhằm tránh các nhược điêm của phương pháp tổng hợp hóa học, vật lý… bằng cách sàng lọc các chủng vi sinh vât có khả năng tổng hợp nano bạc Các kết quả của đề tài thu được:

 Khảo sát đường cong sinh trưởng của các chủng vi sinh vật và xác định thời gian thu sinh khối tối ưu

 Xác định tổng hợp nano bạc từ sinh khối vi sinh vật là tối ưu và sàng lọc được 8 chủng vi sinh vật có khả năng tổng hợp nano bạc

 Khảo sát các đặc tính cơ bản của dịch nano bạc tạo thành từ 3 chủng vi sinh vật có

khả năng tổng hợp nano bạc cao là Fusarium oxysporum, Bacillus licheniformis và

Bacillus subtilis Kết quả thu được như sau: kích thước hạt nano bạc 2-20nm, có

khả năng kháng được vi sinh vật chỉ thị Escherichia coli và có hiệu suất kháng

khuẩn trên 92%, có tính ổn định trong 10 tuần

 Khả năng sinh tổng hợp nano bạc từ B Subtilus chịu tác động tích cực từ yếu tố

nồng độ bạc nitrate (C), lượng sinh khối sử dụng (D), A2 (nhiệt độ) và chỉu ảnh hưởng tiêu cực từ tốc độ lắc (B), C2, D2

Nowadays, nanotechnology had many great achievements and was widely applied

in many industries: electronics, energies, medicines, cosmetics Silvernano particles has got many attention because of their antibacterial activity Many methods was studied to synthesis silvernano particles, like: chemical, physics… In this research, we use

biological method to prepare nano particles by microorganisms The results given asn following:

 Identified specific growth and time to harvest biomass of microorganisms

 Identified biomass used to synthesis nanosilver particles is better and

achieved 8 spieces have this ability

 Identified particular characteristics of silver nano particles made from 3

spieces has highest activity (F oxysporum, B licheniformis and B subtilis)

The results was: silver nanoparticles in nanoscle from 2-20nm, antibacterial

activity against E coli and antibacterial activity against this organisms

above 92 percents

 Factors like concentration of silver nitrate (C), biomass (D) and intereation term A2(temperature) was positive coefficient affected on formation of silver nano Negative coefficient of rate of agitation (B) along with quadratic terms C2, D2 decreased the nanosilver formation

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những số liệu được trình bày trong luận văn là của tôi và chưa được công bố trên bất kì công trình khoa học hay nghiên cứu nào Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung luận văn mà tôi trình bày sau đây

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRÊN ĐỒ THỊ VÀ BẢNG v

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Luận điểm mới của đề tài 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 3

1.4 Kết quả đạt được 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Hạt nano bạc 4

2.1.1 Tổng quan về bạc 4

2.1.2 Lịch sử ứng dụng tính kháng khuẩn của bạc 6

2.1.3 Tính chất của hạt nano bạc 7

2.1.4 Phương pháp tạo hạt nano bạc 11

2.1.5 Cơ chế sinh tổng hợp nano bạc từ vi sinh vật 15

2.2 Phương pháp xác định tính chất và kích thước của hạt nano bạc 19

2.2.1 Phương pháp phổ tử ngoại và phổ khả kiến UV-Vis 19

2.2.2 Kính hiển vi điện tử truyền qua 22

2.2.3 Kính hiển bi điện tử quét 23

2.3 Ứng dụng của hạt nano bạc 24

2.4 Vi sinh vật có khả năng tổng hợp nano bạc 29

2.4.1 Vi khuẩn 29

2.4.2 Nấm sợi 32

2.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 38

2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 38

2.5.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 38

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 44

3.1 Thời gian và địa điểm 44

3.2 Vật liệu và hóa chất 44

3.2.1 Vật liệu 44

3.2.2 Hóa chất 44

3.3 Mục tiêu, nội dung nghiên cứu 46

3.3.1 Mục tiêu đề tài 46

3.3.2 Nội dung 46

3.4 Phương pháp nghiên cứu 48

3.4.1 Hoạt hóa và bảo quản giống 48

3.4.2 Khảo sát sự sinh trưởng và phát triển của giống vi sinh vật 49

3.4.3 Khảo sát khả năng sinh tổng hợp nano bạc của giống vi sinh vật 52

3.4.4 Tối ưu các điều kiện sinh tổng hợp nano bạc từ giống vi sinh vật đã tuyển chọn 55

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 56

4.1 Đặc điểm sinh trưởng, hình thái của các chủng vi sinh vật tuyển chọn: 56

4.1.1 Đặc điểm hình thái của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 56

4.1.2 Đặc điểm sinh trưởng của các chủng vi sinh vât tuyển chọn 60

4.2 Khảo sát khả năng sinh tổng hợp nano bạc: 70

4.2.1 Khảo sát khả năng sinh tổng hợp nano bạc 70

4.2.2 Khảo sát kích thước của hạt nano bạc tạo thành 73

4.2.3 Khảo sát khả năng kháng khuẩn của nano bạc tạo thành 75

4.2.4 Khảo sát thời gian bảo quản của dịch nano bạc tạo thành 78

4.3 Tối ưu các điều kiện sinh tổng hợp nano bạc: 81

CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 84

5.1 Kết luận 84

5.2 Đề nghị 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

PHỤ LỤC 91

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Hạt nano bạc ở các kích thước khác nhau .7

Hình 2.2 Cơ chế của quá trình sinh tổng hợp nano bạc ở Fusarium oxysporum 17

Hình 2.3 Cơ chế tổng hợp nano bạc ở vi khuẩn Bacillus licheniformis 18

Hình 2.4 Sản phẩm máy giặt nhãn hiệu Samsung ứng dụng công nghệ nano 25

Hình 2.5 Hệ thống kháng khuẩn và sản phẩm tủ lạnh có ứng dụng công nghệ nano 25

Hình 2.6 Khẩu trang nano bạc 27

Hình2.6 Thuốc trừ sâu MIFUM 0,6 DD .27

Hình 2.7 Sản phẩm bình sữa Mummybear có tráng bạc nano 28

Hình 4.1: Đồ phổ UV-Vis khảo sát khả năng tổng hợp nano bạc từ sinh khối vi sinh vật 71

Hình 4.2: Đồ phổ UV-Vis khảo sát khả năng tổng hợp nano bạc từ dịch lọc sinh khối vi sinh vật 71

Hình 4.3: Phổ hấp thụ UV-Vis của dung dịch nano bạc tạo thành sau 10 tuần từ Fusarium oxysoprum 78

Hình 4.4: Phổ hấp thụ UV-Vis của dung dịch nano bạc tạo thành sau 10 tuần từ Bacillus licheniformis 79

Hình 4.5: Phổ hấp thụ UV-Vis của dung dịch nano bạc tạo thành sau 10 tuần từ Bacillus subtilis 79

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1: Điểm hình thái đại thể, vi thể của các chủng vi khuẩn khảo sát 57

Bảng 4.2: Đặc điểm hình thái đại thể, vi thể của các chủng nấm mốc khảo sát 58

Bảng 4.3: Mật độ tế bào và giá trị OD tương ứng của Bacillus subtilis 60

Bảng 4.4: Mật độ tế bào và giá trị OD tương ứng của Bacillus licheniformis 60

Bảng 4.5: Mật độ tế bào và giá trị OD tương ứng của Lactobacillus acidophilus 60 Bảng 4.6: Phương trình đường chuẩn của các chủng vi khuẩn 61

Bảng 4.7: Giá trị đường cong sinh trưởng của Bacillus subtilis theo thời gian 62

Bảng 4.8: Giá trị đường cong sinh trưởng của Bacillus licheniformis theo thời gian 62

Bảng 4.9: Giá trị đường cong sinh trưởng Lactobacillus acidophilus theo thời gian 63

Bảng 4.10: Đường cong sinh trưởng của các chủng vi khuẩn khảo sát 63

Bảng 4.11 : Lượng sinh khối của Aspergillus niger theo thời gian 65

Bảng 4.12 : Lượng sinh khối của Aspergillus oryzae BK0 theo thời gian 65

Bảng 4.13 : Lượng sinh khối của Aspergillus fumigatus BK6 theo thời gian 66

Bảng 4.14 : Lượng sinh khối của Fusarium oxysporum theo thời gian 66

Bảng 4.15 : Lượng sinh khối của Trichoderma reesei theo thời gian 66

Bảng 4.16: Đường cong sinh trưởng theo lượng sinh khối thu được của các chủng nấm mốc theo thời gian 67

Bảng 4.17: Thời gian thích hợp để thu nhận sinh khối của các chủng vi sinh vật khảo sát 69

