Nghiên cứu chế tạo các cấu trúc nano bạc bất đẳng hướng ứng dụng trong tăng cường tán xạ Raman bề mặt (Luận văn thạc sĩ)

BỘ GIÁO DỤC

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ ĐÀO TẠO

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Phan Thị Thu Hương

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CÁC CẤU TRÚC NANO BẠC
BẤT ĐẲNG HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG TĂNG CƯỜNG
TÁN XẠ RAMAN BỀ MẶT

LUẬN VĂN THẠC SĨ: VẬT LÝ CHẤT RẮN

Hà Nội - 2019


BỘ GIÁO DỤC

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ ĐÀO TẠO

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-----------------------------

Phan Thị Thu Hương

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CÁC CẤU TRÚC NANO BẠC
BẤT ĐẲNG HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG TĂNG CƯỜNG
TÁN XẠ RAMAN BỀ MẶT
Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
Mã số: 8.44.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ CHẤT RẮN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Trần Hồng Nhung
TS. Nguyễn Thị Thùy

Hà Nội - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và nhóm nghiên cứu,
tất cả các kết quả nghiên cứu là trung thực.
Hà Nội, tháng 10 năm 2019
Học viên
Phan Thị Thu Hương


LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất
của mình tới PGS.TS Trần Hồng Nhung và TS. Nguyễn Thị Thùy, những

người thầy luôn tận tụy hết lòng hướng dẫn tôi, tạo mọi điều kiện giúp đỡ
tronng thời gian tôi học tập và nghiên cứu ở Viện. Tôi xin chân thành cảm ơn
PGS.TS Trần Hồng Nhung đã luôn giúp đỡ tôi về cả vật chất và tinh thần, tạo
mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi có cơ hội học tập và trao đổi kinh nghiệm
nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Thùy đã đồng hướng
dẫn tôi một cách sát sao và chỉ dẫn đường đi nước bước để tôi hoàn thành
những kết quả và mục tiêu đã đề ra.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các cô chú cùng các anh chị em thuộc nhóm
NanoBioPhotonics – Trung tâm Điện tử Lượng tử - Viện Vật Lý đã giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Ngoài ra, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả người thân bạn bè đã luôn
giúp đỡ, động viên khích lệ trong suốt quá trình để tôi có thể hoàn thành xong
luận văn một cách tốt nhất.
Sau cùng, tôi xin chúc thầy cô đã hướng dẫn tôi và bạn bè có sức khỏe
dồi dào, tri thức để tiếp tục học tập, làm việc và cống hiến.
Tác giả luận văn
Phan Thị Thu Hương


I. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1.

Sự tạo thành dao động plasmon bề mặt trên các hạt nano kim loại

Hình 1.1.

Một vài dạng đĩa nano Ag

Hình 1.2.

Phổ hấp thụ của đĩa nano Ag dạng tam giác

Hình 1.3.

Phổ hấp thụ cộng hưởng Plasmon của các hạt nano vàng kích
thước 9, 22, 48 và 99 nm

Hình 1.4.

Sự phụ thuộc phổ hấp thụ plasmon bề mặt vào kích thước của
thanh nano vàng với các tỷ lệ tương quan: R = 2,7; R = 3,3

Hình 1.5.

Minh họa khái niệm về các phương pháp từ dưới lên và từ trên
xuống

Hình 1.6.

Cơ chế tạo hạt và tăng trưởng của hạt nano Ag thu được bằng
phương pháp khử bằng citrate theo Ref

Hình 1.7.

Minh họa cơ chế tăng trưởng cho AgNP tổng hợp bằng cách sử
dụng NaBH4 đề xuất bởi Polte et al

Hình 1.8.

(A) Quá trình khử ion Ag

+

bằng Ethylene glycol (EG) dẫn đến

sự hình thành của các hạt nhân dễ bay hơi. Khi các hạt nhân này
phát triển, ngừng sự thăng giáng, cấu trúc của chúng ổn định và
chứa đa tinh thể sai hỏng biên, đơn tính thể sai hỏng biên hoặc
đơn tinh thể không có sai hỏng. Các hạt này sau đó được phát
triển thành các dạng nano khác nhau: dạng cầu (B), khối lập
phương (C), truncated cubes (D), (E) right bipryamids, (F) bars,
(G) spheroids, (H) triangular plates, (I) and wires.
Hình 1.10.

Sơ đồ nguyên lý của phương pháp nuôi mầm


Hình 1.11.

Các thay đổi trong các nồng độ nguyên tử của các phần tử phát
triển trong dung dịch như một hàm theo thời gian I) giai đoạn sinh
ra các nguyên tử II) giai đoạn tạo hạt nhân và III) giai đoạn hình
thành và phát triển hạt mầm [115],[116]

Hình 1.12.

Sơ đồ minh họa ảnh hưởng của nồng độ Ag + lên hình thái của
hạt meso bạc Ag. (a) Ảnh hưởng của nồng độ Ag + lên sự biến
đổi các đường cong Lamer cho sự hình thành các mesoparticle
Ag. (b-d) quá trình hình thành các hạt meso Ag khác nhau với

nồng độ Ag + khác nhau

Hình 1.13.

Băng gạc nano bạc

Hình 1.14.

Bình xịt khử mùi nano bạc

Hình 1.12.

Khẩu trang nano bạc

Hình 2.1.

Mô tả định luật Lambert-Beer

Hình 2.2.

Sơ đồ hệ đo hấp thụ quang UV-Vis

Hình 2.3.

Sơ đồ cấu trúc hệ đo SEM

Hình 2.4.

Hiện tượng các tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể chất rắn

Hình 2.5.

Sơ đồ khối một hệ đo micro Raman

Hình 3.1.

Ảnh SEM của các hạt cấu trúc meso Ag chế tạo với nồng độ
AgNO3 khác nhau (a) 20 mM; (b) 5 mM; (c) 1mM; (d) 0.5mM

Hình 3.2.

Phổ hấp thụ của các hạt cấu trúc meso Ag ở các nồng độ ion Ag
khác nhau

Hình 3.3.

