Nghiên cứu chế tạo vật liệu NANO bạc mang trên nền vải cotton

TÁC GIẢ: Nguyễn Trường Sơn

TÓM TẮT CÔNG TRÌNH
Đe tài này được thực hiện nhằm mục đích chế tạo ra vải nano bạc trên cơ sở vải cotton có mang
nano bạc bám lên các sợi vải. Trong quá trình đề tài này tiến hành chế tạo dung dịch nano bạc với
kích thước hạt vào khoảng từ 3 nm đến 32 nm và có sự phân bố kích thước hạt tập trung tùy thuộc
vào nồng độ của dung dịch chế tạo ra, đồng thời độ bền của dung dịch là vào khoảng 5 tháng do
vậy đảm bảo tính thực tế của quá trình chế tạo vải nano bạc.
Đối với vải nano bạc được chế tạo theo phương pháp nhuộm và khảo sát quá trình nhuộm với
các thông số: nồng độ, nhiệt độ, dung tỷ, thời gian, để tìm ra điều kiện chế tạo tối ưu. Vải nano
bạc chế tạo ra có các hạt bạc phân bố khá đều và bám tốt trên bề mặt vải sợi, khả năng diệt khuẩn
cao.

1


PHẦN 1: ĐẢT VẤN ĐÈ
•

Hiện nay Nano bạc với khả năng diệt khuẩn cao đã và đang được nghiên cứu ở khắp nơi trên
thế giới, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như xúc tác, thực phẩm, y học, vật liệu.v..v... hiện
nay Nano bạc cũng được ứng dụng trong rất nhiều loại vật dụng như tủ lạnh nano bạc, sơn nano
bạc, tất nano bạc, kính sát tròng nano bạc ..v..v..trong đó ngành dệt may hứa hẹn nhiều tiềm năng
kinh tế hơn cả.
Ở trong nước, chưa có một công trình nghiên cứu nào nhằm đưa nano bạc vào vải sợi để sản
xuất các vật phẩm chống mùi hôi. Tuy nhiên trên thế giới hiện nay có rất nhiều công trình nghiên
cứu đưa nano bạc vào vải sợi với rất nhiều các loại vải khác nhau như PAN, len, sylk, polyester,
vải pha, cotton..v..v.. có thể kể đến vài công trình như của nhóm nghiêm cứu Chuh-Yean Chen,
Che-Li Chiang của Trung Quốc, Sang Young Yeo, Hoon Joo Lee, Sung Hoon Jeong của Hàn Quốc
nghiên cứu đưa nano bạc vào vải cotton và áp dụng cho các sản phẩm diệt khuẩn. Ngoài ra, cũng
nhóm Sang Young Yeo, Hoon Joo Lee, Sung Hoon Jeong đã nghiên cứu thành công đưa nano bạc

vào vải polyester, vải cotton pha polyester. Đối với các loại vải khác, len được nghiên cứu thành
công bởi nhóm nghiên cứu Hee Yeon Ki, Jong Hoon Kim, Soon Chui Kwon, Sung Hoon Jeong của
Hàn Quốc, poly amid được nghiên cứu thành công bởi nhóm nghiên cứu Qian Zhang, Dezhen
Wu, ShengLi Qi, ZhangPen Wu, XiaoPing Yang, Riguan Ji của Trung Quốc..v..v.
Đối với mỗi loại vải khác nhau phương pháp để chế tạo vải kháng khuẩn cũng khác nhau. Tuy
nhiên, với vải cotton phương pháp thường sử dụng theo các tài liệu là nhuộm vải cotton bằng
dung dịch nano bạc đã được điều chế sẵn. do đó trong đề tài này tôi tiến hành chế tạo vật liệu nano
bạc mang trên nền vải cotton theo hai bước là : chế tạo dung dịch nano bạc và sau đó tiến hành
nhuộm để chế tạo vải nano.
Tuy rất quan tâm đến độ bền lớp nano bạc bao phủ trên sợi vải cotton, nhưng do không đủ thời
gian thực hiện do đó vấn đề tồn tại của đề tài là kiểm tra độ bền của lớp nano bạc trên sợi vải và
đây được xem là vấn đề thiếu xót của đề tài và cần nghiên cứu.

