Nghiên cứu chế tạo, tính chất của các vật liệu nano phức hợp từ tính có cấu trúc lõi-vỏ MFe2O4@F@Ag/TiO2 và khả năng ứng dụng

Từ năm 2016 đến năm 2019, nhóm nghiên cứu của TS. Lê Minh Tùng tại Trường Đại học Tiền Giang đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo, tính chất của các vật liệu nano phức hợp từ tính có cấu trúc lõi-vỏ MFe2O4@F@Ag/TiO2 và khả năng ứng dụng”.

QT (III): CHẾ TẠO Fe3O4@C@Ag

Đề tài hướng đến thực hiện những mục tiêu sau: Phát triển công nghệ tổng hợp được các vật liệu nano phức hợp từ tính có cấu trúc lõi-vỏ MFe2O4@F@Ag/TiO2 có độ ổn định kích thước cao, phân tán đều trong dung dịch; đánh giá được các đặc tính hóa-lý-từ tính, hoạt tính sinh học và cơ chế diệt vi khuẩn và virus gây bệnh phổ biến ở Việt Nam của các vật liệu nano phức hợp chế tạo; và đánh giá thử nghiệm khả năng ứng dụng của các vật liệu nano phức hợp trong xử lý môi trường và nhiệt từ trị.

Sau ba năm nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả sau:

Nội dung 1: Nghiên cứu quy trình công nghệ tổng hợp các vật liệu nano phức hợp từ tính có cấu trúc lõi vỏ

a. Nghiên cứu quy trình công nghệ tổng hợp vật liệu nano lõi-vỏ Fe3O4@C sử dụng quy trình 1 bước (thủy nhiệt)

- Tính mới của phương pháp này: phương pháp đơn giản, rẻ tiền có thể phát triển tại điều kiện Việt Nam và cho phép tạo các vật liệu nano tổ hợp Fe3O4@C có độ tinh khiết cao và có thể chế tạo mẫu với số lượng lớn.

- Giá trị khoa học của nội dung nghiên cứu này: tạo ra vật liệu nano Fe3O4@C cấu trúc lõi vỏ có diện tích bề mặt lớn, bề mặt đã được chức năng hóa lớp carbon có thể ứng dụng trong y sinh và xử lý môi trường.

b. Nghiên cứu quy trình công nghệ tổng hợp vật liệu nano lõi-vỏ Fe3O4@C@TiO2 sử dụng quy trình 2 bước (thủy nhiệt và sol-gel).

c. Nghiên cứu quy trình công nghệ tổng hợp vật liệu nano lõi-vỏ Fe3O4@C@Ag sử dụng quy trình 2 bước (thủy nhiệt và khử hóa học).

d. Nghiên cứu quy trình công nghệ tổng hợp vật liệu nano phức hợp Fe3O4-TiO2-Ag sử dụng quy trình nhiều bước (thủy nhiệt, sol-gel & khử hóa học).

Nội dung 2: Nghiên cứu phân tích các đặc trưng hóa lý và tính chất siêu thuận từ của các hệ vật liệu nano phức hợp chế tạo

a. Hệ nano Fe3O4@C:

b. Hệ nano Fe3O4@C@TiO2 và Fe3O4-TiO2-Ag:

Nội dung 3: Nghiên cứu thử nghiệm phân tách vi khuẩn S.enteritidis của hệ vật liệu nano phức hợp Fe3O4@APTES@kháng thể

Nội dung 4: Nghiên cứu thử nghiệm khả năng ứng dụng hệ vật liệu nano phức hợp trong xử lý một số chất ô nhiễm trong nước

a. Nghiên cứu thử nghiệm khả năng ứng dụng của vật liệu Fe3O4-TiO2-Ag trong xử lý các chất màu hữu cơ nhiễm trong dung dịch nước.

b. Nghiên cứu thử nghiệm khả năng ứng dụng của vật liệu Fe3O4@C trong xử lý ion kim loại nặng As(V) nhiễm trong dung dịch nước.

Nội dung 5: Thử nghiệm ứng dụng Fe3O4@C trong nhiệt từ trị magnetic hyperthermia (hiệu ứng đốt nhiệt cảm ứng từ)

Các kết quả nghiên cứu có tính mới và có giá trị khoa học. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã làm chủ được công nghệ chế tạo vật liệu nano phức hợp giữa hạt nano từ tính và carbon (Fe3O4@C) với hạt nano bạc (Ag) và hạt nano ôxit kim loại (TiO2) sử dụng phương pháp hóa học ướt. Chất lượng các vật liệu nano nano phức hợp có độ tinh khiết cao, phân tán tốt trong dung môi nước có thể sử dụng tốt cho các ứng dụng phân tách vi khuẩn, y sinh và xử lý môi trường. Bên cạnh đó, các đặc tính vật lý, hóa học của vật liệu nano phức hợp đều được đo đạc, phân tích kỹ lưỡng, đảm bảo các vật liệu được tổng hợp có đầy đủ các đặc tính quan trọng và có độ bền cao, đặc biệt là các đặc tính kháng vi sinh vật. Điều này là vô cùng quan trọng trong việc phát triển ứng dụng các vật liệu nano phức hợp này trong y sinh và xử lý môi trường.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16846/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)