Giản đồ nhiễu xạ X-ray của hạt meso Ag ở nồng độ AgNO3 (20
mM)

Hình 3.4.

Ảnh tín hiệu SERS của Ag mẫu nồng độ AgNO3 0.5 mM. Tín
hiệu đo SERS các mẫu với nồng độ AgNO3 khác nhau để phát


hiện Rb 6G ở nồng độ 10-5
Hình 3.5.

Ảnh tín hiệu SERS của Ag với Ag+ ở nồng độ khác nhau phát
hiện Rh-6G nồng độ 10-5.

Hình 3.6.

Ảnh đo tín hiệu SERS đo giới hạn Rh-6G

Hình 3.7.

Ảnh SEM của các hạt cấu trúc meso Ag sử dụng chitosan với
nồng độ AgNO3 khác nhau (a) 20 mM; (b) 5 mM; (c) 1mM; (d)
0.5mM

Hình 3.8.

Phổ hấp thụ của các hạt cấu trúc meso Ag ở các nồng độ ion Ag
khác nhau có sử dụng chitosan làm chất định hướng

Hình 3.9.
Hình 3.10.
Hình 3.11.
Hình 3.12.
Hình 3.13.

Hình 3.14.
Hình 3.15.

Hình 3.16.

Phổ hấp thụ chuẩn hóa của các hạt Ag, SiO2-300 và mầm SiO2Ag
a) Ảnh SEM của hạt silica 300nm trước khi phủ Ag và b) sau khi
phủ lớp vỏ Ag

Ảnh SEM của hạt SiO2-Ag cấu trúc lõi vỏ: không sử dụng
chitosan và có sử dụng chitosan
Phổ hấp thụ của SiO2-Ag: không sử dụng chitosan (đường đen) và
có sử dụng chitosan (đường đỏ)
Ảnh SEM của hạt meso Ag phủ lên bề mặt đế giấy lọc bằng
phương pháp khử nuôi mầm trực tiếp trên đế giấy sử dụng
chitosan làm chất định hướng
Phổ UV-Vis của các mẫu đế giấy-Ag mầm và đế giấy-Ag
Ảnh SEM của hạt nano Ag phủ trên bề mặt đế giấy lọc bằng
phướng pháp khử nuôi mầm và có sử dụng chitosan làm chất định
hướng
Phổ hấp thụ mẫu đế giấy – Ag mầm và đế giấy - Ag


II. DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG

Bảng 1.1.

Số nguyên tử và năng lượng bề mặt của hạt nano hình cầu

Bảng 2.1.

Khảo sát nồng độ muối AgNO3 tới hình dạng của hạt meso Ag

Bảng 2.2.

Khảo sát ảnh hưởng nồng độ muối bạc trong sự có mặt của chất
định hướng chitosan tới cấu trúc hạt

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ.........................................................
MỤC LỤC ............................................................................................................ 1
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................... 6
1.1. Giới thiệu về nano kim loại ............................................................................ 6
1.1.1. Giới thiệu chung về nano kim loại .............................................................. 6
1.1.2. Tính chất quang học đặc trưng của nano kim loại ...................................... 7
1.2. Phương pháp chế tạo các cấu trúc nano kim loại ......................................... 14
1.2.1. Nguyên tắc chung tổng hợp hạt nano kim loại ......................................... 14
1.2.2. Phương pháp khử hóa học [9] ................................................................... 14
1.2.3. Phương pháp nuôi mầm trên hạt silica và trên đế giấy ............................. 19
1.2.4. Chế tạo các hạt nano kim loại cấu trúc dị hướng ...................................... 21
1.3. Một số ứng dụng điển hình của nano Ag ..................................................... 24
1.3.1. Ứng dụng kháng khuẩn của nano Ag ........................................................ 24
1.3.2. Ứng dụng nano Ag trong tăng cường tán xạ Raman [1] ........................... 25
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ....................................................................... 27
2.1. Hóa chất và dụng cụ ..................................................................................... 27
2.2. Chế tạo các hạt nano keo bạc ....................................................................... 27
2.3. Chế tạo các hạt cấu trúc lõi vỏ SiO2-Ag ...................................................... 29
2.3.1. Đưa các hạt nano kim loại lên bề mặt hạt silica ....................................... 29
2.3.2. Chế tạo hạt cấu trúc lõi vỏ SiO2-Ag .......................................................... 29
2.4. Phương pháp chế tạo hạt Ag trên đế giấy .................................................... 30
2.4.1 Phương pháp khử trực tiếp. ........................................................................ 30
2.4.2 Phương pháp khử nuôi mầm. ..................................................................... 30
2.5. Các kĩ thuật thực nghiệm ............................................................................. 30
2.5.1. Phép đo phổ hấp thụ .................................................................................. 30
2.5.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) ............................................................... 32

2.5.3. Nhiễu xạ tia X ........................................................................................... 33
2.5.4. Phổ tán xạ Raman...................................................................................... 34
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 36
1


3.1. Kết quả chế tạo các hạt bạc dị hướng .......................................................... 36
3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ ion Ag tới hình dạng của các cấu trúc meso Ag 36
3.1.2 Phổ SERS với đế tăng cường sử dụng các hạt cấu trúc meso Ag .............. 38
3.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion Ag khi đưa chất định hướng chitosan tới hình
dạng của hạt meso bạc......................................................................................... 41
3.2. Kết quả chế tạo hạt SiO2-Ag ........................................................................ 43
3.2.2. Kết quả chế tạo hạt SiO2-Ag cấu trúc lõi vỏ ............................................. 44
3.3. Kết quả chế tạo mầm Ag trên đế giấy .......................................................... 46
3.3.1 Đế SERS dùng phương pháp khử trực tiếp ................................................ 46
3.3.2 Đế SERS dùng phương pháp khử gián tiếp ............................................... 48
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 51