2


PHẦN 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐÈ
V MỤC TIÊU CỦA CÔNG TRÌNH
Chế tạo thành công vải cotton có mang nano bạc nhằm ứng dụng vào các sản phẩm như tấm
lót mũ bảo hiềm, bít tất có mang nano bạc, tấm lót giày...để tránh mùi hôi trong quá trình sử dụng.
H/ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu.
Thực hiện việc nghiên cứu với hai quá trình sau:
Quá trình xử lý vải

3


Quy trình chế tạo dung dịch nano bạc.
QUY TRÌNH ĐIỀU CHẾ

4


m/ KÉT QUẢ VÀ BỆN LUẬN 1. CHẾ
TẠO HẠT NANO BẠC
Tiến hành thực hiện phản ứng điều chế hạt nano bạc bằng cách cho AgN03 vào dung dịch
trong suốt gồm ethylen glycol và PVP. Quan sát quá trình phản ứng trong lò vi sóng thấy có
sự thay đổi màu của dung dịch, từ không màu sang màu vàng. Điều này chứng tỏ phản ứng
hóa học chuyển hóa Ag+ thành Ag° đã xảy ra.
Cơ chế của phản ứng được đề nghị như sau [31]:

Hình 3.1 : Sự biển đổi của dung dịch trong quả trình điều chế hạt nano bạc
1.1. Xác định sự hiện diện của hạt nano bạc trong dung dịch và thòi gian phản ứng
1.1.1.

Xác định sự hiện diện của hạt nano bạc trong dung dịch

Kết quả phổ UV-Vis của dung dịch (hình 3.2) cho thấy có một đỉnh hấp thu mạnh ở bước
sóng 406 nm. Theo các tài liệu [37, 38, 39], khi tiến hành phân tích mẫu dung dịch nano bạc
bằng phương pháp phổ UV-Vis, với kết quả nhận được có các đỉnh hấp thu trong khoảng từ
400nm đến 450nm thì có thể khẳng định rằng trong dung dịch đó đã có sự hiện diện của hạt
nano bạc. Như vậy, trong dung dịch chế tạo được kể trên đã có sự hiện diện của hạt nano
bạc.

5


Hình 3,2 : Phổ ƯV-Vis của dung dịch nano bạc.

1.1.2.

Ảnh hưởng của thòi gian, chất bảo vệ, lượng AgN03 đến quá trình phản ứng

Tiến hành điều chế dung dịch chứa hạt nano bạc vói hàm lượng AgN03 cao
___
pyp
(0,28gam) hoăe thâp (0,046 gam), lương PVP đươc chon theo tỷ lê ——— = 5,
AgNƠ3
PVP phải tan hoàn toàn trong 200 ml ethylen glycol trước khi thêm AgN03 vào để tiến hành
phản ứng.
Phản ứng được thực hiện trong lò vi sóng với công suất P=160W và kết quả nhận được
được trình bày trong bảng 3.1

6


Bảng 3.1 : Bảng khảo sát quá trình điều chế hạt nano bạc
Thí

p

nghiệm

(W)

la

160

lb

lc
ld
le
2a
2b
2c
2d

3b
3c
4a
4b
5a
5b
5c

160
160
160
160
160
160

Thấp

1’00”

5’00”

Thấp

1’00”

5’30”

Thấp

1’00”

6’00”

Thấp

roo”

12’00”

Thấp

1’00”

4’30”

Cao

1’00”

5’00”

Cao

1’00”

5’30”

Cao

1’00”

6’00”

Cao

1’00”

Cao

1’00”