Bảng 4.18: Giá trị cường độ hấp thu cực đại của các mẫu khảo sát tổng hợp nano bạc từ chủng vi sinh vật 72

Bảng 4.19: Kích thước của hạt nano bạc tạo thành từ các chủng vi sinh vật sàng lọc bằng chụp bằng kính hiển vi điện tử truyền suốt (TEM) 74

Bảng 4.20: Khả năng kháng khuẩn của dung dịch nano bạc tạo thành với E coli.76 Bảng 4.21: Khả năng kháng khuẩn của dịch nano bạc theo mật độ vi khuẩn E coli 77

Bảng 4.22: Tính ổn định của dịch nano bạc tạo thành từ các chủng vi sinh sàng lọc 80

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRÊN ĐỒ THỊ VÀ BẢNG

A.n : nấm mốc Aspergillus niger

B.s : vi khuẩn Bacillus subtilis

B.l : vi khuẩn Bacillus licheniformis

F.o : nấm mốc Fusarium oxysporum

Lac : vi khuẩn Lactobacillus acidophilus

Tri : nấm mốc Trichoderma reesei

UV-Vis: phổ tử ngoại và phổ khả kiến

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển, các cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật không ngừng bùng nổ trong nhiều lĩnh vực Những phát minh cũng như ứng dụng trong đời sống đều nhằm phục vụ lợi ích con người Khi những nhu cầu về vật chất được đáp ứng, con người trở nên quan tâm đến sức khỏe của bản thân và gia đình

Sức khỏe luôn là mối quan tâm hàng đầu của con người Ngày nay, nhu cầu của con người ngày càng cao, không chỉ mong muốn ăn ngon mặc đẹp mà con người còn hướng tới một cuộc sống khỏe mạnh, thân thể cường tráng Để đảm bảo sức khỏe cho bản thân cũng như gia đình, con người luôn chọn cho mình những điều kiện chăm sóc sức khỏe tốt nhất

Tuy nhiên, sự phát triển của khoa học kĩ thuật cũng là một trong những nguyên nhân chính đe dọa đến sức khỏe của con người Khói thải công nghiệp gây nên hiệu ứng nhà kính, chất thải không được xử lý gây ô nhiễm tự nhiên, thực phẩm nhiễm kim loại nặng hay phóng xạ, dịch bệnh gây ra do đột biến của vi sinh vật… đều có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người Để bảo vệ sức khỏe, ngoài một chế độ dinh dưỡng hợp cũng như tập luyện thể thao đều đặn thì việc bảo vệ sức khỏe trong đời sống hàng ngày là rất cần thiết Vấn đề này đã được các nhà khoa học nghiên cứu cải tiến cũng như

áp dụng rất nhiều thành tựu khoa học kĩ thuật vào các sản phẩm gia dụng Hiện nay, lĩnh vực khoa học đang đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề này với nhiều lợi thế chính là công nghệ nano nói chung và công nghệ nano bạc nói riêng

Công nghệ nano còn khá mới mẻ đối với Việt Nam, nhưng trên thế giới thì công nghệ nano đã có những ứng dụng có vai trò quan trong Công nghệ nano là công nghệnghiên cứu, chế tạo và ứng dụng vật liệu kim loại ở kích thước nano Vật liệu nano kim loại, ngoài những tính chất đặc trưng của kim loại, còn có những đặc tính ưu việt mà vật liệu kim loại dạng khối không có được [2], [41] Bên cạnh đó, từ xa xưa bạc được biết đến

chứa thực phẩm nhằm kéo dài thời gian bảo quản đồng thời giữ nguyên chất lượng sản phẩm Do đó, công nghệ nano bạc là sự kết hợp giữa công nghệ nano và khả năng kháng khuẩn của bạc nhằm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật trong khoảng không gian xác định

Ưu điểm của hạt nano bạc là tính kháng khuẩn và kích thước trong vùng nanomet,

có thể dễ dàng ứng dụng vào nhiều lĩnh vực trong đời sống Tuy nhiên, ảnh hưởng của nano bạc đến sức khỏe của con người cũng là vấn đề đang quan tâm Hạt nano bạc đã chứng minh được ưu thế vượt trội khi các nhà khoa học chứng minh được rằng nano bạc không có độc tính với con người Nhờ những ưu điểm vượt trội của nano bạc mà ứng dụng của chúng không chỉ không chỉ dừng lại ở các sản phẩm bảo quản thực phẩm (như

tủ lạnh ứng dụng công nghệ nano, bình sữa trẻ em có tráng lớp nano bạc…) mà còn được

áp dụng vào các sản phẩm gia dụng như: khẩu trang tẩm nano bạc, máy giặt ứng dụng công nghệ nano, máy điều hòa lọc khuẩn…, trong công nghệ xử lý nước nhiễm khuẩn, hay trong công nghệ chăn nuôi nhằm ngăn chặn bệnh truyền nhiễm ở gà, vịt…

Nano bạc nói riêng hay công nghệ nano có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống con người, nhưng hiện nay ở Việt Nam thì công nghệ nano vẫn còn khá mới mẻ Do

đó vấn đề nghiên cứu về công nghệ nano và ứng dụng vào đời sống cần được quan tâm và

đầu tư nhiều hơn Với những yêu cầu trên, đề tài “Xây dựng bộ sưu tập giống vi sinh vật

có khả năng tổng hợp nano bạc” có ý nghĩa hết sức quan trọng nhằm khảo sát và tối ưu

khả năng sinh tổng hợp nano bạc từ các chủng vi sinh vật sẵn có tạo thành bộ sưu tập giống vi sinh vật, tạo tiền đề nghiên cứu sản xuất và ứng dụng nano bạc vào thực tiễn

1.2 Luận điểm mới của đề tài

Hiện nay, các nghiên cứu tổng hợp nano bạc nói chung hay tổng hợp các hợp chất khác đều hướng đến mục tiêu “xanh, sạch, thân thiện” với môi trường Để đáp ứng yêu cầu đó, đề tài tiến hành nghiên cứu khảo sát điều kiện sinh tổng hợp nano bạc bằng

phương pháp sinh học Đây cũng là luận điểm mới của đề tài

1.3 Nội dung nghiên cứu

 Khảo sát sự sinh trưởng và phát triển của giống tuyển chọn

 Khảo sát khả năng sinh tổng hợp hạt nano bạc

 Khảo sát khả năng kháng khuẩn của dung dịch nano bạc thu được

 Khảo sát tính ổn định của dung dịch nano bạc được sinh tổng hợp bởi các giống đã tuyển chọn

 Tối ưu các điều kiện sinh tổng hợp bạc nano từ các giống đã tuyển chọn

 Khảo sát các đặc tính cơ bản của dung dịch nano bạc tạo thành từ 3 chủng

(Fusarium oxysporum, Bacillus licheniformis và Bacillus subtilis): kích thước hạt

nano bạc 2-20nm, khả năng kháng được các vi sinh vật chỉ thị Escherichia coli và hiệu suất kháng khuẩn >92%, tính ổn định trong thời gian 10 tuần khi được bảo quản ở nhiệt độ 4oC

 Khả năng sinh tổng hợp nano bạc từ B Subtilus chịu tác động tích cực từ yếu tố

nồng độ bạc nitrate (C), lượng sinh khối sử dụng (D), A2 (nhiệt độ) và chỉu ảnh hưởng tiêu cực từ tốc độ lắc (B), C2, D2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Hạt nano bạc

Hạt nano bạc là khái niệm để chỉ các hạt có kích thước nano được tạo thành từ kim loại bạc [41]

2.1.1 Tổng quan về bạc

Bạc là nguyên tố kim loại với kí hiệu hóa học là Ag (tên Latinh: Argentum) và số

thứ tự 47 Kim loại chuyển tiếp mềm, sáng, ánh kim; tính dẫn điện và dẫn nhiệt cao nhất Kim loại này thường có trong tự nhiên ở dạng hợp kim với vàng và các kim loại khác; và trong một số chất khác như argentite hay chlorargyrite Hầu hết bạc được sản xuất như là sản phẩm phụ của đồng, vàng, chì và kẽm tinh chế

Bạc từ lâu đã được xem như một loại kim loại quý Bạc được dùng để làm đồ trang trí, trang sức, đồ dùng trong phòng ăn, đồ dùng nhà bếp và các đồng xu Ngày nay, bạc cũng được dùng làm công tắc, chất dẫn điện, trong làm gương và trong xúc tác các phản ứng hóa học Hợp chất của nó được dùng trong phim chụp và dung dịch AgNO3loãng và các hợp chất bạc khác được dùng như chất tẩy và diệt vi sinh vật