2


MỞ ĐẦU
Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (Surface-enhanced Raman scattering SERS) là một kỹ thuật bề mặt làm tăng cường tín hiệu tán xạ Raman của các phân
tử hấp thụ trên các bề mặt kim loại hoặc các cấu trúc nano gồ ghề do sự tăng
cường trường điện định xứ nhờ kích thước các plasmon trên bề mặt kim loại và
sự truyền điện tích giữa các chất hấp thụ và bề mặt kim loại. Tán xạ Raman tăng
cường bề mặt SERS đang ngày càng được quan tâm vì khả năng cung cấp các đặc
tính ưu việt như phát hiện nhanh, định lượng các chất phân tích với độ nhạy
cao.Vì vậy, hiệu ứng SERS có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng như phân

tích sinh học, cảm biến, an toàn thực phẩm, môi trường, nông nghiệp, tích trữ
năng lượng, xúc tác… [13, 14]. Các kết quả lý thuyết và thực nghiệm đã chỉ ra
rằng nhân tố góp phần quan trọng trong hiệu ứng SERS là trường điện từ. Sự
phân bố trường điện từ bao quanh vật liệu plasmonic là không đồng đều, thụ
thuộc vào hình dạng, kích thước của vật liệu. Trường điện từ mạnh tập trung ở
vùng không gian hẹp như các đỉnh nhọn, vùng tiếp giáp giữa các cấu trúc liền kề,
gọi là các “hot spots” [15]. Ngày nay, các nghiên cứu tập trung vào phát triển các
cấu trúc đế SERS với độ ổn định tốt và hệ số tăng cường cao có thể lên tới 10 14
[16]. Về cơ bản, các đế SERS đều dựa trên các vật liệu nano kim loại vàng và
bạc. Các cấu trúc này có thể được tạo ra trực tiếp bằng phương pháp vật lý như
quang khắc, bốc bay [17,18]. Phương pháp này nhằm mục đích tạo ra các cấu
trúc, các hình dạng khác nhau trên màng kim loại rắn. Nó có thể tạo ra cấu trúc
tuần hoàn và độ lặp lại cao, tuy nhiên kỹ thuật này đòi hỏi thiết bị đắt tiền và tốn
thời gian.
Một phương pháp tiếp cận khác là sử dụng các hạt kim loại vàng và bạc
được chế tạo bằng phương pháp hóa trong dung dịch keo hoặc cố định chúng trên
đế phẳng [19]. Các hạt nano kim loại keo có ưu điểm là dễ chế tạo ra các kích
thước và hình dạng khác nhau. Có thể dễ dàng thực hiện phép đo SERS bằng
cách trộn chúng với dung dịch cần phân tích. Có nhiều phương pháp khác nhau
để tạo ra cấu trúc plasmonic đa dạng. Điểm yếu của vật liệu loại này là sự ổn định
của dung dịch keo bởi vì các hạt trong dung dịch luôn có sự chuyển động hỗn độn
và tương tác lẫn nhau, dẫn tới sự kết đám, làm thay đổi tính chất của hạt. Cùng
với các vật liệu plasmonic khác nhau sử dụng cho mục đích này, vật liệu
plasmonics trên cơ sở hạt nano kim loại quý bạc (Ag) nhận được nhiều sự chú ý
3


do chúng dễ dàng tổng hợp. Hạt Ag không độc và có tính chất quang nổi bật liên
quan tới hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt định xứ nằm trong vùng nhìn thấy.
Các hình dạng và kích thước khác nhau của đơn hạt Ag đã được phát triển một

cách nhanh chóng, bắt đầu từ hạt nano dạng cầu, dạng thanh, dạng ngôi sao, bông
hoa, tam giác... Đặc biệt là cấu trúc micro của vật liệu Ag như dạng cấu trúc bông
hoa, lá dương sỉ… thu hút sự quan tâm lớn trong ứng dụng SERS.
Phương pháp cố định các hạt plasmonic lên đế rắn có thể khắc thục được
nhược điểm về tính không ổn định của dung dịch keo. Các loại vật liệu sử dụng
làm đế cũng rất đa dạng như: đế silic, thủy tinh, giấy lọc, băng dính… Quá trình
đưa hạt lên đế có thể ở dạng đơn lớp hoặc đa lớp. Khó khăn của việc đưa hạt lên
các đế điện môi trên là làm sao để giữ được độ bám dính của hạt lên đế tốt cũng
như tạo ra được độ đồng đều, ổn định của đế [12]. Sự phát triển của công nghệ
chế tạo nano đã tạo ra các vật liệu mới với các chức năng khác nhau. Khả năng
tích hợp các vật liệu đơn hạt như hạt kim loại plamonic Au/Ag, silica, từ .. trong
một cấu trúc cũng đã và đang nhận được nhiều sự quan tâm trong các ứng dụng
SERS. Chúng bao gồm thuộc tính của các thành phần khác nhau nên giúp mở
rộng khả năng ứng dụng của SERS trong nhiều lĩnh vực. Cụ thể trong các phép
đo SERS, bề mặt phân cách của 2 vật liệu có thể tạo ra các “hot spots” làm tăng
cường tín hiệu phân tích. Hạt silica được biết đến là vật liệu trong suốt, trơ với
môi trường sinh học, có thể kết hợp với vật liệu plasmonic để cải tiến độ ổn định
của hạt cấu trúc lõi vỏ ở kích thước micro. Các cấu trúc lõi – vỏ SiO2-Ag ban đầu
thường là dạng cầu, đã được nhiều nhóm nghiên cứu chế tạo. Cấu trúc lớp vỏ kim
loại nhẵn có thể tạo ra phổ hấp thụ cộng hưởng trong vùng hồng ngoại để ứng
dụng cho quang nhiệt hoặc hiện ảnh quang. Tuy nhiên trong ứng dụng SERS yêu
cầu về sự gồ ghề của bề mặt kim loại được đặt ra. Điều này có thể đạt được bằng
cách phủ lớp kim loại không kín lên bề mặt hạt lõi hoặc là tạo các cấu trúc dị
hướng của hạt cấu trúc lõi-vỏ. Các cấu trúc này cho độ nhạy phát hiện cao hơn so
với bề mặt kim loại nhẵn.
Các đế SERS được tạo ra bằng cách chế tạo các màng kim loại hoặc các
điện cực kim loại. Sự tăng cường tín hiệu tán xạ Raman được sinh ra tại các
khoảng trống giữa các hạt nano kim loại trên các đế SERS này. Xu hướng phát
triển của đế SERS là chế tạo các dung dịch keo hạt nano kim loại rồi đưa lên các
loại đế mềm khác nhau như giấy, filt lọc, băng dính để chế tạo các đế SERS. Đặc

