tóm tắt Nghiên cứu chế tạo vật liệu Nanocomposit Cu-Silica ứng dụng để diệt nấm Colletotrichum

Header Page 1 of 126.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THỊ THÚY

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU
NANOCOMPOSIT Cu-SILICA ỨNG DỤNG ĐỂ
DIỆT NẤM COLLETOTRICHUM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2016

Footer Page 1 of 126.


Header Page 2 of 126.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THỊ THÚY

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU
NANOCOMPOSIT Cu-SILICA ỨNG DỤNG
ĐỂ DIỆT NẤM COLLETOTRICHUM

Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Hoài Châu
PGS. TS. Đồng Kim Loan

Hà Nội – 2016
Footer Page 2 of 126.


Header Page 3 of 126.

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu
nanocomposit Cu-silica ứng dụng để diệt nấm Colletotrichum” là do tôi thực hiện
dƣới sự hƣớng dẫn của PGS. TS. Nguyễn Hoài Châu – Viện Công nghệ môi trƣờng
– Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và PGS. TS. Đồng Kim Loan –
Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội. Đây không phải là
bản sao chép của bất kỳ cá nhân, tổ chức nào. Các số liệu, kết quả nêu trong luận
văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về những nội dung mà mình trình bày
trong Luận văn này.
Hà Nội, ngày… tháng… năm 2016
Học viên

Nguyễn Thị Thúy

Footer Page 3 of 126.

Header Page 4 of 126.

LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn
Hoài Châu – Viện Công nghệ môi trƣờng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam và PGS. TS. Đồng Kim Loan – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại
học Quốc gia Hà Nội – những ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn tôi thực hiện Luận văn
này, ngƣời luôn quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa
Môi trƣờng, đặc biệt là các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Môi trƣờng –
Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội
đã trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích, thiết thực cũng nhƣ sự nhiệt tình, ân cần
dạy bảo trong hai năm học vừa qua.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sự hỗ trợ của Dự án trọng điểm cấp Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano trong
nông nghiệp”, mã số VAST.TĐ.NANO-NN/15-18 đã giúp tôi thực hiện Luận văn
này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ Phòng Công nghệ thân môi
trƣờng và Phòng Ứng dụng và chuyển giao Công nghệ – Viện Công nghệ môi
trƣờng, Viện HLKH&CN Việt Nam đã tạo điều kiện và trực tiếp giúp đỡ tôi trong
quá trình nghiên cứu, thực hiện luận văn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, gia đình và bạn bè đã
quan tâm động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2016
Học viên

Nguyễn Thị Thúy

Footer Page 4 of 126.

Header Page 5 of 126.

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................1
CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN............................................................................................3
1.1. Đặc điểm gây bệnh và biện pháp quản lý nấm Colletotrichum .........................3
1.1.1. Một số đặc điểm hình thái và gây bệnh của nấm Colletotrichum trên cây
trồng ...........................................................................................................................3
1.1.2. Thiệt hại do nấm bệnh Colletotrichum đến năng suất cây trồng ............6
1.1.3. Một số biện pháp quản lý nấm bệnh Colletotrichum ...............................7
1.2. Công nghệ nano và nghiên cứu ứng dụng các hạt nano kim loại để kháng nấm ..9
1.2.1. Một số tính chất của vật liệu nano ............................................................10
1.2.2. Phƣơng pháp chế tạo hạt nano kim loại ...................................................11
1.2.3. Một số nghiên cứu ứng dụng các nano kim loại để kháng nấm............12
1.2.4. An toàn của ứng dụng vật liệu nano trong nông nghiệp ........................16
1.3. Đặc điểm cấu trúc của silica .................................................................................17
CHƢƠNG 2 – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................20
2.1. Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu ......................................................................20
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................................20
2.1.2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................20
2.2. Phƣơng pháp nghiên c ứu ......................................................................................20
2.2.1. Phƣơng pháp tổng quan tài liệu ................................................................20
2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm .................................20
2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá đặc trƣng tính chất của vật liệu .........................21
2.3. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu ...........................................................................21
2.3.1. Hóa chất .......................................................................................................21
2.3.2. Thiết bị, dụng cụ .........................................................................................22
2.4. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................23
2.4.1. Điều chế các hạt nano Cu ..........................................................................23

2.4.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến đặc trƣng của vật liệu trong quá
trình chế tạo nanocomposit Cu-silica ..................................................................25
2.4.3. Nghiên c ứu đánh giá khả năng ức chế nấm Colletotrichum sp. của vật
liệu nanocomposit Cu–silica ................................................................................28
CHƢƠNG 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...................................31
3.1. Đặc trƣng các hạt nano Cu điều chế đƣợc ..........................................................31
3.1.1. Cấu trúc tinh thể của nano Cu ...................................................................32

Footer Page 5 of 126.


Header Page 6 of 126.

3.1.2. Đặc điểm hình thái và kích thƣớc hạt nano Cu .......................................33
3.2. Kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocomposit Cu-silica và đánh giá đặc
trƣng vật liệu ..................................................................................................................35
3.2.1. Ảnh hƣởng của pH đến đặc trƣng các hạt SiO2 tạo thành .....................35
3.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ APTES đến đặc trƣng của vật liệu .42
3.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ Cu2+ gắn lên silica đến đặc trƣng của vật
liệu ...........................................................................................................................43
3.3. Đánh giá hoạt lực kháng nấm Colletotrichum sp. của vật liệu nanocomposit
Cu-silica..........................................................................................................................50
3.3.1. Xác định khả năng kháng nấm Colletotrichum sp. của vật liệu
nanocomposit Cu-silica.........................................................................................50
3.3.2. Đánh giá khả năng ức chế nấm Colletotrichum sp. của vật liệu
nanocomposit Cu-silica.........................................................................................52
3.3.3. Xác định nồng độ ức chế tối thiểu ............................................................56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................59

Footer Page 6 of 126.


Header Page 7 of 126.