Đặc điểm: Bạc rất dẻo và dễ dát mỏng, với ánh sáng trắng, có độ bóng cao Bạc có tính dẫn điện cao nhất trong tất cả các kim loại, thậm chí cao hơn đồng nhưng giá thành cao hơn đã cản trở việc thay thế rộng rãi đồng vì mục đích dẫn điện Dù vậy, 13,540 tấn đã được dùng trong nam châm điện để làm giàu uranium trong Thế Chiến thứ 2 (chủyếu vì sự thiếu hụt của đồng trong thời chiến)[31] Ngoại lệ là trong kĩ thuật tần số radio, đặc biệt là VHF… và các tần số cao hơn, nơi mà bạc được mạ vào để làm tăng tính dẫn điện của từng bộ phận, bao gồm dây dẫn, được sử dụng rộng rãi Trong số các kim loại thì bạc nguyên chất có tính dẫn nhiệt cao nhất và là một trong những kim loại có tính phản

xạ quang học cao nhất [13] Hợp chất bạc với halogen nhạy cảm với ánh sáng Vì đặc tính này mà chúng có thể được đánh dấu để tạo hình chìm và sau đó được làm hiện ra bằng các chất hóa học Bạc bền trong khí sạch và nước, nhưng sẽ bị xỉn màu khi tiếp xúc với không khí hay nước chứa ozone[19] Số oxi hóa phổ biến nhất của bạc là +1, ngoại lệ là +2 (AgF2, K[Ag]F4…)

Đồng vị: Bạc tồn tại trong tự nhiên với 2 dạng đồng vị bền 107Ag và 109Ag, trong đó thì107Ag chiếm tỉ lệ cao nhất (51.839%) Khối lượng phân tử 107.8683 g/mol.

Hợp chất

Bạc tan hoàn toàn trong acid nitric (HNO3) tạo thành bạc nitrate (AgNO3), tinh thểrắn trong suốt nhạy cảm với ánh sáng và dễ tan trong nước Bạc nitrate được dùng như là chất khởi đầu cho việc tổng hợp nhiều hợp chất bạc khác, như chất khử trùng, màu vàng trên kính của các loại kính màu Bạc không phản ứng với acid sulfuric, do đó mà chúng được dùng trong việc đánh bóng trang sức và loại bỏ các vết đồng ố từ các phân tử bạcsau khi tôi hoặc hàn bạc Tuy nhiên, bạc lại phản ứng với lưu huỳnh hoặc hydrogen sulfide H2S tạo thành bạc sulfide, hợp chất có màu tối như vết bẩn trên đồng xu bạc và các vật dụng khác

4Ag + O2+ 2H2S → 2Ag2S + 2H2O

Bạc Clorua (AgCl) được điều chế từ dung dịch bạc nitrate khi có sự hiện diện của ion Cl- và các halogen khác nhằm tạo thành nhũ tương nhiếp ảnh; cũng được tạo thành bằng cách thức tương tự, dùng muối brommua và iodua Bạc clorua được dùng trong điện cực thủy tinh để kiểm tra pH và đo điện thế; như là chất liên kết trong suốt trong thủy tinh Bạc ioddua được dùng trong thử nghiệm tạo mây để làm ra mưa [19] Hợp chất bạc với halogen thường khó tan trong nước và được sử dụng trong các phương pháp phân tích trọng lượng

Oxit bạc Ag2O được tạo thành khi dung dịch bạc nitrate phản ứng với 1 base, được

sử dụng như là cực dương (anode) trong pin đồng hồ Ag2CO3 được tạo thành khi bạc nitrate phản ứng với soda Na2CO3[8]

2AgNo3+ 2OH-→ Ag2O +H2O + 2NO3

-2AgNO3+Na2CO3 → Ag2CO3+ 2NaNO3

Bạc fulminate (AgONC), chất nổ cực mạnh nhạy cảm với va chạm, được dùng

nổ nguy hiểm khác có nguồn gốc từ bạc là bạc azide AgN3, tạo thành từ bạc nitrate với NaN3 Bạc bị khử bởi chất oxi hóa mạnh như KMnO4hay K2Cr2O7và khi có mặt KBr.

Ứng dụng

Nhiều công dụng được biết đến của bạc như kim loại quý: tiền tệ, vật dụng trang trí

và gương Độ tương phản giữa sự thể hiện của ánh sang trắng đến môi trường khác khiến

nó rất hữu dụng trong nghệ thuật thị giác Nó cũng được sử dụng lâu dài để tạo các biểu tượng cao quý trong xã hội hay đẳng cấp chính trị hay giá trị tiền tệ cao (như tiền xu)

2.1.2 Lịch sử ứng dụng tính kháng khuẩn của bạc

Trong y học cổ phương Đông, việc dùng bạc chữa bệnh có từ rất sớm; phần lớn các viên thuốc hoàn đều được áo ngoài một lớp bạc để có thể bảo quản thuốc trong thời gian dài mà vẫn giữ nguyên chất lượng Trong các sách đạo Phật ở Ấn Độ cách đây hơn

2500 năm có đoạn viết: “Người ta khử độc nước uống bằng cách nhúng vào đó thỏi bạc nung đỏ” Nhiều nơi ở nước ta có tục lệ đào giếng lấy nước; trước khi sử dụng, người ta thường ném xuống giếng một đồng bạc nhỏ để cúng thần giếng-điều này cũng bắt nguồn

từ kinh nghiệm dân gian dùng bạc để khử trùng nước

Ở phương Tây, việc sử dụng bạc như chất sát trùng đã có quá trình lịch sử hàng nghìn năm, được ghi lại trong lịch sử y học châu Âu Chính Hippocrate, người được coi là cha đẻ của ngành y học Tây phương, đã dùng bạc để chữa bệnh cũng như khuyên mọi người dùng bạc như chất sát trùng Vào thế kỉ 14, dịch hạch đã cướp đi sinh mạng của ¼ dân số châu Âu; những người giàu đổ xô đi mua đồ gia dụng bằng bạc và việc làm đó đã rất hữu dụng trong đợt dịch hạch lớn này Thậm chí, tác dụng của bạc đến sức khỏe đã đi vào thành ngữ

Hiện nay, các chủng vi sinh vật gây bệnh ngày càng trở nên kháng thuốc, điều này thúc đẩy các nhà khoa học quay trở lại với bạc và tính kháng khuẩn của nó dưới dạng vật liệu mới – bạc nano- như chất kháng khuẩn an toàn, phổ kháng khuẩn rộng, không gây độc cho người sử dụng Những nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học thuộc trường Đại học Quốc gia Kyungpook (Daegu, Korea) cho thấy rằng bạc nano còn có khả năng

kháng các loài nấm kí sinh gây bệnh trên người (Candida, Trichophyton) với hiệu quả

vượt trội Hiện nay, vật liệu nano bạc đã được NASA chọn làm chất diệt khuẩn trên tàu

du hành vũ trụ

Hình 2.1 Hạt nano bạc ở các kích thước khác nhau [14].

Bạc nano thường ở dưới dạng các dung dịch keo với các chất bảo vệ là các polymer để các hạt nano bạc không bị kết tụ Bạc ở kích thước nano có những đặc trưng rất khác so với bạc bình thường Với sự phát triển của công nghệ nano, các nhà khoa học hướng tới việc sử dụng các hạt bạc ở kích thước nano để diệt khuẩn một cách hiệu quả

2.1.3.1Tính chất quang

Tính chất quang của các hạt nano vàng, bạc trộn lẫn trong thủy tinh làm cho các sản phẩm từ thủy tinh có màu sắc khác nhau; tính chất này đã được người La Mã sử dụng

từ hàng ngàn năm trước Lí do cho hiện tượng này chính là sự cộng hưởng plasmon bềmặt (surface plasmon resonance), do điện tử tự do trong hạt nano hấp thụ ánh sáng chiếu vào Kim loại có nhiều điện tử tự do, các điện tử tự do này sẽ dao động dưới tác động của điện từ trường bên ngoài như ánh sáng Thông thường, các dao động bị dập tắt nhanh chóng bởi các sai hỏng mạng hay bởi chính các nút mạng tinh thể trong kim loại khi quãng đường tự do trung bình của điện tử nhỏ hơn kích thước Nhưng khi kích thước của kim loại nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình thì hiện tượng dập tắt của các điện tử dẫn đến quá trình tương tác với bức xạ sóng điện từ Khi dao động như vậy, các điện tử sẽphân bố lại trong hạt nano làm cho các hạt bị phân cực điện tạo thành một lưỡng cực điện

Do vậy xuất hiện một tần số cộng hưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố; nhưng các yếu tố vềhình dạng, kích thước của hạt nano và môi trường xung quanh là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất Ngoài ra, mật độ hạt nano cũng ảnh hưởng đến tính chất quang Nếu mật độ thấp thì

có thể coi như gần giống như hạt tự do, nếu nồng độ cao thì phải tính đến ảnh hưởng của quá trình tương tác giữa các hạt [2]

=Trong đó R là điện trở kim loại

Định luật Ohm cho thấy đường I-U là đường thẳng tuyến tính Khi kích thước của vật liệu giảm dần, hiệu ứng lượng tử do giam hãm làm rời rạc hóa cấu trúc Coulomb (Coulomb blockade) làm cho đường I-U bị nhảy bậc với giá trị mỗi bậc sai khác nhau một lượng cho U và cho I, với e là điện tích của điện tử, C và R là điện dung và điện trởkháng nối hạt nano với điện cực [2].