6’00”

Cao

1’00”

6’00”

Cao

1’00”

6’00”

Cao

1’00”

6’00”

Thấp

1’00”

6’00”

Cao

1’00”

0 tháng

Cao

1 tháng

Cao

(N

3a

160

4’30”

160
160
160
160
160
160
160
-

o
o
í—
H

2e

160

Thừi gian (phút) Hàm lượng AgNƠ3 Thời gian nghỉ (phút)

2 tháng

Cao

5d

-

3 tháng

Cao

5e

-

4 tháng

Cao

5 tháng

cao

5f

-

-

1


Ab
s

*Ảnh hưởng cửa thời gian phản ứng

Hình 3,3 : Phổ UV-VIS của dung dịch nano bạc ứng với hàm lượng AgNOs thấp.

Bảng 3,2 : Giá trị độ hấp thu A theo thời gian t của dung dịch nano bạc ứng
với hàm lượng AgN03 thấp.
Thời gian t (phút)

Độ hấp thu A

4,5

0,82

5,0

0,85

5,5

0,86

6

0,88

12

0,88

8


Đồ thị 3.1 : Đồ thị độ hẩp thu A theo thời gian phản ứng t ứng với lượng AgNOs thấp

❖Nhận xét: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình phản ứng với lượng
AgN03 thấp được trình bày trong hình 3.3, bảng 3.3 và đồ thị 3.1. Kết quả cho thấy độ
hấp thu A tăng dần theo thời gian (từ 0,82 sau 4 phút tăng lên 0,88 sau 6 phút). Tuy nhiên,
khi kéo dài thời gian thêm 6 phút, độ hấp thu A vẫn không đổi (A=0,88), nghĩa là lượng
hạt nano bạc không tăng nữa. Như vậy, thời gian để điều chế hạt nano bạc với hàm lượng
AgN03 thấp là 6 phút.

9


4-1

«e

V I ------------------------- 1 ------------------------ 1

300

400

I

500

600

I

700

Wavelength (nm)-

Hình 3.4: Pho ƯV-VIS của dung dịch nano bạc ứng với hàm lượng AgNOß cao.

Bảng 3.3 : Giá trị độ hấp thu A theo thời gian t của dung dịch nano bạc ứng với
hàm lượng AgNOß cao.

Thời gian ( phút)

Độ hấp thu A

4,5

1,1

5,0

1,6

5.5

2,9
3,25

6

3,25

12

10

800


A

Đồ thị 3.2 : Đồ thị độ hấp thu A theo thời gian phản ứng ứng khi lượng AgNOs cao
❖Nhận xét: Tương tự như với hàm lượng AgN03 thấp, kết quả nhận được trên hình 3.4, bảng
3.4 và đồ thị 3.2 cho thấy trong quá trình phản ứng điều chế hạt nano bạc với lượng
AgN03 cao cũng cho độ hấp thu A tăng dần theo thời gian (từ 1,1 sau 4 phút tăng lên 3,25
sau 6 phút). Tuy nhiên với thời gian 6 phút tiếp theo, độ hấp thu A vẫn không đổi
(A=3,25). Như vậy, thời gian để điều chế hạt nano bạc với hàm lượng AgN03 cao là 6
phút.

11


> Ảnh hưởng của hàm lượng chất bảo vệ: Tiến hành điều chế dung dịch nano bạc với thời gian 6
phút và công suất là 160 w ứng với hàm lượng AgN03 cao và hàm lượng chất bảo vệ PVP
khác nhau.

