TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC

Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 1 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
LỜI MỞ ĐẦU

Trong công nghệ polymer phụ gia là những chất được đưa vào với hàm lượng nhỏ
nhưng rất quan trọng. Khi có mặt của phụ gia những tính chất tốt của vật liệu được cải
thiện đồng thời cũng hạn chế đến mức thấp nhất các tính chất không mong muốn. Phụ gia
không chỉ hỗ trợ cho quá trình tổng hợp gia công mà nó còn có tác dụng bảo vệ vật liệu
chống lại các tác nhân phá hủy trong quá trình sử dụng. Trong đó có các loại phụ gia như:
phụ gia chống oxy, phụ gia chống lão hóa, và đặc biệt là phụ gia chống vi sinh vật cho
polymer. Nhiều loại phụ gia chống vi sinh vật có nguồn gốc hữu cơ, vô cơ được nghiên
cứu, phát triển và sử dụng trong công nghệ polymer như: như arsine, isothiazolinones, Cl
phenol, bạc, Zn. Sử dụng các loại phụ gia này thì polymer có khả năng chống lại nấm
mốc, rêu, vi khuẩn phát triển trên bề mặt. Yêu cầu khi sử dụng các loại phụ gia này là
phải an toàn, không độc với con người và môi trường. Và nano bạc là một trong những
phụ gia có thể đáp ứng được yêu cầu này.
Sử dụng bạc để ngăn ngừa nhiễm khuẩn đã biết từ thời Hy Lạp và La Mã cổ đại.
Thời trung cổ, bạc đã được dùng để khử trùng nước và thức ăn lưu trữ, điều trị bỏng và
vết thương. Đầu những năm 1900, mọi người thường bỏ đồng tiền bạc vào trong bình sữa
để giữ cho sữa tươi lâu. Năm 1920, dung dịch muối bạc được FDA (Food and Drug
Administration của Hoa Kỳ) chấp thuận cho sử dụng làm chất kháng khuẩn. Ngày nay,
nhiều loại gạc chứa bạc đã được thương mại hóa và sử dụng rộng rãi để điều trị vết
thương trong bệnh viện.
Nano bạc là chất được xem như là “dung dịch bạc” được khai thác và phát triển
bằng công nghệ tiên tiến hàng đầu mang nguyên lý kháng khuẩn, tiệt trùng siêu mạnh.
Dưới tác dụng của các Ion bạc, tế bào của hơn 650 loại vi khuẩn bị phá hủy và tiêu diệt,
ngoài ra nano bạc còn có tính năng ngăn mùi hôi. Nano bạc có đặc tính kháng khuẩn và
ngăn ngừa vi khuẩn phát sinh tới 99,99%, ích lợi hơn gấp nhiều lần so với các sản phẩm
kháng khuẩn khác.
Nội dung của tiểu luận này ta sẽ tìm hiểu về các tính chất, cơ chế diệt khuẩn, các
phương pháp điều chế cũng như các ứng dụng của nano bạc.

Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 2 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
PHẦN 1
TÍNH CHẤT CỦA NANO BẠC
1.1. Giới thiệu về hạt nano bạc
Cấu hình electron của bạc: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
6
4d
10
5s
1
Bán kính nguyên tử Ag: 0,288 nm
Bán kính ion bạc: 0,23 nm.
Bạc là chất rắn có màu ánh bạc hay ánh xám sáng. Nhưng khi ở kích thước dưới
20nm, thì nó lại có ánh vàng.
Hạt nano bạc là các hạt bạc có kích thước từ 1nm đến 100nm. Do có diện tích bề mặt

lớn nên hạt nano bạc có khả năng kháng khuẩn tốt hơn so với các vật liệu khối do khả
năng giải phóng nhiều ion Ag
+
hơn.
Các hạt nano bạc có hiện tượng cộng hưởng Plasmon bề mặt. Hiện tượng này tạo nên
màu sắc từ vàng nhạt đến đen cho các dung dịch có chứa hạt nano bạc với các màu sắc
phụ thuộc vào nồng độ và kích thước hạt nano.