2.1.3.3 Tính chất từ

Các kim loại quý như vàng, bạc… có tính nghịch từ ở trạng thái khối do sự bù trừcặp điện tử Khi vật liệu thu nhỏ kích thước thì sự bù trừ trên sẽ không toàn diện nữa và vật liệu có từ tính tương đối mạnh Các kim loại có tính sắt từ ở trạng thái khối như các kim loại chuyển tiếp (sắt, cobalt, nickel…), khi kích thước nhỏ sẽ phá sỡ trật tự sắt từ và làm chúng chuyển sang trạng thái siêu thuận từ Vật liệu ở trạng thái siêu thuận từ có từtính mạnh khi có từ trường và sẽ mất từ tính khi từ trường bị ngắt đi; tức là từ dư và kháng lực từ hoàn toàn bằng không [2]

2.1.3.4 Tính chất nhiệt

Nhiệt độ nóng chảy Tmcủa vật liệu phụ thuộc vào mức độ liên kết giữa các nguyên

tử trong mạng tinh thể Trong tinh thể, mỗi một nguyên tử có một số nguyên tử lân cận có liên kết mạnh gọi là số phối vị Các nguyên tử trên bề mặt vật liệu sẽ có số phối trí nhỏhơn số phối vị của nguyên tử bên trong nên chúng có thể dễ dàng tái sắp xếp để có những trạng thái khác nhau Như vậy, nếu kích thước của hạt nano giảm thì nhiệt độ nóng chảy

sẽ giảm Ví dụ: hạt nano vàng với kích thước 2nm có Tm=500oC, nhưng khi kích thước là 6nm thì Tm=950oC [2]

2.1.3.5 Tính kháng khuẩn

Hiện nay, bạc và các hợp chất từ bạc là một trong những cơ chất kháng khuẩn phổbiến nhất Tuy nhiên, cơ chế kháng khuẩn của bạc vẫn chưa hoàn toàn được hiểu rõ Do

đó, người ta đã tiến hành nghiên cứu hoạt động và cơ chế kháng khuẩn của bạc đối với

một số loài vi khuẩn gây bệnh như: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella

typhi, Mycobacterium tuberculosis… [] Qua đó, các nhà khoa học phát hiện ra có ba cơ

chế kháng khuẩn ở một số loài gây bệnh, bao gồm:

 Cơ chế kích thích sự co nguyên sinh chất, làm cho màng và vách tế bài rời nhau

ra ở các vi khuẩn Gram âm, như Salmonella typhi và Escherichia coli.

 Cơ chế ngăn cản quá trình hình thành vách tế bào ở vi khuẩn Gram dương

Staphylococcus aureus.

 Hạt nano bạc tìm thấy trong tế bào chất Mycobacterium tuberculosis có thể có

khả năng cản trở sự chuyển hóa chất trong tế bào

Các vi khuẩn Gram dương có kích thước thành tế bào dày hơn so với các vi khuẩn Gram âm nên tác động của bạc nano trên các vi khuẩn Gram dương kém hơn so với các vi khuẩn Gram âm Hiệu quả kháng khuẩn của bạc nano thể hiện vượt trội, cho kết quả tốt

dù liều dùng chỉ 1ppm với các chủng S.typhi, E.coli, P.aeruginosa và 10ppm đối với

S.aureus và M.tuberculosis [40].

Trường Đại học California (Los Angeles) đã tiến hành thí nghiệm về bạc nano trên

vi sinh vật gây bệnh và kết luận rằng: Bạc nano là chất sát trùng đối với Streptococcus

pyogenes, Staphylococcus aureus, Neiserria gonorrhea, Gardnerella vaginalis, Samonella typhi… và các tác nhân gây bệnh khác; là chất trừ nấm đối với Candida albicans, Candida glabrata, Malassezia furfur và có thể diệt virus trong phòng thí

nghiệm

Vấn để tác động của nano đến sức khỏe con người cũng rất được chú trọng Các nhà khoa học cho rằng bạc nano có khả năng diệt khuẩn, trong khi đó thì quá trình tiêu hóa của con người được tiến hành thuận lợi là do sự hỗ trợ của vi khuẩn đường ruột có lợi Vì thế, vấn đề đặt ra là các hạt nano bạc có thể tiêu diệt các vi khuẩn đường ruột và ảnh hưởng đến sức khỏe con người hay không Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có công trình khoa học nào công bố tác hại của nano lên sức khỏe con người Các nghiên cứu tại Odense Universitets Hospital (Đan Mạch) cũng đã chứng minh rằng các hạt nano bạc chỉtrượt lên nhau trong cơ thể người và không hề gây ra tác dụng phụ nào cũng như gây độc

cho con người Các nhà khoa học còn chứng minh rằng các hạt nano bạc sẽ được giải phóng ra khỏi cơ thể theo thời gian Những nhãn hiệu nổi tiếng về dòng sản phẩm chứa bạc nano, như nhãn hiệu Samsung, cho rằng các sản phẩm ứng dụng công nghệ nano đều

đã đươc thử nghiệm Cho đến nay thì tính an toàn của các sản phẩm này đến sức khỏe của người sử dụng vẫn được các nhãn hiệu có uy tín này đảm bảo chất lượng

2.1.4 Phương pháp tạo hạt nano bạc

Các phương pháp dùng trong sản xuất hạt kim loại có kích thước nano trong công nghiệp hiện nay chủ yếu là các phương pháp: hóa học, vật lý và hóa-lý kết hợp

2.1.4.1Phương pháp khử hóa học

Phương pháp này sử dụng các tác nhân hóa học để khử ion bạc tạo thành bạc kim loại và sau đó bạc kim loại sẽ kết tụ lại hình thành các hạt nano bạc Thông thường các tác nhân hóa học ở dạng dung dịch lỏng nên phương pháp này còn gọi là phương pháp hóa ướt Nguyên lý cơ bản của phương pháp khử hóa học được trình bày tổng quát trong quá trình hình thành dung dịch nano bạc bằng phương pháp khử muối bạc:

Ag++X→ Ago→ Bạc nano

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

Ago, sau đó các nguyên tử này kết hợp với nhau tạo thành các hạt kim loại bạc có kích thước nano Một số tác nhân hóa học thường được sử dụng đó là NaBH4, sodium citrate, hydrogen, hydrogen peroxide, hydroxylamine, hydrazine, formaldehyde và các dẫn xuất, EDTA, và các monosaccharide… Ứng với mỗi hóa chất sẽ có một phương pháp khử đểđiều chế hạt nano bạc, ví dụ như phương pháp khử citrate ứng với tác nhân citrate… Mỗi phương pháp đều có cơ chế cụ thể của phương pháp tương ứng với tác nhân khử cụ thể[2]

Cơ chế của từng phương pháp cụ thể cũng có rất nhiều điểm khác nhau, có nhiều

cơ chế để giải thích Ví dụ: với phương pháp khử NaBH4, có hai cơ chế để mô tả quá trình khử ion bạc thành kim loại bạc:

Cơ chế 1: 4Ag++ BH4-+ 3H2O → 4Ag + H2BO3-+ 4H++ 2H2

Cơ chế 2: 8Ag++ BH4-+ 3H2O → 8Ag +H2BO3-+ 8H+

Việc lựa chọn hóa chất phù hợp tùy thuộc vào tính kinh tế, yêu cầu của quá trình điều chế cũng như chất lượng của hạt nano vì mỗi loại hóa chất sẽ tạo ra hạt nano với kích thước khác nhau; ví dụ: khi khử bằng NaBH4có thể cho các hạt có kích thước từ 5-20nm, khi khử bằng citrate thì kích thước của hạt từ 30-120nm Đồng thời, với mỗi loại hóa chất

sử dụng cũng cho dung dịnh chứa các hạt nano kim loại với độ bền vững khác nhau và khả năng tách hạt nano bạc từ dung dịch tạo bởi các hóa chất này tùy thuộc vào sản phẩm

mà ta cần ứng dụng Do đó, khi tiến hành điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa học cần lựa chọn hóa chất sử dụng thật kĩ lượng