,
PVP

Hình 3.5: Phô UV-VIS của dung dịch nano bạc có -—khác nhau.
AgNO,
Bảng 3,4: Giá trị độ hấp thu A theo thời gian t của dung dịch nano bạc ứng với hàm
lượng AgN03 như nhau và lượng PVP khác nhau
PVP AgNO3

Độ hấp thu A

4

3

411

10

3,2

410

3,6

408

16

12

Bước sóng (nm)

❖ Nhận xét; Kết quả trình bày trên hình 3.5 và bảng 3.5 cho thấy với cùng lượng AgN03 và
ethylen glycol, khi tăng lượng PVP, độ hấp thu A tăng theo, đồng thời bước sóng hấp
thu giảm xuống, tức là lượng nano bạc tăng lên và kích thước hạt nhỏ hơn. Điều này có
thể giải thích là khỉ lượng chất bảo vệ tăng, sự kết tụ của các hạt Ag° sẽ giảm xuống, hạt
nano bạc sẽ có kích thước nhỏ hơn, vì thế mà sổ lượng hạt nano bạc trong dung dịch cố
lượng PVP tăng lên, độ hấp thu A củã dung dịch nano bạc sẽ cao hơn. Như vậy, trong
quá trình điều chế nên sử dụng lượng PVP cao, tuy nhiên cần lựa chọn phù hợp với
lượng AgN03 rì nếu lượng PVP quá nhiều khả năng hòa tan hết PVP trong ethylen glycol
sẽ khó khăn.
> Ảnh hưởng của hàm lượng AgN03

Hình 3.6: Phổ UV-VIS của dung dịch nano bạc với hàm lượng AgN03 khác nhau

13


❖ Nhận xét: Với hàm lượng khác nhau của AgN03 thi độ hấp thu A của phổ ƯV- Vis cũng
khác nhau, tức là lượng nano bạc tạo ra cũng khác nhau. Tuy nhiên, xét về bước sống hấp
thu thì không khác biệt nhiều. Cố thể kết luận rằng, tính chất của dung dịch nano bạc ít
phụ thuộc vào hàm lượng AgN03 cao hay thấp trong khoảng thời gian khảo sát.
1.2. Xác định kích thước hạt nano bạc
1.2.1. Ảnh TEM của dung dịch nano bạc ứng vóí hàm lượng AgNOa cao.

Hình 3.7: Ảnh TEM và đồ thị phân bẩ kích thước hạt nano bạc khi lượng AgNOs cao.

♦♦♦ Nhận xét : Dựa trên hình 3.7 cùng với đồ thị phân bố kích thước hạt, ta thấy rằng các
hạt nano bạc chế tạo được có kích thước phân bố rộng trong khoảng từ 3nm đến 32 nm,
chủ yếu tập trung trong khoảng 10 nm đến 13nm. Đồng thời các hạt chủ yếu có dạng hình
cầu, đây là dạng cho hiệu quả kháng khuẩn cao nhất do có nhiều mặt tiếp xúc với vỉ

khuẩn nhất.

14


1.2.2.

K

-#

Ảnh TEM của dung dịch nano bạc ứng vói hàm lượng AgN03 cao.

« * ' <•

*

iWALi üAhJD Aa WOÑä DO THAF 3

JEM-14ỦỦ 13ũ4o? PSC*J 10Ũ%
Comm
IHUW.1

“

aICO.DrMiï'

mimas 0 23 FW

awMBrWjUltMlHeN

Ũ |rtfn)

Hình 3.8: Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt nano bạc khỉ lượng AgNOĩ thấp.
❖ Nhận xét: Ảnh TEM cùng với đồ thị phân bố kích thước hạt (hình 3.8) cho thấy các hạt
nano bạc chế tạo được có dạng hình cầu, kích thước phân bố rộng trong khoảng từ 3nm
đến 32 nm, chủ yếu tập trung trong khoảng 3nm đến 5nm. Tuy nhiên, có một phần
không lớn các hạt có kích thước vào khoảng 20 nm. Các kết quả trên cho thấy kích thước
của các hạt nano bạc ứng với nồng độ AgN03 thấp nhỏ hơn so với kích thước của các hạt
nano bạc úng với nồng độ AgN03 cao.
• Ảnh TEM cũng cho thấy các hạt nano bạc phân bố khá đều, đồng thời xuất hiện các hạt
nano bạc tương đối lớn, nguyên nhân chủ yếu là khi ion Ag+ bị khử về Ag° thì các nguyên
tử Ag° sẽ có khuynh hướng va chạm và kết tụ lại với nhau tạo thành hạt nano bạc. Sự va
chạm là ngẫu nhiên do đó mà chúng ta thấy rằng các hạt bạc tạo ra có kích thước nanomet
không đồng đều và giàn trải từ 3nm đến 32 run.