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số đặc tính của một số chủng nấm Colletotrichum ...............................5
Bảng 1.2. Số nguyên tử và năng lƣợng bề mặt của hạt nano hình cầu .......................10
Bảng 1.3. Hoạt lực kháng một số chủng nấm của nano bạc ........................................13
Bảng 1.4. Kích thƣớc trung bình của vùng ức chế nấm (mm) của 2 vật liệu SiO2HPC-Ag và SiO2-HPMC-Ag............................................................................................14
Bảng 2.1. Các hóa chất sử dụng thí nghiệm ...................................................................21
Bảng 2.2. Các thiết bị, dụng cụ sử dụng thí nghiệm .....................................................22
Bảng 2.3. Các giá trị pH khảo sát ảnh hƣởng tới đặc trƣng các hạt SiO2 tạo thành .......26
Bảng 2.4. Các giá trị khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ Cu2+ gắn lên silica đến đặc trƣng
của vật liệu..........................................................................................................................27
Bảng 2.5. Nồng độ nano Cu chứa trong môi trƣờng sử dụng thử hoạt lực ức chế
nấm Colletotrichum sp. .....................................................................................................29
Bảng 3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ pH tới hiệu suất thu hồi SiO2 ...............................38
Bảng 3.2. Kết quả đo BET của vật liệu SiO2 chế tạo đƣợc tại giá trị pH khác nhau 39
Bảng 3.3. Tổng hợp hiệu suất phản ứng chế tạo nanocomposit Cu-silica với tỷ lệ
Cu2+/ Silica khác nhau ........................................................................................................47
Bảng 3.4. Đƣờng kính vòng kháng nấm (mm) ..............................................................51
Bảng 3.5. Khả năng ức chế nấm của nanocomposit Cu-silica và nano Cu tại các
nồng độ khác nhau sau 3 ngày nuôi cấy .........................................................................52
Bảng 3.6. Khả năng ức chế nấm Collectotrichum sp. của nanocomposit Cu-silica và
nano Cu tại nồng độ 100 ppm theo thời gian nuôi cấy .................................................54

Footer Page 7 of 126.

Header Page 8 of 126.

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các triệu chứng của bệnh thán thƣ gây ra bởi nấm Colletotrichum ............3
Hình 1.2. Hình thái khuẩn lạc, bào tử, đĩa áp và gai của loài Colletotrichum
gloeosporioides gây bệnh thán thƣ trên xoài ..................................................................4
Hình 1.3. Hình ảnh thể hiện “lĩnh vực” nano (màu đỏ) so với một số đối tƣợng vật
lý và sinh học theo thang kích thƣớc.................................................................................9
Hình 1.4. Ảnh hƣởng của số lƣợng nguyên tử đến diện tích bề mặt riêng.................10
Hình 1.5. Phƣơng pháp chế tạo vật liệu cấu trúc nano: a) “từ trên xuống”; b) “từ
dƣới lên” .............................................................................................................................12
Hình 1.6. Hoạt tính kháng nấm của nano Cu .................................................................15
Hình 1.7. Cấu trúc của SiO2 .............................................................................................18
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình chế tạo nano Cu ....................................................................24
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình chế tạo vật liệu nanocomposit Cu-silica............................25
Hình 2.3. Quá trình chế tạo nano Cu gắn trên silica .....................................................26
Hình 3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu nano Cu chế tạo ...............................................33
Hình 3.2. Kết quả ảnh kính hiển vi điện tử mẫu nano Cu chế tạo...............................34
Hình 3.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu SiO2 điều chế tại các pH khác nhau 36
Hình 3.4. Ảnh SEM các mẫu SiO2 điều chế tại các pH khác nhau .............................37
Hình 3.5. Sơ đồ phản ứng hình thành các chuỗi polysilicic axit .................................39
Hình 3.6. Đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp nitơ của mẫu SiO2 -pH8 ............................40
Hình 3.7. Ảnh TEM mẫu SiO2-pH8 ................................................................................41
Hình 3.8. Phổ FTIR của SiO2 điều chế đƣợc .................................................................42
Hình 3.9. Phổ hồng ngoại vật liệu silica đƣợc chức năng hóa với nồng độ APTES
khác nhau ............................................................................................................................43
Hình 3.10. Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu nanocomposit Cu-silica chế tạo đƣợc
tại các lƣợng Cu2+ gắn lên silica khác nhau ...................................................................44
Hình 3.11. Phổ tán xạ năng lƣợng của mẫu Cu-1,5 ......................................................45
Hình 3.12. Phổ tán xạ năng lƣợng của mẫu Cu-2,0 ......................................................46

Hình 3.13. Phổ tán xạ năng lƣợng của mẫu Cu-2,5 ......................................................46
Hình 3.14. Phổ tán xạ năng lƣợng của mẫu Cu-3,0 ......................................................47
Hình 3.15. Quang phổ hồng ngoại FTIR của vật liệu SiO2-APTES và SiO2 -APTESCu.........................................................................................................................................48
Hình 3.16. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua của vật liệu SiO2 và SiO2 -APTES-Cu ...50

Footer Page 8 of 126.


Header Page 9 of 126.

Hình 3.17. Vòng kháng nấm của vật liệu đối với nấm Colletotrichum sau 2 ngày
nuôi cấy ...............................................................................................................................51
Hình 3.18. Nấm Collectotrichum sp. trên môi trƣờng nanocomposit Cu-silica và Cu ..53
Hình 3.19. Ho ạt tính kháng nấm của nano Ag và thuốc diệt nấm (Carban 50 SC và
Anvil 55 EC) với Colletotrichum sau 7 ngày xử lý ......................................................54
Hình 3.20. Tản nấm Collectotrichum sp. sau 10 ngày nuôi cấy (nồng độ 100ppm).55
Hình 3.21. Nấm Collectotrichum sp. sau 3 ngày trên dịch thể khoai tây bổ sung
nanocomposit Cu-silica nồng độ 62,5 ppm, 125ppm và 250ppm ...............................56

Footer Page 9 of 126.


Header Page 10 of 126.

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
APTES: 3-Aminopropyltriethoxysilane
BVTV: Bảo vệ thực vật
BET: Phƣơng pháp xác định bề mặt riêng (Bruner – Emmett – Teller)
CABI: Tổ chức Nông nghiệp và Khoa học sinh học Quốc tế (Agriculture and
Bioscience International)

CFU: Số lƣợng đơn vị hình thành khuẩn lạc (Colony Forming Unit)
CPTES: Chloropropyltriethoxysilane
DNA: Deoxyribonucleic acid
EDX: Tán xạ năng lƣợng (Energy-dispersive X-ray)
FAO: Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên hiệp Quốc (Food and Agriculture
Organization of the United Nations)
FTIR: Quang phổ hồng ngoại chuỗi (Fourier Transform Infrared)
HPC: Hydroxyprolyl cellulose
HPMC: Hydroxypropyl cellulose methylcellulose
M.I: Chỉ số phân chia tế bào (Mitotic index)
MIC: Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory concentration)
MPTMS: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane
PDA: Potato dextrose agar
PVA: Polyvinyl ancol
PVP: Polyvinylpyrrolydone
SEM: Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy)
TEM: Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Micriscopy)

Footer Page 10 of 126.