2.1.4.2 Phương pháp vật lý

Là phương pháp sử dụng các tác nhân vật lý, như: điện tử, sóng điện từ như tia

UV, gamma, tia laser để khử ion bạc tạo thành hạt nano bạc Sơ đồ thể hiện qui trình tạo hạt nano bạc bằng phương pháp vật lý:

Dưới tác dụng của tác nhân vật lý, dung môi và các chất phụ gia có nhiều quá trình biến đổi để sinh ra các gốc hóa học có tác dụng khử ion bạc thành bạc kim loại để chúng kết tụ thành các hạt nano bạc [2]

Ví dụ sử dụng phương pháp vật lý để chế tạo hạt nano bạc là dùng các tia laser xung có bước sóng 500nm, độ dài xung 6ns, tần số 10Hz, công suất 12-14Mj chiếu vào dung dịch AgNO3 như là nguồn kim loại và dosium dodecyl sulfate (SDS) như chất hoạt hóa bề mặt để thu hạt nano bạc

Phương pháp vật lý có nhiều ưu điểm, trong đó nổi bật nhất là ưu điểm đơn giản hơn phương pháp hóa học Tuy nhiên để có thể tạo tác nhân vật lý cần thiết bị hiện đại và giá thành cao.

2.1.4.3Phương pháp polyol hỗ trợ bởi nhiệt vi sóng (phương pháp hóa lý kết hợp)

Lò vi sóng là một thiết bị gia nhiệt, cung cấp lượng nhiệt ổn định và đồng đều Các nhà khoa học đã tiến hành khảo nghiệm và kết luận rằng có thể sử dụng lò vi sóng tiến hành khử ion Ag+ thành Ago theo quy trình polyol để tạo thành hạt nano bạc Trong phương pháp này, ngoài các muối của bạc còn có các chất khử với tác dụng trợ giúp cho quá trình khử như C2H5OH, C2H4(OH)2, C3H5(OH)3, HCHO… cũng như các chất ổn định khi hạt nano bạc được tạo thành Dưới tác dụng của vi sóng, các phân tử có cực như Ag+

và các chất trợ khử sẽ nóng lên rất nhanh, nhiệt cung cấp đều cho toàn dung dịch; do vậy

mà quá trình khử bạc sẽ diễn ra nhanh chóng và êm dịu hơn các phương pháp khác

Gia nhiệt bằng lò vi sóng là phương pháp có nhiều ưu thế hơn so với các phương pháp cơ bản khác Vì khi gia nhiệt trên một diện tích phẳng sẽ có những vị trí mà nhiệt độtrên bề mặt sẽ khác biệt so với trong lòng dung dịch, đồng thời gia nhiệt trên các bề mặt

sẽ dẫn đến hiện tượng nhiệt độ tại thành thiết bị gia nhiệt cao hơn rất nhiều so với nhiệt

độ trung bình của dung dịch Ngược lại, gia nhiệt bằng vi sóng thì nhiệt sẽ được cung cấp trên toàn thiết bị gia nhiệt và nhiệt độ của cả dung dịch cũng như thành thiết bị hầu như đều nhau Đây là yếu tố giới hạn để tạo ra các hạt nano bạc có kích thước đồng đều nhau

và nhỏ hơn nhiều hơn so với phương pháp gia nhiệt thông thường Bên cạnh đó, ưu điểm của phương pháp này là thiết bị đơn giản và dễ sử dụng Phương pháp này có thể tạo ra hạt nano bạc có kích thước khoảng 10nm

2.1.4.4 Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học sử dụng tác nhân là vi sinh vật, như các chủng nấm, vi khuẩn, virus và tảo có khả năng khử ion bạc tạo thành nguyên tử bạc kim loại

á â⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ọ

Tác nhân sinh học được sử dụng có thể kể đến như: vi khuẩn Bacillus subtilis,

Bacillus licheniformis; các chủng nấm như Verticillium, Fusarium oxyporum… Phương

pháp này có thể thực hiện đơn giản và thân thiện với môi trường; đồng thời có khả năng tạo hạt kim loại với kích thước khoảng 2-5nm

Với chủng Aspergillus flavus, người ta tìm thấy các hạt nano bạc tích tụ trên bề

mặt của thành tế bào của chủng nấm mốc này khi nó tiếp xúc với dung dịch bạc nitrate

2.1.4.5 Phương pháp kết hợp tổng hợp sinh học với chiếu xạ vi sóng

Trong lĩnh vực tổng hợp nano kim loại, với nhu cầu lớn để phục vụ mục đích ứng dụng trong các lĩnh vực khác thì quá trình tổng hợp nano xanh đã phát triển thêm một bước mới Đó là việc sử dụng các chủng vi sinh vật để tổng hợp hạt nano bạc, như:

Pseudomonas stuzeri, Verticillium sp., Fusarium oxysporum, Bacillus subtillis… Ngoài

ra, người ta còn sử dụng một số loại thực vật, như cỏ linh lăng và cây phong lữ

Các nhà khoa học đã tạo ra một cách tổng hợp mới để có thể tiếp cận một cách nhanh chóng, đơn giản và “sạch” để tổng hợp kim loại nano bằng cách sử dụng kết hợp

nuôi cấy bề mặt chủng vi khuẩn Bacillus subtillis và chiếu xạ vi sóng trong nước mà

không có mặt chất hoạt động bề mặt hoặc mẫu mềm Quá trình này dẫn đến sự hình thành các phân tử bạc nano có kích thước khoảng 5-60nm Các phân tử nano được kiểm tra bằng cách sử dụng máy đo quang phổ UV-Vis và phân tích bằng Transmission ElectronMicroscopy (TEM) Sự hình thành các phân tử nano bằng cách này cực kì nhanh chóng, không chứa hóa chất độc hại và các hạt phân tử nano có thể ổn định trong nhiều tháng

Tổng hợp các hạt nano với sự kiểm soát độ phân tán đơn (monodispersity) là nhu

cầu thúc đẩy công nghệ vật liệu nano phát triển Chủng vi sinh vật Bacillus subtillis được

chọn để tiến hành khảo sát vì đây là loài vi khuẩn khá phổ biến, thường được tìm thấy ởnhiều khu sinh thái khác nhau, bao gồm: đất, nước và không khí; cũng như chưa có nghiên cứu nào công bố về vấn đề khả năng gây bệnh cho con người hay tác động lên môi trường

Ưu điểm của việc sử dụng bức xạ vi sóng là khả năng cung cấp nhiệt lượng đồng đều xung quanh các hạt nano và có thể hỗ trợ sự tiêu hóa trong quá trình lên men mà không có sự tập hợp của các hạt Bức xạ vi sóng làm nóng vật liệu thông qua sự tổn hao điện môi, chuyển đổi năng lượng bức xạ thành năng lượng nhiệt Khi chiếu bức xạ vi sóng qua dung dịch AgNO3 có sự hiện diện của môi trường nuôi cấy bề mặt Bacillus

subtillis, bằng quang phổ UV-Vis có thể quan sát bề mặt plasmon phân tử bạc trong

khoảng 410nm và tăng đều như một hàm phản ứng theo thời gian

Bức xạ vi sóng không chỉ làm dung dịch nóng nhanh hơn mà nhiệt độ bên trong dung dịch phân bố đồng đều hơn Như vậy, tỷ lệ phản ứng nhanh chóng và thu hẹp kích thước phân bố của các hạt nano bạc Ưu điểm làm nóng nhanh bằng vi sóng cũng làm cho

sự tạo thành hạt nhân thống nhất và kết quả là vật liệu nano đồng nhất về kích thước Công suất hấp thu phân bố đồng nhất, đều khắp với nhiệt lượng từ bên trong dung môi phân cực giúp tạo ra tinh thể tốt hơn [37]

2.1.5 Cơ chế sinh tổng hợp nano bạc từ vi sinh vật

2.1.5.1 Phân loại hình thức sinh tổng hợp

Để tổng hợp bạc nano có rất nhiều phương pháp áp dụng có tốc độ tổng hợp nhanh, nồng độ cao nhưng nhiều phương pháp vẫn còn hạn chế về quy mô sản xuất, chi phí đầu

tư cũng như trình độ kĩ thuật chuyên môn Trước đây, các hạt keo kim loại có thể được tạo thành bằng các phương pháp tổng hợp hóa học hay vật lý (Panacek và cộng sự, 2006; Shiv Shankar và cộng sự, 2004), nhưng nhiều phương pháp đòi hỏi phải sử dụng các hóa chất độc hại, đắt tiền trong quá trình tổng hợp và điều này có thể gây ảnh hưởng xấu cho môi trường Do đó, hiện nay các nhà khoa học đã tập trung sang hướng nghiên cứu tổng hợp các hạt nano bằng phương pháp sinh học; phương pháp này có khả năng tạo ra các hạt nano với kích thước nhỏ hơn các phương pháp khác đồng thời hiệu quả kháng khuẩn cũng cao hơn Hơn nữa, các hạt nano sẽ được ổn định ngay trong quá trình sản xuất bởi các polymer sinh học (chính là các protein của vi sinh vật)