4


điểm của loại đế này là có giá thành rẻ nhưng vẫn đảm bảo độ ổn định, độ lặp lại
và độ nhạy. Các đế SERS này có thể chế tạo với số lượng lớn, có thể dùng cho
mọi loại đối tượng phân tích: chất lỏng, chất rắn, dùng cho mọi loại bề mặt chất
phân tích: bề mặt phẳng hay ghồ ghề. Ứng dụng của đế giấy-hạt nano kim loại
dùng trong tăng cường tán xạ Raman lần đầu tiên được công bố vào năm 1984
dùng để phát hiện các hợp chất hữu cơ dạng vết (Vo-Dinh et al). Đế được chế tạo
bằng phương pháp hai bước: đầu tiên các hạt polystyrene được đưa lên mặt giấy
bằng phương pháp spin coating, sau đó các hạt nano bạc được bốc bay nhiệt trên
mặt giấy đó. Hiện nay, các phương pháp khác nhau đã được phát triển để tạo ra
các đế SERS có độ nhạy cao. Các đế SERS giấy-plasmonic có thể được làm bằng
phương pháp vật lý bằng cách bốc bay hơi bạc lên các loại đế giấy có cấu trúc sợi
và lỗ xốp khác nhau. Loại đế này thường có độ nhạy cao nhưng đòi hỏi sử dụng
các thiết bị đắt tiền. Phương pháp hóa học có thể chế tạo đế SERS giấy –
plamonic với cấu trúc đa dạng, đơn giản và rẻ tiền. Đế SERS này được tạo ra
trong dung dịch ion kim loại có thể sử dụng phương pháp khử trực tiếp hoặc khử
gián tiếp từ mầm. Các hình thái và cấu trúc khác nhau trên đế giấy có thể điều
khiển bằng nồng độ ion kim loại và loại chất khử sử dụng…
Vì vậy, mục tiêu chính của luận văn này là nghiên cứu chế tạo các hạt
nano-meso bạc có cấu trúc dị hướng, trên cơ sở đó tiến tới chế tạo các cấu trúc dị
hướng trên nền hạt silica và đế giấy nhằm ứng dụng trong tăng cường tán xạ
Raman bề mặt. Luận văn sẽ trình bày các phương pháp chế tạo hạt meso Ag dị
hướng. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới sự hình thành các cấu trúc khác nhau
của hạt meso Ag như thay đổi nồng độ muối Ag, thêm chất định hướng chitosan.
Luận văn cũng đưa ra phương pháp chế tạo cấu trúc lõi vỏ silica-Ag, trong đó đưa
ra điều kiện tối ưu để tạo ra các cấu trúc dị hướng trên lõi silica. Các cấu trúc dị
hướng trên đế giấy cũng được chế tạo thông qua phương pháp khử trực tiếp và
khử gián tiếp qua mầm. Kết quả cho thấy các đế SERS giấy-bạc và silica-bạc dị

hướng có tính ổn định cao.
Luận văn gồm 3 chương được bố cục như sau:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Thực nghiệm
Chương 3: Kết quả và thảo luận
5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NANO KIM LOẠI
1.1.1. Giới thiệu chung về nano kim loại
Vật liệu nano là vật liệu trong đó có ít nhất một chiều có kích thước
nanomet. Các hạt nano kim loại là vật liệu có kích thước cỡ từ 1 đến 100 nm. Các
hạt này bao gồm một số lượng lớn các nguyên tử hoặc phân tử liên kết với nhau.
Chúng có thể được phân bố trong không gian tự do hoặc trong chất khí, lỏng,
hoặc được nhúng trong chất rắn, hoặc được bao phủ bởi vỏ hay được lắng đọng
trên một vật liệu nền. Hiệu ứng kích thước nội tại của các hạt nano kim loại liên
quan đến các thay đổi cụ thể trong các tính chất so với vật liệu khối và bề mặt của
hạt. Kích thước hạt ảnh hưởng lên các tính chất cấu trúc và điện tử, cụ thể là thế
ion hóa, năng lượng liên kết, phản ứng hóa học, cấu trúc tinh thể, nhiệt độ nóng
chảyvà các tính chất quang của vật liệu nano kim loại thụ thuộc vào kích thước và
hình học của chúng. [2]
Bảng 1.2. Số nguyên tử và năng lượng bề mặt của hạt nano hình cầu
Đường kính
hạt nano
(nm)

Số
nguyên tử

Tỉ số
nguyên tử
trên bề mặt
(%)

Năng lượng
bề mặt
(erg/mol)

Năng lượng
bề mặt/Năng
lượng tổng
(%)

10

30000

20

4,08.1011

7,6

5

4000

40

8,16. 1011

14,3

2

250

80

2,04. 1012

35,3

1

30

90

9,23. 1012

82,2

Sự khác biệt về tính chất của vật liệu nano so với vật liệu khối bắt nguồn từ hai
hiện tượng sau:
- Hiệu ứng bề mặt: Khi vật có kích thước nhỏ thì tỉ số nguyên tử trên bề mặt và
tổng số nguyên tử của vật liệu gia tăng (gọi là tỉ số f) [3]. Do nguyên tử trên bề
mặt có nhiều tính chất khác với các nguyên tử trong lòng vật liệu nên khi kích
thước 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 do tỉ số f tăng. Khi kích thước vật liệu giảm
đến nm thì giá trị f này tăng lên đáng kể. Hiệu ứng bề mặt luôn có tác dụng với tất
cả các kích thước, hạt càng bé thì hiệu ứng càng lớn và ngược lại.
6