Kích thước của hạt nano Ag (nm)
Số nguyên tử chứa trong đó
1
31
5
3900
20
250000

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

1.2. Một số tính chất đặc trƣng của nano bạc
- Vì nano bạc ở trạng thái keo không phải dạng ion như thường gặp, mà tồn tại ở
dạng bạc nguyên tố nên không bị thất thoát trong khi chùi rửa. Trong khi ứng dụng sản
phẩm chỉ cần một phần bạc rất nhỏ để kháng khuẩn. Khả năng kháng khuẩn có tác dụng
suốt quá trình sử dụng sản phẩm.
- Ứng dụng của nano bạc vào sản phẩm ở nồng độ rất thấp, không có hại cho sức khỏe
con người với liều lượng tương đối cao, không có phụ gia hóa chất.

Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 3 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
- Như đã nói, sản phẩm có chứa nano bạc được đưa vào sản phẩm qua quy trình

nóng chảy của nhựa, điều khiến sự thất thoát qua sự chà sát (vật lý) không thể xảy ra.
Mọi tác động chà sát bào mòn gây thất thoát ở cấp độ lớn hơn cấp nano.
- Nano bạc ở dạng keo có tính chất làm ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Ví dụ:
sản phẩm trắng trong sẽ trở nên hơi có màu beige, trắng tự nhiên, hoặc màu như rượu
champagne. Đối với các màu vàng, cam, xanh nhạt, thì không bị ảnh hưởng. Có thể xảy
ra hiện tượng màu cơ bản bị biến đổi, tuy nhiên không nhất thiết phải xảy ra hiện tượng
này. Bù lại sản phẩm sẽ không bị vàng ố, tức là không có sự thay đổi màu qua ánh sáng
hoặc qua các quy trình giặt giũ,
- Phụ thuộc vào diện tích lớn của các sản phẩm sợi như micro fiber chúng ta cần cho
mỗi sản phẩm những thông số khác nhau, tuy nhiên hàm lượng nano bạc sẽ vẫn thấp hơn
0,05 – 0,5 phần nghìn. Đối với các thùng chứa, chai, bình, thông số lại hoàn toàn khác
hẳn. Nồng độ nano bạc từ 0,2 – 0,5 phần nghìn là chuẩn, tuy nhiên vẫn còn phụ thuộc các
yếu tố sản xuất khác.
- Tính khử khuẩn, chống nấm, khử mùi, có khả năng phát xạ tia hồng ngoại đi xa,
chống tĩnh.
- Có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung môi khác nhau (trong các dung
môi phân cực như nước và trong các dung môi không phân cực như benzene, toluene).
- Độ bền hóa học cao, không bị biến đổi dưới tác dụng của ánh sáng và các tác nhân
oxy hóa khử thông thường.
- Chi phí cho quá trình sản xuất thấp.
- Ổn định ở nhiệt độ cao.

1.3. Đặc tính kháng khuẩn của bạc
Bạc và các hợp chất của bạc thể hiện tính độc đối với vi khuẩn, virus, tảo và nấm .
Tuy nhiên, khác với các kim loại nặng khác (chì, thủy ngân…) bạc không thể hiện tính
độc với con người.
Từ xa xưa, người ta đã sử dụng đặc tính này của bạc để phòng bệnh. Người cổ đại
sử dụng các bình bằng bạc để lưu trữ nước, rượu dấm. Trong thế kỷ 20, người ta thường
đặt một đồng bạc trong chai sữa để kéo dài độ tươi của sữa. Bạc và các hợp chất của bạc
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC

GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 4 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
được sử dụng rộng rãi từ đầu thế kỷ XIX đến giữa thế kỷ XX để điều trị các vết bỏng và
khử trùng.
Sau khi thuốc kháng sinh được phát minh và đưa vào ứng dụng với hiệu quả cao
người ta không còn quan tâm đến tác dụng kháng khuẩn của bạc nữa. Tuy nhiên, từ
những năm gần đây, do hiện tượng các chủng vi sinh ngày càng trở nên kháng thuốc,
người ta lại quan tâm trở lại đối với việc ứng dụng khả năng diệt khuẩn và các ứng dụng
khác của bạc, đặc biệt là dưới dạng hạt có kích thước nano.
1.4. Ảnh hƣởng của nano bạc đến sức khoẻ con ngƣời
Về ảnh hưởng của nano bạc đến sức khoẻ con người, các nhà khoa học cho rằng
nano bạc có khả năng diệt vi khuẩn, mà tiêu hóa của con nguời có được là do các vi
khuẩn có lợi cho cơ thể và vì thế, họ vẫn nghi ngờ rằng các hạt nano bạc cũng có thể diệt
các vi khuẩn này và ảnh hưởng đến sức khoẻ. Tuy nhiên cho đến nay chưa thấy công
trình nào công bố sự tác hại của nano bạc. Các nghiên cứu tại Odense Universitets
Hospital cũng đã chứng minh rằng các hạt nano bạc được hấp thu vào trong cơ thể mà
không hề gây ra một tác dụng phụ nào cũng như gây độc cho cơ thể. Các nhà khoa học
còn chứng minh các hạt nano bạc sẽ được giải phóng ra khỏi cơ thể theo thời gian. Các
hãng sản xuất những sản phẩm chứa nano bạc chẳng hạn như Samsung phát biểu rằng các
sản phẩm của họ đều được thử nghiệm và cho đến nay họ vẫn khẳng định tính an toàn
của nó đối với sức khoẻ của người sử dụng.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 5 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
PHẦN 2
CƠ CHẾ DIỆT KHUẨN CỦA NANO BẠC

Bạc nano là những hạt bạc có kích thước nằm trong khoảng 0,1 – 100nm. Bạc
nano thường ở dưới dạng các dung dịch keo với các chất bảo vệ là các polymer
(polyvinylalcol PVA, polyethylenglycol PEG, polyvinyl pyrolidone PVP) để các hạt
nano bạc không bị kết tụ. Bạc ở kích thước nano có những đặc trưng rất khác so với bạc
bình thường. Đó là một kháng sinh tự nhiên và rất mạnh, có khả năng phòng ngừa nhiều

bệnh truyền nhiễm. Nhìn chung, nano bạc có những đặc điểm đáng quan tâm sau đây:
• Diệt trên 650 loại vi khuẩn
• Hiệu quả cao
• Tác dụng nhanh
• Không độc
• Không kích thích
• Không gây dị ứng
Tính kháng khuẩn của nano bạc được giải thích theo một số cơ chế sau:
- Các đặc tính kháng khuẩn của bạc bắt nguồn từ tính chất hóa học của các ion Ag
+
.
Ion này có khả năng liên kết mạnh với peptidoglican, thành phần cấu tạo nên thành tế bào
của vi khuẩn và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào bên trong tế bào dẫn đến làm tê liệt
vi khuẩn. Nếu các ion bạc được lấy ra khỏi tế bào ngay sau đó, khả năng hoặt động của vi
khuẩn lại có thể được phục hồi. Do động vật không có thành tế bào, vì vậy chúng ta
không bị tổn thương khi tiếp xúc với các ion này.
- Với tính chất xúc tác, nano bạc vô hiệu hoá các enzyme mà vi khuẩn và nấm cần
cho quá trình trao đổi chất của tế bào dẫn đến rối loạn quá trình biến dưỡng của vi khuẩn.
Tác động này làm cho vi khuẩn bị tiêu diệt nhanh chóng.
- Hạt nano bạc liên kết với các nhóm chứa phospho trong phân tử DNA làm rối loạn
quá trình sao chép DNA làm chết vi khuẩn.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 6 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH

Hình 1: Tác động của ion bạc bẻ gãy DNA của vi khuẩn.
- Các hạt nano bac tương tác với nhóm
-
SH của các protein, enzyme trên màng tế
bào dẫn đến sự thay đổi hình thái và gia tăng tính thấm của màng. Sự vận chuyển vật chất
qua màng tăng làm vỡ màng tế bào của vi khuẩn.

- Nano bạc giúp tạo ra các oxyen hoạt tính từ trong nước hoặc không khí tương tác
với các lipid màng làm tổn thương màng.