Dựa vào vị trí mà các hạt nano bạc được tổng hợp mà người ta chía quá trình sinh tổng hợp thành hai dạng:

 Tổng hợp nội bào: sản phẩm được tạo ra bên trong tế bào vi sinh vật Các

chủng vi sinh vật có khả năng tổng hợp hạt nano bạc nội bào là Pseudomonas stutzeri,

Rhodococcus sp., Verticillium sp., Bacillus licheniformis… Do sản phẩm mục tiêu nằm

bên trong tế bào nên để thu nhận sản phẩm cần phải phá vỡ màng tế bào bằng hóa chất hoặc sóng siêu âm rồi ly tâm tách bỏ các mảnh vỡ tế bào

 Tổng hợp ngoại bào: sản phẩm được vi sinh vật tổng hợp và tiết ra ngoài tế

bào –trong dịch nuôi cấy Các chủng vi sinh vật như: Bacillus subtilis, Cladosporium

clado sporioides, Fusarium acuminatum, Fusarium oxysporum, Fusarium semitectum, Aspergillus fumigatus, Phaenerochaete chrysosporium, Lactobaciilus sp., Thermomonospora… tổng hợp nano bạc theo kiểu này.

Tuy chỉ mới bước đầu nghiên cứu nhưng phương pháp tổng hợp này đã được các nhà khoa học xem như giải pháp tiềm năng, hứa hẹn sẽ khắc phục một số hạn chế của các phương pháp khác như: gây ô nhiễm môi trường, đòi hỏi hóa chất chuyên biệt hay thiết bịđắt tiền So với tổng hợp nội bào thì hướng sinh tổng hợp ngoại bào có nhiều lợi thế hơn

vì có thể thu nhận hạt nano bạc từ môi trường nuôi cấy-tổng hợp mà không cần thông qua giai đoạn trung gian-phá vỡ tế bào Tuy nhiên, nhược điểm chung và cũng là nhược điểm lớn nhất của phương pháp tổng hợp hạt nano từ vi sinh vật là thời gian để thu sản phẩm dài hơn so với các phương pháp khác, tốn nhiều nhân công cho các công đoạn nuôi cấy cũng như các bước thu nhận sinh khối để thực hiện phản ứng khử ion kim loại thành hạt nano Bên cạnh đó, khi nồng độ hạt nano bạc được tổng hợp tăng dần sẽ xuất hiện tình trạng ức chế ngược, làm cho vi sinh vật chết dần trong quá trình tổng hợp nano dẫn đến kết quả là nồng độ nano bạc thu được không cao Do đó, để có thể ứng dụng phương pháp sinh tổng hợp nano bạc nói riêng cũng như các loại nano kim loại nói chung cần tiến hành nhiều nghiên cứu cải tiến cải tiến công nghệ vi sinh vật để khắc phục những nhược điểm trên

2.1.5.2 Cơ chế sinh tổng hợp nano bạc từ vi sinh vật

Trong sinh giới, con đường sử dụng năng lượng của sinh vật được thực hiện theo nhiều cách khác nhau, nhưng đều có chung đặc điểm là chuyển điện tử theo từng bậc, từchất có thế khử thấp sang chất có thế khử cao hơn (để ΔG0’<0, khi đó phản ứng sẽ diễn ra

tự nhiên) Khi phản ứng xảy ra thì năng lượng được giải phóng theo từng bậc và cơ thểsinh vật sẽ tích lũy năng lượng dưới dạng ATP-dạng đơn vị năng lượng dự trữ tối ưu mà

cơ thể sinh vật sử dụng và thực hiện các hoạt động sống [12]

Ở vi sinh vật, bên cạnh hình thức hô hấp hiếu khí (sử dụng O2 là chất nhận điện tửsau cùng), để thích nghi với điều kiện sống đa dạng thì chúng còn phát triển nhiều hình thức hô hấp kị khí khác (sử dụng các chất không phải O2 như: NO3-, CO32-, SO42-, Fe3+… làm chất nhận điện tử sau cùng để thu năng lượng; quá trình khử dị hóa-dissimilation reduction)

Quá trình khử dị hóa các kim loại nặng như: Pb2+, Mn4+, U6+, Se6+, Cr6+, Hg2+… cũng như Au3+, Cu2+, Ag+ đã được thử nghiệm ở nhiều chủng vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong công tác xử lý môi trường, giúp cô lập các kim loại nặng ra khỏi nguồn nước, nguồn đất Đây cũng là cơ sở của phương pháp khai khoáng sử dụng vi sinh vật Bên cạnh đó, cũng có nhiều chủng vi sinh vật có khả năng tiết ra các hợp chất có thể độkhuếh tán cao, đóng vai trò như con thoi vận chuyển electron (shutter electron) đến các kim loại không tan nằm bên ngoài tế bào [12]

Hình 2.2 Cơ chế của quá trình sinh tổng hợp nano bạc ở Fusarium oxysporum [12].

Durán và cộng sự (2005) tiến hành nghiên cứu trên chủng Fusarium oxysporum đề

xuất rằng enzyme khử nitrate phụ thuộc (nitrate dependent reductase) có liên quan trong quá trình khử Ag+ để tạo thành hạt nano bạc thông qua trung gian naphthoquinone và anthraquinone với đặc tính nổi bật là khả năng khuếch tán cao-đóng vai trò con thoi electron như giả thiết ở hình

Mặt khác, cơ chế của quá trình tổng hợp nano bạc nội bào ở một số loại vi khuẩn

như Bacillus licheniformis vẫn chưa được xác định cụ thể Nhưng theo nhóm tác giả Kalimuthu (2008) thì B licheniformis có khả năng tổng hợp NADH và các enzyme phụ

thuộc NADH bên trong tế bào, trong đó quan trọng nhất là enzyme nitrate reductase [] Enzyme này có vai trò khử gốc NO3- và vận chuyển electron từ chất cho điện tử NADH đến chất nhận điện tử Ag+tạo thành Ag0(hình 2.3)

Hình 2.3 Cơ chế tổng hợp nano bạc ở vi khuẩn Bacillus licheniformis [23].

Theo Ahmad và cộng sự (2003), một cơ chế khác có liên quan đến sinh tổng hợp nano bạc nhờ sự xúc tác của các oligopeptide, làm tủa các hạt kim loại thành các dạng như hình lục giác, hình cầu và hình tứ diện

Cơ chế sinh tổng hợp được tìm thấy ở nấm hầu như do hoạt động của các enzyme khử hoặc do các quinone vận chuyển điện tử hay là sự kết hợp của cả hai Hiện nay, các

nhà khoa học đang nghiên cứu sự đa dạng của loài Fusarium để tìm hiểu rõ hơn về cơ chế

cũng như hiệu quả của sự khử ion bạc; liên quan đến một loại enzyme khử nào đó hay sựhoạt động của quinone trong quá trình sinh tổng hợp nano bạc Từ đó có thể đưa ra quá

trình sản xuất nano bạc rộng rãi bằng phương pháp sinh học từ các chủng nấm Fusarium.

2.2 Phương pháp xác định tính chất và kích thước của hạt nano bạc

Vấn đề thiết yếu trong nghiên cứu các hạt nano là xác định và kiểm tra các phân tửnano kim loại Bước đầu tiên là xác định sự hiện diện của các hạt nano bạc trong môi trường nuôi cấy Sau đó, người ta sẽ tiến hành khảo sát các đặc điểm của hạt nano tạo thành như: kích thước, hình dạng cũng như số lượng hạt Một số thiết bị được sử dụng đểxác định các tính chất hóa-lý của vật liệu nano: kính hiển vi lực nguyên tử (Automic Force Microscopy-AFM), kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electro Microscopy-SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy-TEM), thiết bị phân tán ánh sáng động lực (Dynamic Light Scattering-DLS), máy đo quang phổ UV-Vis…Trong phạm vi luận văn cũng như trang thiết bị tại trường thì thiết bị được sử dụng chủ yếu là máy đo quang phổ UV-Vis và kính hiển bi điện tử truyền qua (TEM)

2.2.1 Phương pháp phổ tử ngoại và phổ khả kiến UV-Vis

Phổ tử ngoại và phổ khả kiến, viết tắt là UV-Vis (Ultraviolet-Visible) là phương pháp được sử dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực hóa sinh, vi sinh…[55]

2.2.1.1Nguyên tắc

Phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến hay còn gọi là phương pháp đo quang phổ hấp thụ hay phương pháp đo quang; là phương pháp dựa trên khả năng hấp thụ chọn lọc các bức xạ rọi vào dung dịch của chất nghiên cứu trong dung môi nhất định

Tùy theo bước sóng mà ánh sáng được chia thành từng vùng khác nhau: vùng tử ngoại là vùng có bức sóng từ 185-400nm, vùng khả kiến 400-760nm Việc lựa chọn bước sóng thích hợp phụ thuộc vào bản chất của chất cần khảo sát, bản chất của phương pháp… Ví dụ: phương pháp DNS để đo lượng đường khử có trong dung dịch; bước sóng tối ưu của

Với một chất xác định trong dung dịch thì các bước sóng cực đại hấp thụ đặc trưng cho từng chất, hoặc tỉ lệ độ hấp thụ giữa các bước sóng làm cơ sở của việc định tính.