Header Page 11 of 126.

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, các hạt nano kim loại đã thu hút đƣợc nhiều sự
quan tâm bởi những tính chất đặc biệt về quang học, điện, từ, hóa học từ hiệu ứng
bề mặt và kích thƣớc nhỏ của chúng. Trong các hạt nano kim loại, nano đồng (Cu)
đƣợc chú ý bởi khả năng dẫn điện – nhiệt, quang học, hoạt tính xúc tác hay khả
năng diệt khuẩn… Với những tính chất trên, nano Cu đƣợc ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực nhƣ: công nghiệp điện - điện tử, xúc tác, quang học, sử dụng chất gia

cƣờng trong công nghiệp polymer, hay trong lĩnh vực sinh học – y học bởi hoạt tính
diệt khuẩn mạnh hay gần đây nano Cu đang đƣợc ứng dụng nhiều trong sản xuất
nông nghiệp, các lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trƣờng…
Một trong những khó khăn chính trong sản xuất nông nghiệp đó là bệnh cây
mà tác nhân chủ yếu từ các loài nấm gây ra. Theo xếp hạng của tạp chí Bệnh học
thực vật phân tử (2012) [31] thì nấm Colletotrichum đƣợc xếp ở vị trí thứ 8 trong
10 nấm gây bệnh cây hàng đầu, gây ra bệnh thán thƣ trên cây trồng làm ảnh hƣởng
nghiêm trọng tới sinh trƣởng, phát triển và năng suất cây trồng. Hiện nay để phòng
trừ một số loại nấm gây hại cho cây trồng ngƣời ta đã sử dụng nhiều loại thuốc hóa
học, tuy nhiên khi sử dụng với liều lƣợng cao trong thời gian dài đã làm mất cân
bằng quần thể vi sinh vật có ích trong đất, tạo điều kiện để nấm bệnh, các loài côn
trùng có hại cho cây trồng kháng thuốc. Dƣ lƣợng thuốc trong sản phẩm nông
nghiệp và đất đã làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm, môi trƣờng và gây tác hại nghiêm
trọng đối với sức khỏe con ngƣời và vật nuôi. Ở một số nƣớc phát triển, nhiều loại
hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) phòng trừ nấm, bệnh đã bị hạn chế hoặc cấm sử
dụng. Việc tìm kiếm các hoạt chất thân môi trƣờng có khả năng kháng nấm để làm
nguyên liệu tạo chế phẩm diệt nấm phục vụ cho nền nông nghiệp phát triển bền
vững đang là một vấn đề rất cấp thiết, cần đƣợc tiến hành.
Cơ quan bảo vệ Môi trƣờng của Mỹ đã công nhận các hạt nano Cu là chất
kháng khuẩn để diệt các vi khuẩn gram âm và gram dƣơng. So với các hạt nano kim
loại nhƣ bạc, vàng, bạch kim có những tính chất, ứng dụng tƣơng tự; nano Cu đƣợc
xem là một lựa chọn tốt để thay thế bởi giá thành rẻ hơn. Nhiều công trình nghiên
cứu trên thế giới đã công bố khả năng của nano Cu chống lại nấm gây bệnh ở cây
trồng nhƣ Phoma destructiva, Curvularia lunata, Alternaria alternata và Fusarium
oxysporum [14, 27]. Tuy nhiên, nếu sử dụng trực tiếp nano Cu để xử lý thì hoạt lực
của chúng có thể nhanh chóng bị mất đi do chúng phản ứng, tƣơng tác với chất

1
Footer Page 11 of 126.

Header Page 12 of 126.

khác. Việc gắn các hạt nano Cu lên chất mang sẽ giúp các hạt nano giải phóng một
cách từ từ, kéo dài hoạt lực diệt nấm của vật liệu, đồng thời giúp phân tán các hạt
nano, ngăn chặn sự tích tụ của các hạt nano [32].
Một số vật liệu mang thƣờng đƣợc sử dụng để chế tạo nanocomposit nhƣ
than hoạt tính, sét, sợi vải, hạt silica… Qua quá trình khảo nghiệm, vật liệu silica
đƣợc lựa chọn làm vật mang trong nghiên cứu này do silica có thể chế tạo đƣợc ở
kích thƣớc nano, vật liệu có cấu trúc xốp và tính thân thiện môi trƣờng cao.
Silica là dạng của anhyđrit axit silicsic có cấu trúc lỗ xốp rất phát triển, mạng
lƣới của gel bao gồm các phân tử silic nằm giữa các nguyên tử oxy. Silica dễ dàng
hấp phụ các chất phân cực cũng nhƣ các chất có tạo với nhóm hiđroxy các liên kết
kiểu cầu hiđro. Silica có thể tái sinh ở nhiệt độ < 200 o C. Do đó thích hợp làm vật
mang để gắn hoạt chất.
Để nâng cao tính ổn định của vật liệu sử dụng để diệt nấm, nano Cu đã đƣợc
gắn lên chất mang silica. Việc nghiên cứu chế tạo thành công vật liệu nanocomposit
Cu-silica là một nhiệm vụ quan trọng để ứng dụng trong diệt nấm gây bệnh trên cây
trồng nhằm thay thế các chất diệt nấm, có tác dụng thiết thực trong bảo vệ môi
trƣờng và bảo vệ sức khỏe con ngƣời. Do đó, trong khuôn khổ Luận văn này thực
hiện nghiên cứu: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocomposit Cu-silica ứng dụng để
diệt nấm Colletotrichum”.
Mục tiêu nghiên c ứu của Luận văn: chế tạo đƣợc vật liệu nanocomposit Cusilica có hoạt tính kháng nấm Colletotrichum.
Nội dung nghiên cứu chính của Luận văn gồm có:
- Điều chế các hạt Cu có kích thƣớc nanomet;
- Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocomposit Cu-silica;
- Đánh giá hoạt lực kháng nấm Colletotrichum của vật liệu nanocomposit
Cu-silica.

2

Footer Page 12 of 126.


Header Page 13 of 126.

CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN
1.1. Đặc điểm gây bệnh và biện pháp quản lý nấm Colletotrichum
1.1.1. Một số đặc điểm hình thái và gây bệnh của nấm Colletotrichum trên cây trồng
Hàng nằm trên thế giới, bệnh cây gây ra những tổn thất to lớn cho nền nông
nghiệp. Chúng phá hủy đến 537,3 triệu tấn các loại nông sản chủ yếu, chiếm 11,6%
tổng sản lƣợng nông nghiệp trên thế giới (FAO, 2004). Một trong những tác nhân
gây bệnh trên cây nông nghiệp là nấm Colletotrichum [8].
Bệnh do nấm Colletotrichum rất phổ biến trên cây trồng. Chúng có thể tấn công
tất cả các cây cảnh, trái cây, các loài rau và gây ra bệnh thƣờng đƣợc gọi là “thán thƣ”.
Trong đó, đốm lá là những nguyên nhân phổ biến nhất gây thiệt hại cho sản xuất. Sự
biểu hiện triệu chứng phụ thuộc nhiều vào loài cây chủ, nhƣng thƣờng các tổn thƣơng
ban đầu xuất hiện với vòng tròn nhỏ ƣớt. Theo thời gian, tổn thƣơng mở rộng và có
màu từ nâu vàng đến nâu sẫm hoặc đen, vết bệnh hình tròn hoặc có hình dạng bất
thƣờng và có thể bao quanh bởi một quầng sáng màu vàng. Vết bệnh cũng có thể hơi
trũng xuống, thƣờng dẫn đến các vành lớn trên lá, hoa, nụ thân và quả [8].

a) Hoa phong lan; b) Quả nho; c) Cành trúc đào; d) Cây Protea (một loài hoa ở Nam Phi)
Hình 1.1. Các triệu chứng của bệnh thán thư gây ra bởi nấm Colletotrichum

3
Footer Page 13 of 126.


Header Page 14 of 126.

Tuy nhiên, bệnh đốm lá cũng có thể gây ra bởi một số loài nấm khác nhƣ
Elsinoe, Phyllosticta và Phoma. Do đó, để phân biệt giữa đốm lá do nấm
Colletotrichum hay các nấm khác đôi khi cũng gặp khó khăn. Colletotrichum
gloeosporioides là loài chiếm ƣu thế thƣờng gặp trên các vƣờn ƣơm, đặc biệt ở
vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Thông thƣờng, mỗi loài nấm thƣờng sẽ chỉ gây
nhiễm trên một loài thực vật cụ thể. Tuy nhiên, đối với Colletotrichum
gloeosporioides với phổ ký chủ rất rộng có thể gây bệnh thán thƣ trên nhiều loài
thực vật khác nhau [9].
Ở Việt Nam, nấm Colletotrichum gây hại trên cây ăn trái thƣờng gồm 3 loài
chính: Colletotrichum acutatum, Colletotrichum gloeosporioides, và loài nấm chƣa
xác định tên Colletotrichum sp. Tác giả Lê Hoàng Lệ Thủy và cộng sự (2008) cho
biết tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long tần suất xuất hiện của loài
Colletotrichum gloeosporioides cao nhất chiếm 85,72%, kế đến là loài
Colletotrichum acutatum chiếm 11,42%, phần còn lại là loài nấm chƣa xác định
đƣợc tên [6].

(a): Các dạng khuẩn lạc
(b1), (b2): Hình dạng và kích thước bào tử 7,5 – 20 x 2,5 – 5 μm
(c1), (c2): Hình dạng và kích thước đĩa áp 5 – 20 x 3,75 – 11,25 μm
(d1), (d2): Gai
Hình 1.2. Hình thái khuẩn lạc, bào tử, đĩa áp và gai của loài Colletotrichum
gloeosporioides gây bệnh thán thư trên xoài [6]

4
Footer Page 14 of 126.


Header Page 15 of 126.

Bảng 1.1. Một số đặc tính của một số chủng nấm Colletotrichum [6]

S
T

Tên loài

T
1

Màu

Hình dạng và
kích thƣớc
của bào tử

Hạch

sắc

nấm

khuẩn

Hình dạng
Gai

và kích
thƣớc đĩa áp

lạc

Colletotrichum

Hình thoi, kích

Cam có

Dạng

acutatum

thƣớc: 8,75 –

vệt xám,

đôi khi không

17,75 x 3,25 –

đều.

xám
-

5 µm

chùy,

-

Kích

thƣớc:

10 – 17,5 x 5
– 7,5 µm
2

Colletotrichum

Hình trụ một

Màu

Trắng,

Dạng

Dạng

trứng

gloeosporioides

đầu

đen,

hồng,

thẳng,

và

trứng

một đầu cùn; một số

cam,

hơi

ngƣợc có nếp

hình

hẹp

lại,
hai

chủng

cam

cong

nhăn, dạng xẻ

đầu cùn; dạng

không

xám,

thùy

thẳng một đầu

Màu

có

xám

hẹp lại một đầu

nâu

Kích thƣớc 5

hạch

đậm,

– 20 x 3,75 –

cùn, vùng giữa

nấm

đen

11,25 µm

trụ

có dạng “thắt
co”.
3

Colletotrichum sp

Hình trụ, một

Trắng,

Trứng ngƣợc

.

đầu cùn một

hồng

và

đầu

hẹp

Kích

trứng

ngƣợc có nếp

lại.

thƣớc:

-

7,5 – 17,5 x 2,5

-

nhăn.
Kích

– 5 µm.

thƣớc:

6,25 – 17,5 x
5 – 10 µm.

Nấm Colletotrichum có thể qua đông trên các cây ký chủ khác nhƣ các cây
họ cà, họ đậu, tàn dƣ thực vật và các quả bị bỏ lại trên đồng ruộng. Các loài

5

Footer Page 15 of 126.


Header Page 16 of 126.