Hình 2: Cơ chế diệt khuẩn của bạc.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 7 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
Nhờ có kích thước rất nhỏ (0,1nm – 100nm), diện tích bề mặt tổng cộng của bạc
nano rất lớn và hiệu quả hoạt động của bạc nano tăng đáng kể so với hạt bạc có kích
thước lớn hơn (micro). Đây là ưu điểm của hạt nano bạc so với hạt bạc có kích thước lớn
hơn và với ion. Theo tính toán lý thuyết bạc nano có hoạt tính mạnh hơn ít nhất 40 lần
trên mỗi đơn vị bạc so những dung dịch keo bạc thông thường. Vì vậy, người ta có thể sử
dụng ít bạc hơn để đạt được hiệu quả tương đương. Điều này rất có ý nghĩa vì theo EPA
(Environmental Protection Agency), một người chỉ có thể dùng tối đa 350 µg/liều dùng
mỗi ngày, nếu nhiều hơn sẽ bị hiện tượng Argyria hay còn gọi là trúng độc bạc. Nếu dùng
1 – 2 muỗng càphê/ngày (20 ppm) tương đương 100 – 200 µg/ngày (thấp hơn so với
khuyến cáo của EPA về hàm lượng bạc trong nguồn nước cung cấp ở Mỹ), ta sẽ có hiệu
quả phòng bệnh rất tốt. Điều này đảm bảo cho người dùng có thể sử dụng nano bạc như
một chất bổ sung trong bữa ăn hay trong nước uống mà không bị hiện tượng Argyria.



Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 8 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
PHẦN 3
PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP NANO BẠC

Có hai phương pháp để tạo vật liệu nano, phương pháp từ dưới lên và phương
pháp từ trên xuống. Phương pháp từ dưới lên là tạo hạt nano từ các ion hoặc các nguyên
tử kết hợp lại với nhau. Phương pháp từ trên xuống là phương pháp tạo vật liệu nano từ

vật liệu khối ban đầu.
Đối với hạt nano kim loại như hạt nano vàng, bạc, bạch kim, thì phương pháp
thường được áp dụng là phương pháp từ dưới lên. Nguyên tắc là khử các ion kim loại
như Ag
+
, Au
+
để tạo thành các nguyên tử Ag và Au. Các nguyên tử sẽ liên kết với nhau
tạo ra hạt nano. Các phương pháp từ trên xuống ít được dùng hơn nhưng thời gian gần
đây đã có những bước tiến trong việc nghiên cứu theo phương pháp này.
3.1. Phƣơng pháp ăn mòn laser
Đây là phương pháp từ trên xuống. Vật liệu ban đầu là một tấm bạc được đặt trong
một dung dịch có chứa chất hoạt động bề mặt. Một chùm laser xung có bước sóng 532
nm, độ rộng xung 10 ns, tần số 10 Hz, năng lượng mỗi xung là 90 mJ, đường kính vùng
kim loại bị tác dụng là 1 – 3mm. Dưới tác dụng của chùm laser xung, các hạt nano có
kích thước khoảng 10nm được hình thành và được bao phủ bởi chất hoạt động bề mặt
C
n
H
2n+1
SO
4
Na với n = 8; 10; 12; 14 có nồng độ từ 0,001M đến 0,1M.
3.2. Phƣơng pháp khử vật lý
Phương pháp này sử dụng các tác nhân vật lý như điện tử, sóng điện từ năng lượng
cao như tia gamma, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia laser, tia UV để khử ion Ag
+
thành
nguyên tử Ag.
Dung dịch muối bạc không có thêm chất phụ gia nào khác có thể được chiếu bằng

phương pháp chiếu xạ với bức xạ năng lượng cao, quá trình này tạo ra các electron
hydrate hóa và hydro nguyên tử có khả năng khử bạc ion.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 9 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
Một thí dụ sử dụng phương pháp vật lý để chế tạo hạt nano bạc là dùng các tia laser
xung có bước sống 500nm, độ dài xung 6sn, tần số 10Hz công suất 12-14mJ chiếu vào
dung dịch AgNO
3
như là nguồn kim loại và sodium dodecyl sulfate (SDS) như chất hoạt
động bề mặt để thu được hạt nano bạc. Kích thước của hạt nano Ag tạo ra bằng phương
pháp laser phụ thuộc vào chiều dài bước sóng và cường độ của laser. Phương pháp khử
vật lý đơn giản hơn phương pháp khử hóa học, tuy nhiên để tạo tác nhân vật lý cần thiết
bị hiện đại và đắt tiền.
3.3. Phƣơng pháp khử hóa lý
Đây là phương pháp trung gian giữa hóa học và vật lý. Nguyên lý là dùng phương
pháp điện phân kết hợp với sóng siêu âm để tạo hạt nano. Phương pháp điện phân thông
thường chỉ có thể tạo được màng mỏng kim loại. Trước khi xảy ra sự hình thành màng,
các nguyên tử kim loại sau khi được điện hóa sẽ tạo các hạt nano bám lên điện cực âm.
Lúc này người ta tác dụng một xung siêu âm đồng bộ với xung điện phân thì hạt nano
kim loại sẽ rời khỏi điện cực và đi vào dung dịch.
3.4. Phƣơng pháp khử sinh học
Phương pháp sinh học sử dụng các tác nhân như vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm có khả
năng khử ion bạc tạo nguyên tử bạc kim loại.
Từ lâu người ta đã biết các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm men, nấm mốc giữ vai trò
quan trọng trong việc xử lý các độc tố kim loại nhờ khả năng khử các ion kim loại. Sastry
và cộng sự đã nhận thấy có sự hình thành các hạt nano vàng khi cho loài nấm Verticillum
sp tiếp xúc với ion vàng. Klaus và cộng sự cũng đã chứng minh được có sự hiện của nano
bạc trong vùng chu chất của Pseudomonas stutzeri AG259 khi cho vi khuẩn này tiếp xúc
với dung dịch bạc nitrate. Tuy nhiên việc áp dụng đặc tính khử kim loại để biến vi sinh
vật thành các nhà máy sản xuất các hạt nano kim loại chỉ mới được quan tâm đến trong