Độ hấp thụ bức xạ phụ thuộc vào nồng độ chất nghiên cứu trong dung dịch cần đo làm cơ

sở cho phép định lượng Ngoài ra, phương pháp đo quang phổ trong một số điều kiện cụthể về dung môi, nồng độ, bước sóng… cũng có thể làm cơ sở cho phép thử độ tinh khiết của mẫu

Theo định luật Lambbert-Beer: = lg = −

Vì T tính theo % nên = 2 −Nếu T=100% thì A=0 (nghĩa là dung dịch không hấp thụ ánh sáng I=I0)

Nếu T=1% thì A=2Nếu T=0% thì A=∞ (dung dịch hấp thu toàn bộ ánh sáng)

2.2.1.3Ứng dụng

 Kiểm tra độ tinh khiết: Vết của tạp chất trong hợp chất hữu cơ tinh khiết được phát hiện dễ dàng khi tạp chất có cường độ hấp thu đủ lớn Ví dụ: sản phẩm rượu trên thị trường thường có lẫn benzene, người ta ứng dụng phương pháp đo quang phổ với cuvet có độ dày b=4-10cm để đo

 Nhận biết chất và nghiên cứu cấu trúc: Bằng cách so sánh phổ hấp thu của dung dịch cần khảo sát với phổ hấp thu của hợp chất tự nhiên hay phổ hấp thu của mẫu chuẩn có thể cho kết luận về một sản phẩm tổng hợp, dù là các hợp chất có màu như carotenoid, anthocyanin, porphyrin… hay không màu như alkane, alkene…

 Nghiên cứu sự hỗ biến: Nhiều hợp chất có thể tồn tại ở hay hay nhiều dạng thức khác nhau nằm trong một cân bằng động gọi là sự hỗ biến với mỗi dạng cấu tạo được gọi là một dạng hỗ biến Dạng hỗ biến thường gặp là hỗ biến ceto (λ=275nm, ε=20) đặc trưng cho nhóm chức C=O cô lập và dạng hỗ biến enol (λ=245nm, ε=18000) gây nên bởi nối đôi C=C, C=O liên hợp; các dạng hỗ biến có thể phân biệt dễ dàng trong các dung môi khác nhau

 Phân tích hỗn hợp: Để phân tích các hỗn hợp phức tạp với nhiều thành phần, người ta thường sử dụng phương pháp sắc kí lỏng với đầu dò UV-Vis Ngoài ra, các máy quang phổ hiện đại có khả năng xác định các nồng độ riêng các chất thành phần trong hỗn hợp gồm nhiều cấu tử; các loại máy này sẽ sử dụng tính chất cộng độ hấp thu

để giải hệ phương trình và cho kết quả nồng độ từng cấu tử trong hỗn hợp phân tích

 Xác định hằng số phân ly acid-base: Xác định hằng số phân ly là một trong những bước quan trọng để nghiên cứu cấu trúc của hợp chất hữu cơ Nội dung của phương pháp là đo phổ hấp thu của các chất hữu cơ chứa các nhóm chức có tính acid hay base, phụ thuộc vào pH của môi trường.

 Xác định thành phần của phức chất: Thành phần của phức chất trong dung dịch có thể được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thu tử ngoại và khả kiến theo một trong các phương pháp sau: phương pháp biến số liên tục, phương pháp tỉ lệ mol…

 Dự đoán kích thước phân tử: Khi tiến hành đo phổ hấp thu của mỗi mẫu thửthì mỗi mẫu sẽ cho ta một dạng phổ có chiều cao mũi phổ xác định và đặc trưng cho dạng hợp chất đó Do vậy, khi đo phổ hấp thu của dung dịch bạc nano ta sẽ thu được dạng phổ

có đỉnh hấp thu cực đại ứng với bước sóng khoảng 400-450nm Nhưng nếu kích thước hạt nano quá nhỏ làm cho tính lượng tử của vật liệu tăng thêm, vật liệu có khả năng hấp thu được bước sóng có năng lượng cao hơn, vùng bước sóng hấp thu có thể giảm xuống (380-420nm), đó là trường hợp bạc nano được sinh tổng hợp bằng phương pháp sinh học Từkết quả đó, ta sẽ xác định được sơ bộ rằng các hạt nano bạc đã được tổng hợp [56]

2.2.2 Kính hiển vi điện tử truyền qua

Kính hiển vi điện tử truyền qua-Transmission Electron Microscopy (TEM) là công

cụ rất đắc lực trong việc nghiên cứu cấu trúc ở cấp độ nano TEM là thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn (có thể lên tới hàng triệu lần); ảnh có thể tạo ra trên màn huỳnh quang hay trên fiml quang học hoặc ghi nhận bằng các máy chụp ảnh kĩ thuật số TEM cho phép quan sát chính xác cấu trúc nano với

độ phân giải lên đến 0,2nm Do đó, phương pháp này ngày càng được sử dụng rộng rãi trong việc nghiên cứu vật liệu nano

Nguyên tắc của phương pháp quang học sử dụng trong kính hiển vi điện tử truyền qua: hình ảnh thu được là do sự tán xạ của chùm electron xuyên mẫu [54]

Công dụng chủ yếu của thiết bị này là để xác định một cách chính xác kích thước của hạt nano kim loại tạo thành, ở đây là hạt nano bạc Dựa vào ảnh chụp các phân tửnano bạc bằng kính hiển vi điện tử truyền qua, chúng ta xác định được hình dáng và kích thước hạt nano tạo thành; đồng thời xem xét kích thước đó đã đảm bảo yêu cầu chưa đểhoạch định quá trình điều chế nano bạc [54].

 Ưu điểm

Có thể tạo ra ảnh cấu trúc vật rắn với độ tương phản, độ phân giải (kể cả không gian và thời gian) rất cao; đồng thời dễ dàng thông dịch các thông tin về cấu trúc Khác với dòng kính hiển vi quét đầu dò, thiết bị TEM cho ảnh thật của cấu trúc bên trong vật rắn nên cho chúng ta biết nhiều thông tin hơn; đồng thời rất dễ dàng tạo ra các hình ảnh này ở độ phân giải ở mức nguyên tử

Song song với hình ảnh chất lượng cao là nhiều phép phân tích hữu hiệu, đem lại nhiều thông tin cho quá trình nghiên cứu vật liệu [54]

 Nhược điểm

TEM có nhiều tính năng cực kì hữu dụng và là thiết bị ứng dụng nhiều công nghệhiện đại nên giá thành của thiết bị rất cao; đồng thời thì thiết bị này cũng đòi hỏi các điều kiện làm việc khắt khe như: điều kiện chân không siêu cao, nguồn cung cấp điện ổn định

và các đòi hỏi đi kèm

Để thu được hình ảnh chất lượng cao thì thiết bị đòi hỏi phải có quá trình xử lý mẫu phức tạp (không thích hợp với các tiêu bản sinh học)

Việc thao tác trên thiết bị TEM rất phức tạp và nhiều bước thực hiện, đòi hỏi độchính xác cao

2.2.3 Kính hiển bi điện tử quét

Kính hiển vi điện tử quét-Scanning Electron Microscopy (SEM) là loại kính hiển

vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật, bằng cách sử dụng

vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật.