- Hiệu ứng kích thước tới hạn: Vật liệu nano nằm giữa tính chất lượng tử của
nguyên tử và tính chất của vật liệu khối. Các tính chất vật lý và hóa học của vật
liệu đều có một giới hạn về kích thước. Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này
thí tính chất của vật liệu đó bị thay đổi hoàn toàn. Vật liệu nano có tính chất khác
biệt là do kích thước của nó có thể so sánh được với kích thước tới hạn của các
tính chất vật liệu.
Ta có thể phân loại vật liệu nano theo hình dáng của chúng:
+ Vật liệu nano không chiều: cả 3 chiều có kích thước nano. Ví dụ: đám nano, hạt
nano cầu, chấm lượng tử.
+ Vật liệu nano một chiều: 2 chiều có kích thước nano. Ví dụ: dây nano, ống
nano.
+ Vật liệu nano hai chiều: vật liệu trong đó có 1 chiều có kích thước nano. Ví dụ:
màng mỏng.
Nano bạc được sản xuất từ vật liệu khối hoặc từ các tiền chất chứa ion Ag +
như AgNO3. Nó được quan tâm nghiên cứu bởi những tính chất đặc biệt. Hiện
tượng nổi bật nhất gặp phải trong các cấu trúc nano là cộng hưởng điện từ do các
dao động tập thể của các điện tử dẫn được gọi là plasmon.
1.1.2. Tính chất quang học đặc trưng của nano kim loại
Một trong những tính chất quan trọng của Ag nano đó là hiện tượng cộng
hưởng plasmon (surface plasmon resonance: SPR). Chính nhờ tính chất này mà
nano Ag là vật liệu điển hình trong ứng dụng tăng cường tán xạ Raman.
Định nghĩa plasmon: là dao động tập thể của các điện tử tự do
Plasmon-polariton (surface plasmon polariton, thường được gọi là plasmon
bề mặt): là dao động của điện tử tự do ở bề mặt của kim loại dưới sự kích thích

của ánh sáng.
Cộng hưởng plasmon bề mặt (Surface plasmon resonance, SPR): là sự kích
thích tập thể đồng thời của tất cả các điện tử dẫn thành một dao động đồng pha.

7


Hình 1.9. Sự tạo thành dao động plasmon bề mặt trên các hạt nano kim loại
Hình 1.1 minh họa sự hình thành của dao động plasmon bề mặt. Khi ánh
sáng tương tác với bề mặt kim loại, nó kích thích các electron lớp ngoài cùng của
kim loại làm cho các electron này dao động, toàn bộ khối điện tử dịch chuyển về
một phía, sẽ để lại các ion nút mạng trong tinh thể, khi đó khối kim loại sẽ bị
phân cực. Sự chênh lệch điện tích thực tế ở các biên của hạt nano về phần mình
hoạt động như lực hồi thục (restoring force). Bằng cách đó, một dao động lưỡng
cực của các điện tử với chu kỳ T đã được tạo nên [4]. Plasmon bề mặt – polariton
(surface plasmon polariton - SPP) là sự kết hợp của các SP với photon ánh sáng
tới, có thể lan truyền dọc theo bề mặt kim loại cho đến khi năng lượng của nó bị
mất hết do sự hấp thụ trong kim loại hoặc do sự bức xạ năng lượng vào không
gian tự do. Như vậy có thể thấy SP là các mode liên kết của trường điện từ của
ánh sáng tới và các điện tử tự do trong kim loại.
Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt là tính chất đặc trưng nhất của các kim
loại Ag kích thước nano và được quan sát qua phổ hấp thụ của các kim loại Ag
kích thước nano. Hiện tượng này ảnh hưởng mạnh đến các tính chất quang học
của các cấu trúc nano kim loại và đang được quan tâm nghiên ứng dụng chế tạo
cảm biến, lọc quang học trong thiết bị quang học.
Phổ hấp thụ plasmon của đĩa nano Ag dạng tam giác

8

Hình 1.10. Một vài dạng đĩa nano Ag

Hình 1.11. Phổ hấp thụ của đĩa nano Ag dạng tam giác
Phổ hấp thụ của đĩa nano Ag dạng tam giác (hình 1.3) có 2 đỉnh hấp thụ rõ
ràng ở bước sóng 336nm và 632nm. Đỉnh tại 336nm đặc trưng cho dao động
plasmon không nằm trong mặt phẳng đĩa và vị trí đỉnh thì thụ thuộc vào độ dày
của đĩa. Đỉnh 632nm đặc trưng cho các dao động plasmon nằm trong mặt phẳng
đĩa và vị trí đỉnh thụ thuộc vào kích thước của đĩa.
1.1.3. Sự thụ thuộc các tính chất quang vào kích thước hạt [5]
Các tính chất quang thụ thuộc vào kích thước của các hạt keo đã được khảo
sát chuyên sâu thông qua tán xạ Mie. Lý thuyết Mie mô tả toán lý sự tán xạ của
bức xạ điện từ bởi các hạt cầu nhúng trong một môi trường liên tục bằng cách giải
phương trình Maxwell cho một sóng điện từ tương tác với một quả cầu nhỏ, có
hằng số điện môi thụ thuộc vào tần số giống như vật liệu khối.
Đối với các hạt nano kim loại có kích thước d nhỏ hơn nhiều bước sóng ánh sáng
tới ( 2r   , hoặc một các gần đúng 2r  max / 10 ) thì dao động của điện tử được
coi là dao động lưỡng cực và thiết diện tắt được viết dưới dạng đơn giản:

9


C

ext

9



c

3/ 2
m

V

2 ()

 1()  2 m     2()
2

(1.1)

2

Cũng từ lý thuyết Mie ta có thể tính được thiết diện tán xạ C sca và thiết diện hấp
thụ C abs với các hạt cầu nhỏ biểu diễn dưới dạng:
Csca 



k4V 2
27
|   1|2 
2
2
18
 (1  2m )  2 

(1.2)