15


1.3. Xác định tính bền, ẫn định của dung dịch nano bạc tạo thành..
Tính bền của dung dịch nano bạc chế tạo ra được đánh giá theo tiêu chí.
-

Dung dịch không bị đục, không có những biến đồi nhiều về tính chất lý hóa so với dung
dịch ban đầu trong quá trình lưu mẫu. Điều đó có nghĩa là trên phổ uv~ Vis không xuất
hiện các đỉnh hấp thu khác thường.

-

Sự kết tụ các hạt nano bạc để tạo thành các hạt bạc có kích thước lởn hơn phải diễn ra

chậm, tức là độ hấp thu của dung dịch nano bạc trên phổ UV-Vis theo thời gian sẽ giảm
không đáng kể.

Hình 3.9 : Phổ UV-VIS khảo sát tỉnh bền của dung dịch nano bạc.

16


Bảng 3.5 : Độ hấp thu và độ giảm của độ hấp thu của dung dịch nano bạc theo thời gian
khi khảo sát tính bền của dung dịch nano bạc
Mau

Thời gian

Độ hấp thu A

Độ giảm (%)

5a

0 tháng

3,4

0

406

5b

1 tháng

3,3

3

406

5c

2 tháng

3,2

5d

3 tháng

3,1

5e

4 tháng

2,9

15

407

5f

5 tháng

2,9

15

407

Bước sóng (nm)

6
8

406
406

❖ Nhận xét:
-

Dựa vào phổ UV-Vis, ta thấy rằng không có sự biến đổi nhiều về tính chất lý hóa của
dung dịch nano bạc đã được điều chế sau khoảng thời gian lưu mẫu là 5 tháng.

-

Dựa vào số liệu bảng 3.3 ta thấy rằng sau tháng thứ 4, bước sang tháng thứ 5, độ hấp
thu của dung dịch nano bạc là 15 % so với độ hấp thu ban đầu. Tuy nhiên, từ tháng thứ
5 sang tháng thứ 6, độ hấp thu không thay đổi, dung dịch nano bạc điều chế được có độ
bền khoảng 5 tháng.

2. CHẾ TẠO VẢI NANO BẠC.
2.1. Khảo sát quá trình nhuộm vải bằng dung dịch nano bạc.
2.1.1. Ảnh hưởng bởi nồng độ nano bạc đến quá trình nhuộm vải.
Tiến hành nhuộm vải cotton bằng dung dịch nano bạc với các thông số như sau:
-

Nồng độ (tính theo lý thuyết) : 50 ppm, 100 ppm, 150 ppm.

-

Với dung tỷ được chọn là 1:60

-

Thời gian: t= lh30

-

Nhiệt độ : 80 0 c.

17


Bảng 3.6 : Hàm lượng bạc bám trên vải cotton khi nhuộm vải bằng dung dịch nano
bạc có nồng độ khác nhau
Nồng độ dung dịch nano bạc tính theo lý thuyết
Hàm lượng Ag trong vải (mg/kg)

50 ppm

100 ppm

150 ppm

236

547

763

❖ Nhận xét: Kết quả nhận được trên bảng 3.7 cho thấy hàm lượng bạc bám lên vải tăng theo
nồng độ của dung dịch nano bạc. Điều này được giải thích là trong quá trình nhuộm vải
bằng dung dịch nano bạc thì các hạt nano sẽ hấp phụ lên bề mặt của vải sợi cũng như
các trong mao quản của nó. Khi nồng độ tăng, số lượng các hạt nano bạc hấp phụ lên
các sợi vải cotton sẽ tăng. Như vậy, chọn nồng độ dung dịch nano bạc 150 ppm trong
quá trình chế tạo vải nano bạc và khảo sát các thông số tiếp theo.
2.1.2.