Kính hiển vi điện tử quét dùng để chụp ảnh cấu trúc vật liệu, phân tích thành phần bên trong vật liệu Từ ảnh chụp bề mặt của vật liệu nano bạc bằng SEM ta có thể xác định được đặc tính cấu trúc của hạt nano bạc Các dạng mẫu phân tích: rắn, màng, bột, các mẫu dẩn điện và không dẫn điện… [53]

 Ưu điểm của kính hiển vi điện tử quét:

Thiết bị SEM có khả năng phân tích mà không cần phá hủy mẫu vật và có thể hoạt động ở điều kiện chân không thấp

Thao tác điều khiển đơn giản hơn rất nhiều so với TEM, khiến cho SEM rất dễ sửdụng

Giá thành của SEM thấp hơn TEM rất nhiều Do đó thiết bị SEM phổ biến hơn

2.3 Ứng dụng của hạt nano bạc

 Trong công nghiệp điện máy

Dựa trên khả năng kháng khuẩn của hạt nano bạc, nhãn hiệu hàng gia dụng Samsung đã ứng dụng bạc nano trong các sản phẩm của mình với mục đích khử trùng

Trong máy giặt, các hạt nano tạo thành hệ thống diệt khuẩn mà không cần phải đun sôi nước Cách làm này giúp tiết kiệm điện năng sử dụng nhưng vẫn bảo đảm hiệu quảkhử trùng sau quá trình giặt Bằng cách bổ sung các hạt nano bạc trong quá trình giặt, công nghệ mới này có thể loại bỏ đến 99.9% nấm mốc trên quần áo Đồng thời, những phân tử bạc nano còn có khả năng ngăn chặn mọi hoạt động của vi khuẩn trong khoảng 30 ngày sau khi giặt

Hình 2.4 Sản phẩm máy giặt nhãn hiệu Samsung ứng dụng công nghệ nano [49].

Bên cạnh ứng dụng diệt khuẩn, công nghệ nano bạc cũng được ứng dụng trong việc khử mùi cũng như giữ cho thực phẩm tươi lâu Các lưới lọc trong máy điều hòa nhiệt

độ hay các khay nhựa trong tủ lạnh được tráng một lớp nano bạc cực mỏng với tác dụng lọc khí nhằm loại bỏ vi sinh vật tự do trong không khí trong vùng không gian xác định đểbảo vệ sức khỏe cho người sử dụng hay tăng thời gian bảo quản thực phẩm Thực phẩm được bảo quản trong tủ lạnh ứng dụng công nghệ nano có thể giữ được 15 ngày mà không ảnh hưởng đến mùi vị []

Hình 2.5 Hệ thống kháng khuẩn và sản phẩm tủ lạnh có ứng dụng công nghệ nano [49].

Kết quả trên đã được các cơ quan chúc năng có uy tín như Cơ quan thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA), Hiệp hội công nghệ

 Trong y dược

Tập đoàn kĩ thuật sinh học Nano-Anson đã áp dụng thành công công nghệ nano vào lĩnh vực y tế của thế giới bằng cách tạo ra các sản phẩm như: băng đắp bỏng, băng đắp vết thương, … từ nguyên liệu là hạt nano bạc với khả năng kháng khuẩn cao Những phát minh mới này đã được Viện hàn lâm y học, Viện quân y, Viện y học dự phòng Trung Quốc kiểm nghiệm và thử lâm sàng Các sản phẩm của Anson có tính kháng khuẩn ở phổrộng, tác dụng nhanh, an toàn, không độc và không gây kháng thuốc; đặc biệt là khi gặp nước thì tính diệt khuẩn càng mạnh Tại Việt Nam, qua nghiên cứu lâm sàng của Viện bỏng quốc gia các giáo sư hàng đầu đã khẳng định tính an toàn và hiệu quả sử dụng của sản phẩm Anson: không gây tác dụng phụ và độc hại, bảo vệ vết thương tốt, giúp giảm đau, không làm đau bệnh nhân khi thay băng, vết mổ nhanh lành, không để lại sẹo

Ngoài ra, nhờ tính năng khử khuẩn và tác dụng lọc mùi, lọc khí độc của than hoạt tính, Viện công nghệ môi trường đã tiến hành sản xuất khẩu trang nano bạc hứa hẹn nhiều tiểm năng như khả năng ngăn ngừa cúm A/H1N1 Lần đầu tiên loại khẩu trang có chứa nano bạc –khá phổ biền ở các nước phát triển –được nghiên cứu và sản xuất tại Việt Nam Khẩu trang nano bạc có tác dụng ngăn bụi, vi khuẩn, virus từ bên ngoài vào cơ thể qua đường hô hấp cũng như từ bên trong cơ thể ra ngoài môi trường Vi khuẩn, virus, các loại nấm bị giữ lại và tiêu diệt trong lớp vải có tẩm nano bạc; đồng thời sản phẩm này còn có tác dụng khử mùi []

Hình 2.6 Khẩu trang nano bạc [47]

 Trong nông nghiệp

Trường đại học Copenhaghen – Đan Mạch đang tiến hành nghiên cứu nano sinh học, được gọi là “nanobiotic”; đặc biệt là những nghiên cứu về nano bạc sinh học (Nanobiotic silver) nhằm ứng dụng trong ngành chăn nuôi gia cầm Những nghiên cứu này là sự hợp tác từ năm 2007 giữa Đại học Copenhaghen và Đại học Warsaw Các nhà nghiên cứu của hai trường đại học dự đoán rằng “nanobiotic” có khả năng thay thế thuốc kháng sinh cũng như thuốc chống cầu trùng (coccidiostate) vào năm 2010

Đan Mạch cũng đã triển khai một dự án ứng dụng công nghệ nano mang tên “Dự

án bảo vệ gà mái và gà thịt chống lại bệnh truyền nhiễm (viết tắt là CHIP) với sự tham gia của các đối tác thuộc khu vực nhà nước cũng như tư nhân Mục tiêu của dự án CHIP là áp dụng những thành quả mới nhất của công nghệ nano và công nghệ sinh học để phá vỡ con đường lây truyền bệnh và hạn chế các bệnh truyền nhiễm trong ngành chăn nuôi gia cầm

Dự án chủ yếu nhắm vào vấn đề vệ sinh bằng cách thử nghiệm những thuốc vô trùng mới

và các hợp chất phủ bề mặt trên thiết bị chuồng nuôi bằng chất liệu nano (nanocoating) Các hợp chất phủ này vừa dễ làm sạch, vừa có tính sát khuẩn cao

Sản phẩm thuốc trừ bệnh trên cây trồng MIFUM 0,6 DD được Viện khoa học vật liệu ứng dụng (Việt Nam) sản xuất nới nồng độ nano bạc là 1000ppm và chitosan 5000ppm MIFUM 0,6 DD được khảo nghiệm có khả năng trừ bệnh đạo ôn, bệnh lép hạt trên cây lúa thuộc địa bàn tỉnh Lâm Đồng Với khả năng vượt trội của mình, chỉ cần 0,5-1 lít MIFUM 0,6 DD/ha đều cho hiệu quả và năng suất cao

 Trong sản phẩm gia dụng

Mummybear (Hàn Quốc) gia nhập thị trường hàng tiêu dùng Việt Nam từ năm

2007 và đã giới thiệu đến người tiêu dùng dòng sản phẩm bình sữa, khăn ướt và khay đựng thức ăn cho trẻ được áp dụng công nghệ nano Những sản phẩm này đều được tráng bằng lớp nano bạc bằng công nghệ tiên tiến của Hàn Quốc Theo kết quả nghiên cứu của Viện nghiên cứu và thử nghiệm Hàn Quốc (FITI) khi so sánh sự sinh trưởng của vi khuẩn

E.coli và Staphylococcus ( các loại vi khuẩn gây bệnh đặc trưng như: tiêu chảy, ung

thư…) cho thấy sau 5 giờ thì lượng vi khuẩn trong bình sữa được sản xuất với công nghệthông thường tăng lên 84,6% so với ban đầu; trong khi đó trong bình sữa ứng dụng công nghệ nano bạc thì lượng vi khuẩn giảm 44,6% Ngoài ra, bình sữa có tráng nano bạc còn

có tác dụng khử mùi, tiêu độc, chống đầy hơi, trướng bụng khi trẻ bú sữa từ sản phẩm

Hình 2.7 Sản phẩm bình sữa Mummybear có tráng bạc nano [48].

Ngoài ra, hiện nay người ta còn ứng dụng công nghệ nano bạc trong các sản phẩm: các loại sơn- mĩ phẩm, nước rửa rau, bàn chải đánh rang, ly uống nước bằng nhựa, tất khửmùi… mang lại lợi ích thiết thực cho cuộc sống [48]

 Trong công nghiệp xử lý nước thải

Việc sử dụng kim loại bạc ở mức độ nano trong công nghệ xử lý nước thải còn khá mới mẻ Do có diện tích bề mặt riêng lớn, hạt kim loại bạc có kích thước nano có hoạt tính khá cao trong vấn đề xử lý nước thải nhiễm khuẩn và thu hút được sự chú ý của khá nhiều nhà nghiên cứu[3]