Trong đó V là thể tích của hạt,  là tần số của ánh sáng tới, c vận tốc ánh sáng, k
là số sóng,  m và   1   i 2  là hàm điện môi của môi trường bao quanh và
của vật liệu hạt. Đầu tiên ta giả thiết là biểu thức độc lập với tần số và là một hàm
phức thụ thuộc vào năng lượng, điều kiện cộng hưởng được thỏa mãn khi
1    2 m nếu như  2 nhỏ hoặc thụ thuộc yếu vào  . Phương trình trên đã được

sử dụng để giải thích tổng quát phổ hấp thụ của hạt nano kim loại nhỏ một cách
định tính cũng như định lượng. Ngoài ra người ta còn sử dụng mối liên hệ giữa
thiết diện tán xạ (thiết diện dập tắt, thiết diện hấp thụ) với hiệu suất tán xạ
Q sca (hiệu suất dập tắt Q ext , hiệu suất hấp thụ Q abs ) plasmon bề mặt theo các biểu

thức:
Q sca 

C
C
C sca
, Qext  ext , Qabs  abs
S
S
S

(1.3)

Trong đó S là diện tích tương ứng (với hạt cầu S   r2 , r là bán kính hạt cầu).
Tuy nhiên đối với các hạt nano lớn hơn (lớn hơn khoảng 20 nm trong trường hợp
của vàng) khi đó gần đúng lưỡng cực không còn hợp lệ, cộng hưởng plasmon bề
mặt thụ thuộc rõ ràng vào kích thước của hạt r. Kích thước hạt càng lớn thì các
mode dao động càng cao hơn do ánh sáng lúc đó không còn phân cực hạt một

cách đồng nhất được nữa. Các mode dao động cao này có vị trí đỉnh phổ ở năng
lượng thấp hơn và do đó tần số dao động của plasmon bề mặt cũng giảm khi kích
thước hạt tăng. Điều này được mô tả thực nghiệm như trong hình 1.4 và cũng
tuân theo lý thuyết Mie. Phổ hấp thụ quang thụ thuộc trực tiếp vào kích thước hạt
được coi như các hiệu ứng ngoài. Lý thuyết Mie chứng minh rằng hệ số tắt không
thụ thuộc vào kích thước hạt đối với trường hợp các hạt có kích thước nhỏ hơn 20
nm.

10


Cường độ hấp thụ (đ.v.t.y)

Bước sóng (nm)

Hình 1.12. Phổ hấp thụ cộng hưởng Plasmon của các hạt nano vàng kích thước
9; 22; 48 và 99 nm
Hầu hết các lý thuyết đưa ra đều giả thiết rằng hằng số điện môi của hạt thụ

thuộc vào kích thước  , r  với các hạt có đường kính trung bình nhỏ hơn 20

nm. Kreibig và Von Fragstein đề xướng tán xạ điện tử trên bề mặt tăng lên đối
với các hạt nhỏ khi mà quãng đường tự do trung bình của điện tử dẫn bị giới hạn
bởi kích thước vật lý của hạt. Quãng đường tự do trung bình của điện tử trong hạt
vàng và bạc lần lượt là 40 và 50 nm. Nếu các điện tử va chạm đàn hồi với bề mặt
hoàn toàn ngẫu nhiên, sự đồng pha dao động ngẫu nhiên bị mất. Sự va chạm
không đàn hồi với điện tử với bề mặt cũng làm thay đổi pha.
Hạt càng nhỏ thì các điện tử chạm tới bề mặt của hạt càng nhanh. Điện tử sau đó
có thể tán xạ trên bề mặt và mất tính đồng pha nhanh hơn là trong hạt có kích
thước lớn hơn. Do đó, độ rộng phổ plasmon tăng khi bán kính của hạt giảm.

Drude đã đưa ra công thức diễn tả sự thụ thuộc của hằng số điện môi vào kích
thước hạt D:

D  1

 p2
 2  i

,

(1.4)

Trong đó 2p  ne2 /  0 meff là tần số của plasmon khối trong ngôn ngữ mật độ điện
tử tự do n và điện tích e,  0 là hằng số điện môi trong chân không và meff là khối
lượng điện tử hiệu dụng.  là hàm của bán kính hạt r như sau:

 (r )   0 

A F
,
r

(1.5)
11


Trong đó 0 là hằng số tắt của vật liệu khối, A là một tham số thụ thuộc vào chi
tiết các quá trình tán xạ (tức là tán xạ đẳng hướng hoặc tán xạ khuyếch tán) và  F
là vận tốc của điện tử có năng lượng bằng mức Fermi.
Mô hình này hiệu chỉnh sự thụ thuộc 1/r của độ rộng phổ plasmon như hàm của

kích thước cho các hạt nano được diễn tả bằng gần đúng lưỡng cực trong vùng
kích thước nội “intrinsic” (r<20 nm). Thông số A được sử dụng như một thông số
“làm khớp các giá trị thực nghiệm”. Ưu điểm lớn nhất của lý thuyết này là đã đưa
ra một mô hình mô tả sự thụ thuộc của hằng số điện môi của hạt vào kích thước.
1.1.4. Sự thụ thuộc các tính chất quang vào hình dạng hạt – lý thuyêt
Gans

Cường độ hấp thụ (a.u)

λ max

Dao động plasmon bề mặt trong các hạt nano kim loại sẽ bị biến đổi nếu
dạng của các hạt này lệch khỏi dạng cầu. Các tính chất phát xạ của các hạt kim
loại thụ thuộc vào hình dạng có thể được giải bằng lý thuyết Mie với các hiệu
chỉnh của Gans.