Ảnh hưởng bởi dung tỷ

Các thông số trong quá trình khảo sát:
-

Nồng độ :

150 ppm.

-

Dung tỷ :

1:40,1:60,1:80

-

Nhiệt độ:

80 °c

-

Thời gian :

2h30

Bảng 3.7 : Hàm lượng bạc bám trên vải cotton khi nhuộm vải bằng dung
dịch nano bạc cỏ dung tỷ khác nhau

Dung tỷ

1: 40

1:60

1:80

Hàm lượng Ag trong vải (mg/kg)

549

692

815

❖ Nhận xét: Quá trình nhuộm vải cotton bằng dung dịch nano bạc nhằm để các hạt nano
bạc hấp phụ lên bề mặt cũng như trong mao quản của sợi vải, vì thế việc lựa chọn dung
tỷ lớn là phù hợp để vải sợi được ngập hoàn toàn trong dung dịch nhuộm, giúp dung
dịch nhuộm ngấm đều trên sợi vải. Trong quá trình nhuộm ta luôn phải đảo trộn vải để
vải tiếp xúc đều hơn với toàn bộ dung dịch và giảm

18


nhiệt cục bộ gây kết tụ các hạt nano bạc thành các hạt lớn hơn. Dựa vào kết quả phân
tích ở bảng 3.8 ta thấy rằng hàm lượng bạc bám trên vải cotton tăng theo dung tỷ. Do
đó, dung tỷ 1:80 được chọn cho quá trình chế tạo vải nano bạc.
Mặc dù có thể chọn các dung tỷ khác lớn hơn, tuy nhiên với dung tỷ 1:80 vải đã ngập
hoàn toàn trong dung dịch, cũng như mức độ đồng đều của nano bạc bám lên vải do đó
ta không chọn dung tỷ lớn hơn vì tiêu tốn nhiều hóa chất.
2.1.3.

Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ Khảo sát quá trình chế

tạo vải nano theo thời gian với các thông số:
Nồng độ

:150 ppm

Dung tỷ

: 1:80

Thời gian

: lh, lh30, 2h, 2h30

Nhiệt độ

:60°c,80°c

1

c

n

00
o

c

n

Thời gian (h)

Os
©

Bảng 3.8: Hàm lượng bạc bám trên vải cotton có nồng độ 150 ppm trong các

điều kiện nhiệt độ, thời gian khác nhau

232

543

276

763

796

1385

589

1025

1,5
Hàm lượng bạc (mg/kg)

2
2,5

19


Đồ thị 33 ĩ Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ, thời gian với hàm
lượng bạc bám lên trên vải cotton

❖ Nhận xét: Quá trình nhuộm vải cotton thường được thực hiện trong khoảng nhiệt độ trên
dưới 70°c, do đó ta tiến hành khảo sát quá trình nhuộm vải cotton với dung dịch nano
bạc ở hai nhiệt độ gia nhiệt là 60° c và 80° c .
-

Dựa trên đồ thị ta thấy rằng: Hàm lượng nano bạc bám trên vải ứng vởi nhiệt độ 80°c là
cao hom nhiều so vởi ở nhiệt độ 60 0 c.