thời gian gần đây.
Phương pháp này có nhiều ưu điểm như: thiết bị nuôi cấy đơn giản, môi trường nuôi
cấy rẻ tiền, không phụ thuộc nhiều vào hóa chất và thiết bị đắt tiền, dễ thực hiện, thân
thiện với môi trường do không sử dụng các hóa chất độc hại. Ngoài ra nó có thể áp dụng
với quy mô sản xuất lớn mà chi phí đầu tư ban đầu lại rất thấp. Vì vậy, các nhà nghiên
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 10 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
cứu ngày càng quan tâm đến các phương pháp sinh tổng hợp. Phương pháp sinh tổng hợp
tạo ra các hạt nano bạc có độ phân bố khá đồng đều và có khả năng sản xuất với qui mô
lớn do các hạt được ổn định ngay trong quy trình sản xuất bởi các protein.
3.5. Phƣơng pháp khử hóa học
Trong phương pháp này, các tác nhân hóa học được sử dụng để khử ion bạc tạo
thành bạc kim loại.
Trong phương pháp này, ion Ag
+
dưới tác dụng của chất khử sẽ tạo ra nguyên tử
Ag
0
, sau đó các nguyên tử này kết hợp với nhau tạo thành các hạt bạc có kích thước nano.
Các tác nhân hóa học có thể sử dụng là: NaBH
4
, sodium citrate, citric acid, EDTA,
ethanol, ethylene glycol, hydrogen, hydrogen peroxid, hydroxylamine, hydrazine,
formaldehyde và các dẫn xuất của nó,
Để các hạt phân tán tốt trong dung môi mà không bị kết tụ thành đám, người ta sử
dụng phương pháp tĩnh điện để làm cho bề mặt các hạt nano có cùng điện tích và đẩy
nhau hoặc dùng phương pháp bao bọc chất hoạt động bề mặt. Phương pháp tĩnh điện đơn
giản nhưng bị giới hạn bởi một số chất khử. Phương pháp bao phủ phức tạp nhưng vạn
năng hơn, hơn nữa phương pháp này có thể làm cho bề mặt hạt nano có các tính chất cần
thiết cho các ứng dụng. Các hạt nano Ag, Au, Pt, Pd, Rh với kích thước từ 10 đến 100 nm

có thể được chế tạo từ phương pháp này
Sau đây quy trình điều chế dung dịch nano bạc sử dụng kỹ thuật khử hóa học với
bức xạ UV kích thích.
3.5.1. Hóa chất thí nghiệm sử dụng
AgNO
3
(bạc nitrat): Độ tinh khiết 99%, NaOH (natri hydroxyt), NH
4
OH (amoni
hydroxyt), C
6
H
12
O
6
(đường glucozo), C
17
H
33
COOH (axit oleic).
Axit oleic có công thức cấu tạo: CH
3
-(CH
2
)
7
-CH=CH-(CH
2
)
7