Tỷ lệ tương quan R

Bước sóng λ (nm)

Hình 1.13. Sự thụ thuộc phổ hấp thụ plasmon bề mặt vào kích thước của thanh
nano vàng với các tỷ lệ tương quan: R = 2,7; R = 3,3
Lý thuyết Gans dự đoán rằng sẽ xảy ra sự thay đổi trong cộng hưởng
plasmon bề mặt khi các hạt đi chệch khỏi dạng hình cầu. Trong trường hợp này,
khả năng phân cực lưỡng cực theo chiều ngang và dọc không còn là các cộng
hưởng tương đương. Do đó có hai cộng hưởng plasmon xuất hiện: một cộng
hưởng plasmon theo chiều dọc bị dịch đỏ và được mở rộng và một là cộng hưởng
12

plasmon ngang. Theo Gans, đối với các thanh nano vàng, sự hấp thụ plasmon
chia tách thành hai dải tương ứng với dao động của các điện tử tự do cùng
phương và vuông góc với trục dài của các thanh nano. Khi tỷ lệ tương quan giữa
hai trục của hạt nano tăng thì khoảng cách năng lượng giữa các đỉnh cộng hưởng
của hai dải plasmon tăng (hình 1.5). Dải năng lượng cao nằm xung quanh 520 nm
tương ứng với dao động của các điện tử vuông góc với trục chính (trục dài) và
được gọi là hấp thụ plasmon ngang. Dải plasmon đó giữ không đổi với tỷ lệ tương
quan giữa hai trục và trùng với cộng hưởng plasmon của chấm nano. Còn dải hấp
thụ ở năng lượng thấp là của các dao động của điện tử dọc theo trục chính (dài)
và được gọi là hấp thụ plasmon dọc. Hình 1.5 cũng chỉ ra phổ hấp thụ của hai
thanh nano vàng với các tỷ lệ tương quan giữa hai trục là 2,7 và 3,3. Cũng từ phổ
đó cho thấy rằng: cực đại dải plasmon theo trục dài (vòng tròn) dịch đỏ khi tăng
tỷ lệ tương quan R, trong khi đó cực đại dải plasmon theo trục ngang (ô vuông)
không thay đổi.
Phổ hấp thụ của các thanh nano vàng (Au nanorod) với tỷ lệ tương quan R được
Gans tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết Mie với gần đúng lưỡng cực. Thiết diện
dập tắt C ext cho hình thon dài elip được biểu diễn bởi phương trình [6]:
 1 
 P2  2
 32
j 

Cext  m V 
2
3c
j 
1  Pj   

2
 m   2

1  
P
j 


 

(1.6)

Trong đó Pj là các thừa số khử cực dọc theo ba trục A, B và C của thanh nano,
với A  B  C , được xác định khi
PA 

1e 2
e2

PB  PC 

 1 1 e  
 2e ln 1  e   1

 


(1.7)

1  PA
2

(1.8)

Và tỷ lệ tương quan R có mối liên hệ như sau:
  B 2 
e  1    
  A  

1

2

1 

 1  2 
 R 

1

2

(1.9)

13


1.2. Phương pháp chế tạo các cấu trúc nano kim loại
1.2.1. Nguyên tắc chung tổng hợp hạt nano kim loại
Vật liệu nano được tổng hợp theo một trong hai nguyên tắc[10]:
Thứ nhất, vật liệu nano được chế tạo từ vật liệu khối ban đầu (phương pháp
từ trên xuống hay top-down). Thường được sử dụng là phương pháp ăn mòn laser
(laser ablation). Phương pháp ăn mòn laser là một quá trình sử dụng chùm tia

laser chiếu lên vật liệu khối đặt trong một môi trường chất lỏng hoặc khí. Đối với
môi trường lỏng có hoặc không chứa chất hoạt động bề mặt. Các hạt nano được
tạo thành với kích thước phân bố khoảng vài nm đến vài chục nm. Hoặc dùng kỹ
thuật nghiền hoặc biến dạng để biến các vật liệu đến kích thước nano. Phương
pháp này có ưu điểm là đơn giản, có thể chế tạo số lượng lớn khi cần thiết. Tuy
nhiên, nhược điểm là các hạt bị kết tụ lại với nhau, khó có thể thu được các hạt
nano với kích thước nhỏ, kích thước hạt không đồng nhất và độ tinh khiết không
cao. Do vậy, phương pháp từ trên xuống ít được dùng để chế tạo vật liệu nano.
Thứ hai, vật liệu nano được chế tạo từ các hạt có kích thước nhỏ hơn như nguyên
tử hoặc ion (nguyên tắc từ dưới lên hay bottom-up). Hiện nay, phương pháp này
được sử dụng rộng rãi vì chất lượng của sản phẩm cuối cùng là các hạt được phân
tán trong chất hoạt hóa bề mặt để các hạt không bị kết tụ với nhau. Tuy nhiên,
muốn điều chế một số lượng lớn thì khá khó khăn và tốn kém. Hai nguyên tắc này
có thể được mô tả bằng hình vẽ 1.6.

Hình 1.6. Minh họa khái niệm về các phương pháp từ dưới lên và từ trên xuống
Hiện nay, các hạt nano Ag được tổng hợp bằng hai phương pháp chính đó là khử
hóa học và quang xúc tác.
1.2.2. Phương pháp khử hóa học [9]
Đây là phương pháp đơn giản, sử dụng các tác nhân hóa học để khử các ion
Ag+ thành Ag, sau đó các nguyên tử Ag kết hợp với nhau thành hạt nano Ag.
14


Trong hầu hết các nghiên cứu thì tiền chất Ag được sử dụng nhiều nhất là
AgNO3. Nhưng trong một số nghiên cứu gần đây thì CF3COOAg có thể là lựa
chọn tốt hơn bởi vì nó có nhiệt độ phản ứng thấp hơn, nó loại bỏ NO 2 có nguồn
gốc từ sự phân hủy NO3-.
Tác nhân khử là các chất như: sodium borohydride (NaBH4), acid citric,
ethanol,... Polymer và các chất hoạt động bề mặt được dùng để ổn định cấu trúc