Colletotrichum sản sinh ra các hạch nấm nhỏ để tồn tại ở trạng thái ngủ nghỉ trong
đất giữa mùa đông ho ặc khi thời tiết bất thuận. Nhiệt độ tối ƣu cho sự phát triển của
mầm bệnh từ 25 ÷ 28 oC và pH 5,8 ÷ 6,5. Trong điều kiện nóng ẩm thông qua mƣa
và tƣới tiêu bào tử đính trong các đĩa cành và các hạch nhỏ bị bắn từ nguồn bệnh tới
các bộ phận khỏe của cây. Sự xâm nhiễm ban đầu bởi các loài nấm Colletotrichum
có liên quan tới một loạt các quá trình bao gồm sự tiếp xúc bào tử lên bề mặt cây
trồng, sự nảy mầm của bào tử, sự hình thành giác bám, sự xâm nhập vào biểu bì của
cây, sự phát triển và định vị vào mô cây, sự sản sinh ra đĩa cành và bào tử phân
sinh. Đầu tiên, tất cả các tác nhân gây bệnh tƣơng tác với cây chủ bằng cách sản
xuất “appressorium” (tế bào chuyên biệt điển hình của nhiều tác nhân nấm gây bệnh
sử dụng để lây nhiễm sang cây chủ) và sau đó thâm nhập vào lớp biểu bì chủ. Sau
khi thâm nhập vào, các sợi nấm đầu tiên đƣợc hình thành. Sau đó, các sợi nấm này
phát triển và lây lan để giết các tế bào chủ [23]. Trong nghiên cứu của Yashodha và
cộng sự (1993) về các giai đoạn phát triển của Colletotrichum gloeosporioides gây
bệnh trên cây cau, tác giả nhận thấy rằng nấm đạt mức tăng trƣởng tối đa sau 10
ngày lây nhiễm [38].
1.1.2. Thiệt hại do nấm bệnh Colletotrichum đến năng suất cây trồng
Theo xếp hạng của tạp chí Bệnh học thực vật phân tử (2012) thì nấm
Colletotrichum đƣợc xếp ở vị trí thứ 8 trong 10 nấm gây bệnh cây hàng đầu. Nấm
Colletotrichum gây hại trên nhiều loại cây trồng có giá trị nhƣ: cây có múi, ớt, đậu
tƣơng, cà chua…. [31].
Trên cây ớt, loài nấm này có thể gây bệnh trên hầu hết các bộ phận của cây
trong bất kỳ giai đoạn sinh trƣởng nào, tuy nhiên bệnh trên quả là có ý nghĩa kinh tế
quan trọng hơn cả. Nấm mọc thành cụm, cụm bào tử màu hồng da cam. Triệu chứng
trên quả lúc đầu là những vết bệnh dạng ngậm nƣớc và sau đó trở nên mềm nhũn

đồng thời xuất hiện những vết lõm nhỏ, sạm lại (có màu nâu vàng hay màu rám
nắng). Vết bệnh có thể bao trùm hết bề mặt quả và xuất hiện những thƣơng tổn
phức tạp. Bề mặt của những vết bệnh trở nên ẩm ƣớt tạo thành đĩa cành với những
lông gai màu đen trông rất cứng, những vòng tròn đồng tâm thƣờng xuất hiện bên
trong vết lõm. Trong một vài trƣờng hợp vết bệnh màu nâu không phải là màu da
cam và sau đó cũng hình thành lông cứng.

6
Footer Page 16 of 126.


Header Page 17 of 126.

Năm 1989 tại Đài Loan xác định các loài nấm Colletotrichum capsici,
Colletotrichum gloeosporioides, Glomerella cingulata gây hại trên quả ớt chín,
trong đó có hai loài Colletotrichum capsici và Colletotrichum gloeosporioides là
quan trọng hơn cả, làm giảm năng suất từ 10 – 80% ở một số quốc gia đang phát
triển, đặc biệt là Thái Lan, gây thiệt hại nghiêm trọng trƣớc và sau khi thu ho ạch.
Cây thuốc lá (Nicotiana tabacum L.) thuộc cây họ cà trồng thƣơng mại, cho
thu hoạch lá. Ở Trung Quốc, cây thuốc lá chiếm hơn 40% tổng sản lƣợng toàn cầu.
Colletotrichum destructivum là tác nhân thƣờng gặp gây bệnh thán thƣ trên cây
thuốc lá, ngoài ra còn bao gồm cả các loài Colletotrichum khác đã đƣợc báo cáo ở
Trung Quốc. Tháng 8 năm 2014, giống thuốc lá “Yunyan 85” đƣợc trồng trên diện
tích 3 ha tại Quý Châu đã phát bệnh đốm mất màu và hoại tử trên 90% lá của 2% số
cây. Các triệu chứng bệnh bắt đầu từ các điểm rời rạc, màu vàng – xanh và sau đó
kết hợp lại thành tổn thƣơng lớn hơn (3,4 ÷ 5,5 x 2,5 ÷ 3,3 cm). Trung tâm của các
vết tổn thƣơng có màu trắng và rìa có màu nâu sẫm. Bệnh gây ảnh hƣởng nghiêm
trọng tới cây trồng, làm giảm chất lƣợng lá và thiệt hại ít nhất đến 50% năng suất
cây [12].
Trên đậu tƣơng, nấm gây hại trên thân, cuống lá, quả trên cây khi quả gần

chín. Vết bệnh màu nâu tối hay đỏ nâu. Giai đoạn cuối trên mặt các vết bệnh có
những chấm màu đen. Quả bị nhiễm bệnh, hạt thƣờng nhỏ. Hạt bị nhiễm bệnh nhăn
nheo. Bệnh lan truyền qua hạt giống, nấm có thể gây thối hạt giống trƣớc khi nảy
mầm hay gây bệnh cho mầm đậu tƣơng. Trên thân mầm hay trên lá mầm có thể có
những vết bệnh màu nâu đen [5].
Đặc biệt, bệnh cũng gây hại rất nghiêm trọng trên xoài, nhất là giai đoạn ra
hoa, ra trái non và sau thu ho ạch. Đối với sầu riêng, bệnh thán thƣ do nấm
Colletotrichum gây hại làm chết cây con mới trồng và ảnh hƣởng đến năng suất của
cây trƣởng thành. Tỷ lệ cây sầu riêng bị thán thƣ trong vƣờn lên đến 60% ở đồng
bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) [7].
1.1.3. Một số biện pháp quản lý nấm bệnh Colletotrichum
Hiện nay để phòng trừ một số loại nấm gây hại cho cây trồng ngƣời ta đã sử
dụng nhiều loại thuốc hóa học, tuy nhiên khi sử dụng với liều lƣợng cao trong thời
gian dài đã làm mất cân bằng quần thể vi sinh vật có ích trong đất, tạo điều kiện để
nấm bệnh, các loài côn trùng có hại cho cây trồng kháng thuốc. Dƣ lƣợng thuốc

7
Footer Page 17 of 126.


Header Page 18 of 126.

trong sản phẩm nông nghiệp và đất đã làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm, môi trƣờng
và gây tác hại nghiêm trọng đối với sức khỏe con ngƣời và vật nuôi. Ở một số nƣớc
phát triển, nhiều loại hóa chất BVTV phòng trừ nấm, bệnh đã bị hạn chế hoặc cấm
sử dụng.
Việc tìm kiếm các hoạt chất thân môi trƣờng có khả năng kháng nấm để làm
nguyên liệu tạo chế phẩm diệt nấm phục vụ cho nền nông nghiệp phát triển bền
vững đang là một vấn đề rất cấp thiết, cần đƣợc tiến hành. Điều đó sẽ mang lại lợi
ích lớn cho xã hội.