-COOH là chất
không màu, không mùi, không vị, nóng chảy ở 14
0
C. Khi thủy phân chất béo người ta thu
được cả axit oleic cùng với các loại axit no và không no khác.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 11 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
3.5.2. Thiết bị sử dụng
- Nước cất sạch.
- Các bình đựng hóa chất, ống đong, pipet.
- Phim và giấy lọc.
- Máy khuấy từ và rung siêu âm để phân tán và làm đồng đều.
- Đèn pin bức xạ UV, công suất 35W.
3.5.3. Quy trình tổng hợp

Hình 3: Sơ đồ quy trình điều chế hạt nano bạc sử dụng kỹ thuật khử hoác học với bức xạ
UV kích thích.
- Lấy 1,7g bạc nitrat AgNO
3
(dạng muối kết tinh màu trắng) hòa tan trong 100ml
nước cất.
- Thêm vào dung dịch 0,62g Natri hydroxyt NaOH, để tạo kết tủa Ag
2
O có màu đen.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 12 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
- Hòa tan kết tủa bằng một lượng vừa đủ amoni hydroxyt NH
4
OH, để tạo ra dung
dịch phức bạc Ag(NH

3
)
2
OH trong suốt.
- Cho thêm một lượng chất hoạt động bề mặt axit oleic và khuấy đều trên máy
khuấy từ trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng để tạo ra dung dịch đồng nhất và có độ nhớt cao.
- Sau đó thêm 2g đường glucozo và khuấy đều trên máy khuấy từ để thực hiện phản
ứng khử. Trong quá trình khử sử dụng đèn bức xạ UV để kích thích phản ứng khử và
điều khiển phân bố kích thước hạt nano bạc.
- Phản ứng khử được thực hiện ở nhiệt độ phòng trong khoảng 8 giờ.
3.5.4. Cơ chế hình thành hạt nano bạc
Quá trình hình thành hạt nano bạc được giải thích như sau:
- Đầu tiên, bức xạ UV kích thích các ion [Ag(NH
3
)
2
]
+
hoạt động. Khi đó các phân tử
đường glucose nhường điện tử cho Ag
+
và tạo ra hạt nhân nguyên tử bạc Ag
0

[Ag(NH
3
)
2
]
+

+ RCHOH
hν
Ag
0
+ 2NH
3
+ H
+
+ RCOH
nAg
0
(Ag
n
)
0
- Tiếp theo, các ion Ag
+
ở trong dung dịch hấp phụ lên trên bề mặt nguyên tử bạc và
tạo ra một lớp điện tích dương. Các điện tích dương Ag
+
sẽ hút các ion RCOO
-
mang
điện tích âm trái dấu và tạo ra lớp bảo vệ thứ nhất. Do nhóm carboxyl của ion oleate
hướng về phía bề mặt của bạc nên đầu kị nước được hướng ra phía ngoài. Khi đó các ion
oleate ở trong dung dịch tiếp tục gắn kết với lớp bảo vệ đầu và hình thành lớp bảo vệ thứ
hai với đầu ưa nước hướng ra ngoài. Chính cấu trúc này khiến các hạt nano bạc phân tán
đều trong nước và không bị kết đám.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 13 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH

Hình 4: Sự hình thành của 2 lớp ion oleate trên bề mặt hạt nano bạc.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 14 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
PHẦN 4
ỨNG DỤNG CỦA NANO BẠC

4.1. Trong công nghiệp và trong đời sống hàng ngày
Bạc nano được đưa vào các polymer như polyethylene (PE), polypropylene (PP)
có khả năng tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn: tụ cầu khuẩn vàng, Bacillus pneumoniae,
E.coli…. Ứng dụng của việc phân bố bạc nano trong các chất dẻo, polymer, hiện nay
người ta đã sản xuất các mặt hàng tiêu dùng có tính kháng khuẩn chứa các hạt nano bạc
như tủ lạnh, máy điều hòa, máy giặt, đầu ti (núm vú), bình sữa cho trẻ sơ sinh, hộp đựng
thực phẩm.
Dựa trên tính năng diệt khuẩn của bạc, Samsung đã đưa ra phương pháp sử dụng ion
bạc trong các thiết bị dân dụng: máy điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh, máy hút bụi và máy giặt
để khử trùng. Với tủ lạnh tự làm sạch, các bộ phận của tủ lạnh đều là các loại chất dẻo có
hạt nano bạc, sản phẩm này đã tạo một sự kiện phi thường trong giới khoa học, gần như
không có vi khuẩn nào trong tủ lạnh nano. Ngoài ra, nano bạc là một chất khử mùi cực kỳ
hiệu quả nên các hương vị của thức ăn, thức uống trong tủ lạnh đều được giữ nguyên vẹn.
Trong máy giặt, công nghệ nano bạc tạo thành hệ thống diệt khuẩn của máy mà không
cần phải đun sôi nước. Cách làm này vừa ít hao tốn điện năng nhưng vẫn bảo đảm hiệu
quả.