nano trong quá trình hình thành và trong một số trường hợp cũng có thể đóng vai
trò trực tiếp tăng trưởng hạt với các hình dạng mong muốn. Sử dụng chất hoạt
hóa bề mặt còn có tác dụng làm cho bề mặt hạt nano có tính chất cần thiết cho các
ứng dụng tiếp theo.
+ Phương pháp khử Citrat [9, 10]: Lee và Meisel lần đầu tiên báo cáo
tổng hợp chất keo Ag bằng phương pháp khử AgNO3 bằng citrate trong dung dịch
nước năm 1982. Phương pháp này là cách tiếp cận phổ biến để tạo ra dung dịch
keo Ag, không mất thời gian và không đòi hỏi quá nhiều chất tổng hợp.Trong
những nghiên cứu điển hình thì các hạt Ag nano được tổng hợp bằng cách thêm
dung dịch sodium citrate vào dung dịch AgNO3 đun sôi và để trong 1 giờ. Bằng
cách thay đổi nồng độ citrate đã tổng hợp được các hạt nano Ag với đỉnh hấp thụ
plasmon ở 420nm. Thay đổi nồng độ citrat/Ag + từ 1 đến 5 lần thì thời gian để
hình thành nano Ag giảm từ 40 xuống còn 20 phút. Để tìm hiểu thêm về chức
năng của citrate như chất ổn định, đã có nghiên cứu tổng hợp hạt nano cấu trúc lõi
silica-vỏ bạc SiO2@AgNP bằng NaBH4 và sau đó bổ sung natri citrate, phản ứng
hình thành phức hợp SiO2-Ag-Citrate, hằng số liên kết citrate và colloid bạc được
xác định là 220 M-1. Ngoài ra, các nghiên cứu tổng hợp nano Ag bằng phương
pháp khử đã chứng minh citrate hoạt động ở giai đoạn đầu của phản ứng bằng
cách phức hợp với ion Ag+ hoặc Ag2+, do đó có thể điều khiển quá trình tăng
trưởng hạt. Trong phương pháp khử citrate, citrate đóng vai trò quan trọng để thu
được các hạt nano Ag có kích thước lớn (50-100 nm). Một khi các hạt nano đầu
tiên được hình thành từ phản ứng khử Ag + thành Ag0 bằng citrate, các anion còn
lại có thể phức hợp với bề mặt kim loại làm giảm lượng citrate có sẵn trong dung
dịch. Do đó ít hạt nano mới được hình thành hơn và các hạt được hình thành
trước đó bắt đầu phát triển thông qua quá trình Ostwald. Do đó cần nhiều thời
gian để hoàn thành phản ứng khi sử dụng phương pháp này.
15


Hình 1.7. Cơ chế tạo hạt và tăng trưởng của hạt nano Ag thu được bằng phương

pháp khử bằng citrate theo Ref
+ Phản ứng tráng gương Ag [7]: Kể từ khi phát minh ra gương tráng bạc bởi
Justus von Liebig năm 1835. Phản ứng tráng gương của Ag đã trở thành một
phương pháp phổ biến để lắng đọng và sản xuất đại trà các lớp phủ Ag trên các
loại chất nền khác nhau. Trong phương pháp này, AgNO3 được sử dụng làm tiền
chất để tạo ra Ag(NH3)2OH có chứa Ag (NH3)2+ thành phần chính của thuốc thử
tollen. Sau đó Ag (NH3)2OH bị khử bởi glucose hoặc hợp chất aldehyde để tạo
nguyên tố Ag theo phản ứng:
RCHO + 2[Ag(NH3)2]+ + 2OH- RCOOH + 2Ag + 4NH3 + H2O
(1)
Khi phản ứng thành công sẽ tạo thành một lớp gương bóng trên bề mặt của bình
đựng dung dịch phản ứng, do đó phản ứng này được dùng để nhận biết glucose
hoặc hợp chất aldehyde.
Hình thái học của màng Ag này thường là dạng hạt, hoa hoặc một số cấu trúc
giống như hoa.Các nghiên cứu đã chứng minh, hạn chế của kĩ thuật này là không
kiểm soát được hình dạng và khó tổng hợp được cấu trúc Ag nano có chất lượng
cao. Phản ứng tráng gương được áp dụng trong một số ứng dụng như: tạo lớp phủ
kính thiên văn, tạo màng mịn trong cảm biến SPR, tráng gương,... Cũng có thể
dùng phản ứng tráng gương để phủ một lớp lên vật thể kích thước micro hoặc
nano như: đầu dò sợi quang, hạt silica, các hạt bán dẫn cho các ứng dụng quang
xúc tác.
+ Sự khử bằng NaBH4[10]: Những nghiên cứ đầu tiên làm sáng tỏ cơ chế
tổng hợp hạt nano Ag bằng cách sử dụng sodium borohydride (NaBH 4) làm tác
16


nhân khử được thực hiện bởi Van Hyning và Zukoski. Phản ứng xảy ra theo
phương trình:
Mn+ + nBH4- M0 + nB(OH)3 + n 3.5H2
(2)

Bằng kĩ thuật tán xạ tia X góc nhỏ và phép đo quang phổ hấp thụ UV-Vis, cùng
với đo TEM, một cơ chế tăng trưởng để tổng hợp các hạt nano bằng cách sử dụng
NaBH4 được đề xuất như sau:
Đầu tiên, các ion Ag+ bị khử thành nguyên tử Ag0 (<200ms). Sau đó các nguyên
tử Ag kết cụm lại thành các hạt nhỏ với bán kính từ 2-3nm (~5s), các hạt được
giữ ở trạng thái bền trong khoảng 5-10 phút. Sau giai đoạn này, giai đoạn kết nối
thứ hai diễn ra và kết quả cuối cùng là tạo ra các hạt nano Ag với kích thước
trung bình từ 5-8nm.

Hình 1.8. Minh họa cơ chế tăng trưởng cho AgNP tổng hợp bằng cách sử dụng
NaBH4 đề xuất bởi Polte et al
+ Phương pháp polyol và điều khiển hình dạng [9,10]: Sự tổng hợp
polyol liên quan đến sự khử muối kim loại trong tiền chất của polyol, thường
được sử dụng là ethylene glycol (EG) ở nhiệt độ cao (≈160 ° C đối với EG). Để
tránh sự kết đám của các hạt, thêm vào một chất ổn định bề mặt thường là PVP.
Ethylene glycol (cũng như các polyol khác) có thể bị oxi hóa thành các aldehyde
(phương trình 3) có khả năng oxy hóa với năng lượng 1,65 eV. Giảm công suất
của EG thụ thuộc mạnh vào nhiệt độ, khả năng kiểm soát các quá trình tạo mầm
và tăng trưởng bằng cách chọn nhiệt độ phản ứng. Một ưu điểm nữa là polyol có
thể dùng như dung môi của phản ứng và giảm thiểu chất hóa học khác.
17