Một trong những biện pháp phòng trừ nấm đã đƣợc nghiên cứu thực hiện rất
sớm ở Việt Nam là ứng dụng các vi sinh vật đối kháng nấm bệnh cây và đã đạt
đƣợc những thành tựu sau [6]: i) Sử dụng vi sinh vật đối kháng nấm nhƣ một sinh
vật chức năng trong sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh; ii) Tạo đƣợc các chế phẩm
lên men xốp sử dụng nhóm vi nấm Trichoderma để phòng trừ nấm gây bệnh cây
trồng, tuy nhiên tác dụng phòng trừ bệnh của chúng còn chậm.
Sử dụng thuốc hóa học đƣợc coi là biện pháp phổ biến trong kiểm soát bệnh
thán thƣ. Mặc dù chúng cho hiệu quả nhanh chóng tuy nhiên có thể gây ra hiện
tƣợng kháng thuốc khi chỉ sử dụng một hợp chất duy nhất với lƣợng nhiều. Etylen
mangan bis dithiocarbamat đƣợc khuyến cáo rộng rãi để quản lý bệnh thán thƣ trên
cây ớt. Việc ngâm hạt giống ớt trong dung dịch thiram 0,2% trong 12 giờ là cách tốt
nhất để kiểm soát nấm bệnh Colletotrichum [21]. Ngoài ra, các loại thuốc diệt nấm
khác nhƣ Mancozed 0,2%; ziram 0,1%, Blitox 50; Bavistin 0,1% và 0,5% ho ặc hỗn
hợp Bordeaux 1,0%... cũng có hiệu quả đối với nấm Colletotrichum.
Thu dọn, tiêu huỷ tàn dƣ cây sau thu hoạch. Xử lý hạt giống bằng thuốc trừ
nấm để chống mầm mốc trong bảo quản và trƣớc khi gieo trồng. Xử lý hạt giống
trong nƣớc ấm 50 0C trong 3 giờ hoặc xử lý Carbendazim 0,2- 0,3%, Benlate-C;
Rovral 50 WP (0,1- 0,2%).
Theo Tổ chức Nông nghiệp và Khoa học sinh học Quốc Tế (CABI) thuốc có
hợp chất gốc đồng: Benzamidazole, Dithiocarbamtes, Triazole và các thuốc trừ nấm
nhƣ: Chlorithalonil, Imazalil, Prochloraz có hiệu quả trừ nấm do thuốc có khả năng
xâm nhập vào mô cây, phá hủy sự xâm nhiễm tiềm ẩn của nấm.
Tuy nhiên, việc sử dụng các chất hóa học có thể đem lại các tác động không
tốt đối với ngƣời nông dân và các vấn đề về môi trƣờng [21].

8
Footer Page 18 of 126.


Header Page 19 of 126.

1.2. Công nghệ nano và nghiên cứu ứng dụng các hạt nano kim loại để kháng nấm
Khoa học nano: là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tƣợng và sự can
thiệp (manipulation) vào vật liệu tại các quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử.
Tại các quy mô đó, tính chất của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các
quy mô lớn hơn.
Công nghệ nano: là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích,
chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình
dáng, kích thƣớc trên quy mô nanomet [2].
Vật liệu nano: là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thƣớc nano mét.
Đây là đối tƣợng nghiên cứu của khoa học nano và công nghệ nano, nó liên kết hai
lĩnh vực trên với nhau. Tính chất của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thƣớc của
chúng, vào cỡ nanomét, đạt tới kích thƣớc tới hạn của nhiều tính chất hóa lý của vật
liệu thông thƣờng. Đây là lý do mang lại tên gọi cho vật liệu. Kích thƣớc vật liệu
nano trải một khoảng từ vài nm đến vài trăm nm phụ thuộc vào bản chất vật liệu và
tính chất cần nghiên cứu.

Hình 1.3. Hình ảnh thể hiện “lĩnh vực” nano (màu đỏ) so với một số đối tượng
vật lý và sinh học theo thang kích thước


9
Footer Page 19 of 126.


Header Page 20 of 126.

1.2.1. Một số tính chất của vật liệu nano
1.2.1.1. Hiệu ứng bề mặt
Khi kích thƣớc của vật liệu giảm thì tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và

tổng số nguyên tử của vật liệu tăng lên. Do nguyên tử trên bề mặt có nhiều tính chất
khác biệt so với tính chất của các nguyên tử ở bên trong lòng vật liệu nên khi kích
thƣớc vật liệu giảm đi thì hiệu ứng có liên quan đến các nguyên tử bề mặt, hay còn
gọi là hiệu ứng bề mặt tăng lên. Khi kích thƣớc của vật liệu giảm đến nanomet thì
các tính chất liên quan đến các nguyên tử bề mặt thể hiện một cách rõ rệt. Kích
thƣớc hạt càng bé thì hiệu ứng càng lớn và ngƣợc lại [2].
Bảng 1.2. Số nguyên tử và năng lượng bề mặt của hạt nano hình cầu
Đƣờng
kính hạt
nano (nm)
10
5
2
1

Số nguyên Tỷ số nguyên
tử
tử trên bề mặt
(%)
30.000
20
4.000
40
250
80
30
90

Năng lƣợng bề
mặt (erg/mol)

4,8.10 11
8,6.10 11
2,04.10 12
9,23.10 12

Năng lƣợng bề
mặt trên năng
lƣợng tổng (%)
7,6
14,3
14,3
82,2

1.2.1.2. Hiệu ứng kích thước
Hiệu ứng kích thƣớc của vật liệu nano đã làm cho vật liệu này có nhiều đặc
điểm khác với các vật liệu truyền thống. Mỗi một tính chất của vật liệu đều đƣợc
quy định bởi một độ dài đặc trƣng hay còn gọi là kích thƣớc tới hạn. Các tính chất
của vật liệu có độ dài đặc trƣng đều ở kích thƣớc nanomet mà ngày nay ngƣời ta
thƣờng nói là “vật liệu nano” [2].

Tổng số nguyên tử: 10
Diện t ích bề mặt nguyên tử: 10
Chiếm: 100%

Tổng số nguyên tử: 92
Diện t ích bề mặt nguyên tử: 74
Chiếm: 80%

Tổng số nguyên tử: 792
Diện t ích bề mặt nguyên tử: 394

Chiếm: 50%

Hình 1.4. Ảnh hưởng của số lượng nguyên tử đến diện tích bề mặt riêng

10
Footer Page 20 of 126.


Header Page 21 of 126.