Hình 5: Máy giặc Samsung sử
dụng lớp phủ nano bạc.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 15 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
Hãng Mummybear (Hàn Quốc) gần đây đã giới thiệu công nghệ Nano Silver được
ứng dụng vào sản xuất bình sữa và dụng cụ đựng thức ăn cho trẻ. Những sản phẩm này

đã được Bộ y tế, Viện dinh dưỡng, Cục an toàn vệ sinh thực phẩm, Vinacontrol cấp
chứng nhận tiêu chuẩn sản phẩm và chất lượng.

Ngoài ra, hiện nay người ta còn ứng dụng nano bạc trong các sản phẩm như nước
rửa rau, các loại sơn, mỹ phẩm, ca uống nước, …
4.2. Trong y học
Với tính chất kháng khuẩn nhanh và hiệu quả các hạt nano bạc đã được ứng dụng
khá rộng rãi trong y học. Một số sản phẩm chứa nano bạc như khăn ăn, khăn vệ sinh khô
cho cả em bé lẫn người lớn, băng đắp bỏng, đắp vết thương, găng tay, quần áo dùng trong
y tế với khả năng diệt khuẩn cao tới 99%.

Hình 6: Bình sữa cho trẻ sơ sinh có lớp phủ nano bạc.
Hình 7: Băng, gạc y tế sử dụng
bạc nano chống khuẩn.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 16 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
Hãng dược phẩm Nucryst ở Fort Saskachevan, Alberta (Canada) đã đưa bạc nano
vào miếng băng gạc để băng những vết loét do bỏng vì chúng có tác dụng diệt khuẩn
mạnh hơn so với hạt bạc bình thường. Trước kia hàng ngày phải thay băng gạc cho bệnh
nhân vừa gây đau đớn cho họ, vừa tốn kém nhưng với loại thuốc mới này chỉ cần thay
băng một tuần một lần và thời gian khỏi bệnh nhanh hơn.
+ Khẩu trang nano bạc: Được thiết kế với 3-4 lớp gồm 2 lớp vải, một lớp vật liệu
tẩm nano bạc và than hoạt tính ở giữa, loại khẩu trang này có khả năng diệt khuẩn, diệt
virus, lọc không khí rất tốt. Lớp vải tẩm nano bạc có chức năng diệt vi khuẩn, virus, nấm
bị giữ lại trên khẩu trang đồng thời có tác dụng khử mùi.




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

+ Sản xuất thuốc chữa bệnh


Hình 9: Các dược phẩm sử dụng nano bạc.

+ Màng hô hấp: Đó là một tấm màng mỏng có thể cho khí và hơi nước qua nhưng
không thể cho chất lỏng đi qua, có vô số những lỗ khí nhỏ tồn tại trong tấm film. Các hạt
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 17 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
nano bạc gần đây đã được kết hợp với film polyolefin với đặc tính kháng khuẩn rất tốt.

Hình 10: Ảnh SEM của các hạt nano bạc kết hợp với film polyolefin
4.3. Trong nông nghiệp

Sản phẩm thuốc trừ bệnh cây MIFUM 0,6 DD được sản xuất với nồng độ hạt nano
bạc 1000ppm và Chitosan 5000ppm. MIFUM 0,6 DD được khảo nghiệm trừ bệnh đạo
ôn, lem lép hạt trên lúa thuộc địa bàn tỉnh Lâm Đồng và đã chứng tỏ ưu việt của mình, cả
2 liều lượng, 0,5 lít MIFUM 0,6 DD và 1 lít MIFUM 0,6 DD/ha đều cho đạt hiệu quả cao
trong việc phòng trừ bệnh đạo ôn cổ bông, lem lép hạt trên lúa, nhất là trong giai đoạn 3 –
7 ngày sau khi phun.
4.4. Trong công nghệ xử lý nƣớc
Việc sử dụng các hạt bạc có kích thước nano trong công nghệ xử lý nước tương
đối khá mới mẻ. Do bề mặt riêng khá lớn, hạt bạc có kích thước nano có hoạt tính khá
Hình 11: Thuốc trừ sâu MIFUM 0,6DD
với nồng độ nano bạc 1000ppm.
Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 18 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
cao trong vấn đề xử lý nước nhiễm khuẩn và đã được khá nhiều nhà khoa học nghiên
cứu. Phòng thí nghiệm Công nghệ Nano đã sử dụng vật liệu polyurethane mút xốp tẩm