-

Hàm lượng bạc bám lên vải cotton tăng dần theo thời gian. Tuy nhiên, sau thời điểm
2h30, hàm lượng bạc bám lên vải giảm và quan sát thấy trong dung dịch nhuộm có hiện
tượng kết tụ lại của các hạt bạc, làm đen dung dịch nhuộm. Như vậy, khỉ thời gian
nhuộm là 2h30 hoặc lớn hơn thì hàm lượng nano bạc ừong dung dịch nhuộm giảm
xuống, do đó hàm lượng bạc nano hấp phụ vào vải sợỉ cũng sẽ gỉảm theo.

-

Tại thời gian khảo sát là 2h ở cả hai thang nhiệt độ 60°c và 80°c, hàm lượng bạc bám lên
trên vải cotton lớn nhất, đồng thời ở thời điểm này vẫn chưa thấy hiện

20


tượng biến màu củã dung dịch nano bạc dùng để nhuộm vải. Do đó chúng tôi lựa chọn
thời gian là 2h với nhiệt độ gia nhiệt trong quá trình nhuộm là 80°c để thực hiện quá
trình nhuộm vải.
Thông qua quá trình khảo sát, các thông số được lựa chọn cho quá trình chế tạo vải
nano bạc như sau:
-

Nồng độ dung dịch nhuộm : 150 ppm

-

Nhiệt đô

: 80°c

-

Thời gian

: 2h

-

Dung tỷ

: 1: 80

2.2. Đánh giá các tính chất của vảỉ nano bạc.
2.2.1. Bề mặt của sợi vải nano bạc.

KCỈV

RF ŨB I un ỈJMV íSíựKtì wn&annv toỉhun ■ NONF

Ctì-I l Fl 3ifev

WJ 3 :iin. iMrrr

Hình 3,10: Ảnh FE-SEM của bề mặt sợi vải trước và sau khi nhuộm
(a) trước khi nhuộm (b) sau khi nhuộm (độ phỏng đại lOOnm)
♦♦♦ Nhận xét: Kết quả trên hình (3.1 la) và (3.1 lb) cho thấy các hạt nano bạc đã bám ở trên
các sợi vải sau khi chúng ta tiến hành nhuộm vải bằng dung dịch nano bạc. Kích thước
của các hạt nano bạc (kề cả lớp bảo vệ bên ngoài) bám lên các sợi vải là không đồng đều,
chủ yếu tập trung trong khoảng từ 20 nm đến 50nm

21


Hình 3,11: Hình FE-SEM mô tả sự phân bố của các hạtnano bạc trên sợi vải
(độ phóng đại 1 ụm )
♦♦♦ Nhân xét:
«

-

Các hạt nano bạc đã bám lên các sợi vải cotton khá tốt, đồng thòi cũng phân bố tương
đối đều trên toàn bộ bề mặt vải sợi.

-

Mặc dù chưa cố tài liệu nào đề cập đến tính bền của lớp nano bạc khi nố bám lên sợi vải
cotton, tuy nhiên qua kiểm nghiệm ta thấy lớp bạc nano này kém bền khỉ tác động của
lực vò mạnh lên vải nano bạc.

-

Trong quá trình nghiên cứu cũng đã tiến hành cho vải nano bạc tiếp xúc với da trong
khoảng 24 h ta thấy không có biến đổi nào vổỉ vùng da được tiếp xúc với vải nano bạc
do vậy có thể khẳng định vải nano bạc tạo da không gây bất kỳ tác động độc hại nào cho
con người.
2.2.2.

Khảo sát khả năng kháng khuẩn của vải nano bạc.