Ở vật liệu khối, kích thƣớc vật liệu lớn hơn nhiều lần so với độ dài đặc trƣng
với các tính chất vật lí đã biết. Nhƣng khi kích thƣớc của vật liệu có thể so sánh với
độ dài đặc trƣng đó thì tính chất có liên quan đến độ dài đặc trƣng bị thay đổi đột
ngột, khác hẳn so với tính chất đã biết trƣớc đó. Không có sự chuyển tiếp một cách
liên tục về tính chất khi đi từ vật liệu khối đến vật liệu nano. Khi nói đến vật liệu
nano, ngƣời ta đã nghiên cứu đến tính chất đi kèm của vật liệu đó. Cùng một vật
liệu, cùng một kích thƣớc, khi xem xét tính chất này thì khác so với vật liệu khối
nhƣng cũng có thể xem xét tính chất khác thì lại không có gì khác biệt. Tuy nhiên,
hiệu ứng bề mặt luôn luôn thể hiện dù ở bất cứ kích thƣớc nào. Ví dụ: đối với kim
loại, quãng đƣờng tự do trung bình của điện tử có giá trị vài chục nm. Khi dòng
điện chạy qua một dây dẫn kim loại, nếu kích thƣớc của dây rất lớn so với quãng
đƣờng tự do trung bình của điện tử trong kim loại này thì chúng ta sẽ có định luật
Ohm cho dây dẫn. Định luật cho thấy sự tỉ lệ tuyến tính của dòng và thế đặt ở hai
đầu sợi dây.
Nếu thu nhỏ kích thƣớc của sợi dây cho đến khi nhỏ hơn độ dài quãng đƣờng
tự do trung bình của điện tử trong kim loại thì sự tỉ lệ liên tục giữa dòng và thế
không còn nữa mà tỉ lệ gián đoạn với một lƣợng tử độ dẫn là e 2 /ħ, trong đó e là điện
tích của điện tử, ħ là hằng số Planck. Lúc này hiệu ứng lƣợng tử xuất hiện. Có rất
nhiều tính chất bị thay đổi giống nhƣ độ dẫn, tức là bị lƣợng tử hóa do kích thƣớc
giảm đi. Hiện tƣợng này đƣợc gọi là hiệu ứng chuyển tiếp cổ điển - lƣợng tử trong

các vật liệu nano do việc giam hãm các vật thể trong một không gian hẹp mang lại
(giam hãm lƣợng tử).
1.2.2. Phương pháp chế tạo hạt nano kim loại
Có hai phƣơng pháp cơ bản để chế tạo vật liệu nano là phƣơng pháp cơ lý –
“từ trên xuống” và phƣơng pháp hóa học – “từ dƣới lên”. Phƣơng pháp “từ trên
xuống” bao gồm sự phân rã dần dần các vật liệu lớn để tạo ra đƣợc đơn vị kích
thƣớc nano bằng các phƣơng pháp khác nhau nhƣ phƣơng pháp nghiền, biến
dạng… Phƣơng pháp “từ dƣới lên” bao gồm việc lắp ghép các nguyên tử, phân tử
để hình thành các c ấu trúc nano [2, 9].

11
Footer Page 21 of 126.


Header Page 22 of 126.

Hình 1.5. Phương pháp chế tạo vật liệu cấu trúc nano:
a) “từ trên xuống”; b) “từ dưới lên”
Về mặt lý thuyết, cả hai phƣơng pháp sử dụng đều có thể chế tạo đƣợc vật
liệu có độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, phƣơng pháp “từ trên xuống” không thể chế
tạo đƣợc các hạt nano có hình dạng giống hệt nhau và phân bố của chúng là không
đồng nhất. Thông thƣờng, các vật liệu đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp này có chứa
các hạt lớn dẫn đến, tính hoạt động cuả chúng giảm. Một nhƣợc điểm khác của
phƣơng pháp “từ trên xuống” đó là khả năng lặp lại thấp. Bằng phƣơng pháp “từ
dƣới lên”, quá trình chế tạo không đòi hỏi thiết bị đắt tiền, các bƣớc thực hiện đơn
giản, có thể chế tạo số lƣợng lớn, đồng thời có thể đƣợc kiểm soát với độ chính xác
lớn hơn nhiều, và có thể điều chỉnh đƣợc kích thƣớc hạt và hình thái học [9].
1.2.3. Một số nghiên cứu ứng dụng các nano kim loại để kháng nấm
1.2.3.1. Trên Thế Giới
Trong nghiên cứu của Habeeb Khadri và cộng sự (2013) [16], tác giả đã chế

tạo nano bạc bằng cách đun sôi bột hạt ô liu trong nƣớc cất đã đƣợc vô trùng, sau đó
lọc qua giấy lọc để thu lấy phần dịch. Dịch này sẽ đƣợc thêm vào dung dịch AgNO3
nhƣ một tác nhân khử sinh học khử Ag + về Ago. Kết quả, tác giả đã thu đƣợc các
hạt nano bạc với kích thƣớc dao động trong khoảng 1 ÷ 50 nm, trong đó kích thƣớc
chủ yếu là 30 ÷ 40 nm.

12
Footer Page 22 of 126.


Header Page 23 of 126.

Với dung dịch nano bạc chế tạo đƣợc, tác giả đã thử hoạt tính kháng nấm đối
với một số chủng nấm gây bệnh trên cây trồng nhƣ Aspegillus niger, Aspergillus
flavus, Rhizoctonia bataticola, Sclerotium rolfssi, Alternaria macrospora là những
tác nhân tƣơng ứng gây bệnh lở cổ rễ, thối rễ, thối thân và đốm lá cho cây trồng ở
những hàm lƣợng khác nhau. Kết quả cho thấy đã có hiệu lực kháng nấm của nano
bạc trên các chủng nấm nghiên cứu. Tùy vào từng chủng nấm khác nhau mà mức độ
ức chế của nano bạc với chúng khác nhau, tuy nhiên khi hàm lƣợng của nano bạc
tăng, tƣơng ứng với vùng ức chế sẽ lớn hơn. Trong các chủng nấm nghiên cứu,
chủng Aspergillus niger nhạy cảm với nano bạc hơn cả, vùng ức chế lên đến 1,6 cm.
Trong khi đó, đối với chủng Rhizoctonia bataticola thì khả năng kháng nấm thấp
hơn, vùng ức chế đạt 1,3 cm.
Bảng 1.3. Hoạt lực kháng một số chủng nấm của nano bạc
Chủng nấm

Vùng kháng nấm (cm)
25 µl
50 µl
75 µl

100 µl
0,5
0,8
1,2
1,6
0,3
0,6
1,0
1,4
0,4
0,5
0,9
1,3
0,3
0,7
1,0
1,4
0,4
0,8
1,1
1,5
0,5
0,7
1,1
1,4