nano bạc (PU/Ag) để xử lý nước uống nhiễm khuẩn E.coli. Nước qua hệ lọc PU/Ag
không còn vi khuẩn và uống được theo tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế thế giới (WHO).

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



Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 19 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
KẾT LUẬN

Khả năng sát khuẩn mạnh của bạc từ lâu đã được con người đã biết đến, những
chén bát, thìa nĩa, nồi niêu của người La Mã cổ, của các vua chúa phong kiến và ngay cả
chiếc bi đông nhôm tráng bạc của các chiến sĩ giải phóng đã chứng minh điều đó. Tuy
nhiên tác dụng này không được ứng dụng rộng rãi vì nếu dùng bạc khối hay phủ bạc khối
cũng là quá đắt. Khi công nghệ nano phát triển thì có nhiều phương pháp điều chế nano
bạc nên nó có thể ứng dụng phổ biến hơn. Nhưng một vấn đề đặt ra là sự ảnh hưởng của
các hạt nano đến sức khỏe con người. Những hạt nano có kích thước rất nhỏ có thể xâm
nhập qua da. Từ da chúng có thể di chuyển qua hệ thống ống lympho để đi đến các hạch
bạch cầu và cuối cùng là đến các cơ quan như gan, thận và lá lách. Còn khi hít vào thì
những hạt nano sẽ đi sâu vào phổi hơn so với những hạt có kích thước lớn hơn và đến
được những bộ phận nhạy cảm hơn. Vì lẽ đó, các nhà khoa học đặc biệt lo ngại về việc sử
dụng hạt nano trong những sản phẩm phun.
Tuy nhiên cho đến nay chưa thấy công trình nào công bố sự tác hại của nano bạc.
Các nghiên cứu tại Odense Universitets Hospital cũng đã chứng minh rằng các hạt nano
bạc được hấp thu vào trong cơ thể mà không hề gây ra một tác dụng phụ nào cũng như
gây độc cho cơ thể. Các nhà khoa học còn chứng minh các hạt nano bạc sẽ được giải
phóng ra khỏi cơ thể theo thời gian. Vì vậy hy vọng trong thời gian không xa sẽ có nhiều
sản phẩm sử dụng nano bạc.

Bài tiểu luận - TÌM HIỂU PHỤ GIA CHỐNG VI SINH VẬT CHO POLYMER – NANO BẠC
GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 20 SVTH: PHAN ĐÌNH THANH
TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. TS. Lê Minh Đức. Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. Giáo trình “phụ gia trong công
nghệ polymer”.
2. Phạm Trung Sản, Trương Anh Khoa, Nguyễn Hoàng, Vũ Thị Chính Tâm, Huỳnh
Hoàng Như Khánh, Thái Thị Hoà. Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha
Trang. “Điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa siêu âm (sonochemical) dùng
để tẩm các vật liệu chống khuẩn hiêu năng cao”.
3. Nguyễn Ngọc Hùng. Đại học Công nghệ - ĐHQG Hà Nội. Khóa luận tốt nghiệp
“Nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc và khả năng sát khuẩn của nó”.
4. Ngô Võ Kế Thành, Nguyễn Thị Phuong Phong, Ðặng Mậu Chiến. Phòng Thí
Nghiệm Công Nghệ Nano, ÐHQG-HCM. “Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của
tấm vải coton ngâm trong dung dịch keo nano bạc”.
5. A.I. Wasif, S.K. Laga, Textile & Engineering Institute, Ichalkaranji 416115, India.
“use of nano silver as an antimicrobial agent for cotton”
6. ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQGTPHCM. Thí nghiệm: “Khảo sát nồng độ AgNO
3

tối ưu”.
7. />ung-dung-cua-nano-bac-trong-doi-song.html
8.