Xác định tính diệt khuẩn của vải nano bạc trên hai loại vì khuẩn gram âm E.colỉ và vỉ
khuẩn gram dương s.aureus ta thu được các kết quả như sau:

22


Bảng 3.9 : Hiệu suất kháng E.coỉi và S.aureus của vải nano bạc sau những khoảng thời
gian khác nhau
E.coli
Thời

S.aureus
H (%)

Độ
lệch chuẩn

gian (giở)
5

53,76

0,99

10

98,50

0,13

15

99,92

20
24

Thời

H (%)

Độ
lệch chuẩn

gian (giờ)

99,99
99,99

2
6

0,07

10

0,04

15

0,04

20

Thời gian (gi6)

Đồ thị 3.4: Hiệu suất khảng khuẩn của vải nano bạc

23

22,17

3,30

64,54

3,48

91,52

0,07

99,96
99,99

0,01
0,005


❖ Nhận xét: Các kết quả về hiệu suất kháng khuẩn E.Colỉ và S.Aureus của vải nano bạc
được trình bày trên bảng 3.12. Hiệu suất kháng khuẩn E. Coli khá cao, sau 5 giờ hiệu
suất kháng khuẩn là 53,76%, sau 10 giờ là 98,5% và sau 24 giờ, vi khuẩn E. Coli gần như
bị tiêu diệt hoàn toàn (hiệu suất kháng khuẩn là 99,99%). Hiệu suất kháng khuẩn

s.

Aureus cũng cho kết quả tương tự, sau 6 giớ hiệu suất kháng khuẩn là 64,54 và cũng sau
24 giờ, s. Aureus gần như cũng bị tiêu diệt hoàn toàn.
❖ So sánh hiệu xuất kháng khuẩn đối với hai loại vi khuẩn là E.Coli và S.Aureus của vải nano
bạc, thì chúng ta thấy rằng khả năng kháng khuẩn với vi khuẩn gram âm là E.Coli nhanh
và hiệu quả hơn so với khuẩn gram dương là S.Aureus (sau 10 giờ, hiệu suất kháng khuẩn
E.Colỉ là 98,5% và của s. Aureus là 91,52%). Điều này được giải thích là do sự khác biệt về
độ dày khác nhau màng tế bào của vi khuẩn gram âm và gram dương. Màng tế bào của
vi khuẩn gram dương chứa lớp peptidoglycan dày (20-80 nm) so với vi khuẩn gram âm
(7-8 nm). Do đó các hạt nano bạc có khả năng tấn công và xâm nhập qua màng tế bào của
vi khuẩn gram âm tốt hơn và dẫn đến hiệu suất kháng kháng khuẩn cao hơn.

24


PHẦN 3: KẾT LUÂN
Từ mục tiêu đã đặt ra của đề tài là chế tạo vật liệu nano bạc mang trên nền vải cotton

nhằm ứng dụng thực tế vào các sản phẩm như: tấm vải lót mũ bảo hiểm, miếng lót của đế
giày..., đề tài luận văn đã đạt được các kết quả sau:
-

Đã chế tạo thành công dung dịch nano bạc theo phương pháp polyol với sự hỗ trợ
của nhiệt vi sóng. Các kết quả trên UV-Vis, TEM chứng minh hạt nano bạc trong
dung dịch có dạng hình cầu, kích thước khá nhỏ, phân bố chủ yếu trong khoảng
dưới lOnm, dung dịch nano bạc điều chế được có độ bền và ổn định tương đối cao
là khoảng 4 đến 5 tháng.

-

Đã chế tạo thành công vải cotton nano bạc với hàm lượng bạc nano bạc khá cao theo
các kết quả phân tích ICP-AES. Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng bạc bám lên
vải cotton được khảo sát như: nhiệt độ, thời gian, dung tỷ, và xác định được điều
kiện tối ưu của quá trình nhuộm vải bằng dung dịch nano bạc như sau:
■ Nồng độ dung dịch là :150ppm

-

■ Thời gian

: 2h

■ Nhiệt độ

: 80°c

■ Dung tỉ

: 1:80

Phương pháp phân tích FE-SEM cho thấy các hạt bạc phân bố khá đều trên nền vải
cotton.

-

Hoạt tính kháng khuẩn của vải cotton mang nano bạc khá cao đối với cả hai loại vi
khuẩn gram âm và gram dương (hiệu suất là 99,99% đối với cả hai loại sau thời gian
24h).

25