Aspergillus niger
Aspergillus flavus
Rhizoctonia bataticola
Sclerotium rolfsii

Alternaria macrospora
Standard (Clotrimazole antibiotic)

Một nghiên cứu khác của Jolanta Pulit và cộng sự (2013) đã sử dụng nano
bạc với kích thƣớc hạt thay đổi từ 10 ÷ 10.000 nm đƣợc điều chế bằng phƣơng pháp
khử AgNO3 với chiết xuất từ quả mâm xôi để thử nghiệm hoạt tính kháng nấm với
Cladosporlum cladosporlodes và Aspergillus niger tại các nồng độ khác nhau. Kết
quả cho thấy, với nano bạc chế tạo đƣợc đã có hiệu ứng ức chế đối với sự phát triển
của hai loài nấm nghiên cứu trên. Nhìn chung, khi nồng độ của nano bạc tăng thì hiệu
quả ức chế nấm cao hơn, đặc biệt đối với Cladosporlum cladosporlodes, với nồng độ
nano bạc là 12,5 ppm đã có thể ức chế sự phát triển của nó tới 60% và tại 50 ppm thì
đạt tới khoảng 90% [18].
Nhiều nghiên cứu kết hợp các hạt nano kim loại trong các chất mang khác
nhau tạo thành vật liệu nanocomposit nhằm tăng cƣờng hoạt tính của các hạt nano
kim loại do chất mang giúp bảo tồn tính ổn định về cấu trúc của các hạt nano kim
loại.

13
Footer Page 23 of 126.


Header Page 24 of 126.

Trong kết quả nghiên cứu của Tsvetelina Angelova và cộng sự (2014), tác
giả đã chế tạo vật liệu Ag – Silica bằng phƣơng pháp sol – gel thủy phân trong môi
trƣờng axit với sự có mặt của hydroxyprolyl cellulose (HPC) hoặc hydroxypropyl
cellulose methylcellulose (HPMC) và hàm lƣợng của bạc thay đổi từ 0,5 – 2,5%
theo khối lƣợng [37]. Từ đó, tác giả sử dụng vật liệu chế tạo đƣợc để nghiên cứu
hoạt lực của nó trong kháng nấm Aspergillus niger bằng phƣơng pháp đo vùng ức
chế và đếm tế bào. Kết quả thí nghiệm bằng phƣơng pháp đo vùng ức chế cho thấy,

sau khi ủ ở nhiệt độ 30oC sau 12 giờ quan sát chƣa thấy có nhiều thay đổi. Tiếp tục
ủ sau 36 giờ đã có thể quan sát thấy vùng ức chế và sau 60 giờ, vùng ức chế này đã
hình thành rất rõ ràng. Nhìn chung, khi tăng hàm lƣợng bạc, kích thƣớc vùng ức chế
lớn hơn tƣơng ứng.
Kết quả đo vùng ức chế nấm của tác giả đƣợc thể hiện dƣới bảng sau:
Bảng 1.4. Kích thước trung bình c ủa vùng ức chế nấm (mm) của 2 vật liệu SiO2 HPC-Ag và SiO2 -HPMC-Ag
Hàm lƣợng của nano Ag
(% khối lƣợng)
Kích thƣớc trung
bình vùng ức chế nấm

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

SiO2-HPC-Ag

0

1,33

1,55

2,24 2,34 2,82

SiO2-HPMC-Ag

0

1,32

1,48

2,23 2,25 2,27

So sánh hoạt lực kháng nấm Aspergillus niger dựa vào kích thƣớc vùng ức chế
của hai vật liệu trên có thể thấy SiO2-HPC-Ag có hoạt lực cao hơn so với SiO2-HPMCAg. Trong thí nghiệm tiếp theo, tác giả sử dụng vật liệu nghiên cứu hoạt lực kháng nấm
bằng phƣơng pháp đếm tế bào với hàm lƣợng của Ag thay đổi từ 0,5 – 2,5%.
Ở thí nghiệm này cũng có thể thấy rõ ràng rằng so với đối chứng, vật liệu
SiO2-HPC-Ag và SiO2-HPMC-Ag đã sử dụng có hoạt tính cao trong việc ức chế
quá trình sinh trƣởng của nấm Aspergillus niger. Hơn nữa, khi hàm lƣợng của Ag
tăng, hoạt lực kháng nấm của vật liệu càng cao hơn.
Đồng ở dạng nano với nồng độ thấp có khả năng kháng khuẩn rất mạnh. Cơ
quan bảo vệ Môi trƣờng của Mỹ đã công nhận đồng nano là chất kháng khuẩn để
diệt các vi khuẩn gram âm và gram dƣơng. Trong nghiên cứu của Kanhed và cộng
sự (2014) đã cho thấy khả năng của các hạt nano đồng đƣợc chế tạo bằng phƣơng
pháp khử, kích thƣớc hạt 3 – 10 nm chống lại nấm gây bệnh ở cây trồng nhƣ Phoma

14
Footer Page 24 of 126.

Header Page 25 of 126.

destructiva, Curvularia lunata, Alternaria alternata và Fusarium oxysporum [30].
Sahar M Ouda (2014) đồng thời phát hiện nano đồng và nano đồng kết hợp với
nano bạc có khả năng kìm hãm và diệt hai loại nấm Uernaria alternata và Botrytis
cinere gây bệnh trên nhiều loại cây trồng khác nhau [32].

1. Phoma distructiva, 2. Curvularia lunanta, 3. Alternaria alternata, 4. Fusarium
oxysporum; A. Nano Cu, B. Isopropyl ancohol C. Chất kháng nấm bavistin (50%
Carbendazime), D. Nano Cu + bavistin

Hình 1.6. Hoạt tính kháng nấm của nano Cu [30]
1.3.2.2. Ở Việt Nam
Trong kết quả nghiên cứu của Cao Văn Dƣ (2016), tác giả đã sử dụng các hạt
nano đồng đƣợc điều chế từ tiền chất đồng clorua trong chất bảo vệ PVA, chất trợ
phân bố trinitrat citrat (kích thƣớc 3± 1nm) để thử nghiệm hoạt tính kháng nấm
hồng. Kết quả cho thấy vật liệu thể hiện khả năng kháng nấm rất tốt. Với hàm lƣợng
đồng nano có nồng độ 5 ppm và 7 ppm không thấy dấu hiệu của nấm hồng phát
triển. Đồng thời, khi đánh giá khả năng diệt nấm hồng của nano đồng, tác giả đã
thông báo rằng cần phải sử dụng dung dịch keo đồng nano ở nồng độ 10 ppm [1].

15
Footer Page 25 of 126.