DUNG DỊCH NANO BẠC PK500: SÁT KHUẨN KHÔNG ĐỐI THỦ

CHUYÊN CUNG CẤP DUNG DỊCH NANO BẠC VÀ TƯ VẤN, HỢP TÁC, CHUYỂN GIAO CÁC SẢN PHẨM VỀ NANO BẠC

DUNG DỊCH NANO BẠC PK500: SÁT KHUẨN KHÔNG ĐỐI THỦ

CHUYÊN CUNG CẤP DUNG DỊCH NANO BẠC VÀ TƯ VẤN, HỢP TÁC, CHUYỂN GIAO CÁC SẢN PHẨM VỀ NANO BẠC

DUNG DỊCH NANO BẠC PK500: SÁT KHUẨN KHÔNG ĐỐI THỦ

CHUYÊN CUNG CẤP DUNG DỊCH NANO BẠC VÀ TƯ VẤN, HỢP TÁC, CHUYỂN GIAO CÁC SẢN PHẨM VỀ NANO BẠC

DUNG DỊCH NANO BẠC PK500: SÁT KHUẨN KHÔNG ĐỐI THỦ

CHUYÊN CUNG CẤP DUNG DỊCH NANO BẠC VÀ TƯ VẤN, HỢP TÁC, CHUYỂN GIAO CÁC SẢN PHẨM VỀ NANO BẠC

DUNG DỊCH NANO BẠC PK500: SÁT KHUẨN KHÔNG ĐỐI THỦ

CHUYÊN CUNG CẤP DUNG DỊCH NANO BẠC VÀ TƯ VẤN, HỢP TÁC, CHUYỂN GIAO CÁC SẢN PHẨM VỀ NANO BẠC

DUNG DỊCH NANO BẠC PK500: SÁT KHUẨN KHÔNG ĐỐI THỦ

CHUYÊN CUNG CẤP DUNG DỊCH NANO BẠC VÀ TƯ VẤN, HỢP TÁC, CHUYỂN GIAO CÁC SẢN PHẨM VỀ NANO BẠC

Vũ khí mới giúp kháng sinh hiệu quả gấp 1.000 lần

Tác dụng của ion bạc lên tế bào động vật cấp cao luôn được quan tâm đặc biệt. Người ta phát hiện ra rằng khi ủ các tế bào não của chuột và các tế bào vi sinh vật vào dung dịch có ion bạc hình thái của hồng cầu và bạch cầu hoàn toàn không thay đổi, trong khi các tế bào vi khuẩn bị tiêu diệt hoàn toàn. Các tế bào chuột dưới tác động của ion bạc chuyển thành dạng hình cầu nhưng không bị phá hủy và thành của tế bào giữ nguyên dạng. Các tế bào não chuột này sau đó sinh sản bình thường và cấu trúc tế bào cũng như khả năng sinh sản vẫn được giữ nguyên.
Tổ chức Y tế thế giới [Silver safety data. http://eng.nano composite.net zboard/ June 2006] đã xác định liều lượng bạc tối đa không gây ảnh hưởng đối với sức khỏe con người là 10g (nếu quá trình hấp thụ diễn ra trong suốt cuộc đời). Nghĩa là, nếu một người trong toàn bộ cuộc đời của mình (70 tuổi) ăn và uống vào 10g bạc, đảm bảo không có vấn đề gì về sức khỏe. Trên cơ sở đó EPA của Mỹ đã xác lập tiêu chuẩn tối đa cho phép của bạc trong nước uống của Mỹ là 0.1mg/lít, trong khi Cộng đồng châu Âu áp dụng tiêu chuẩn tối đa cho phép là 0.01mg/lít và tại LB Nga là 0.05mg/lít.
        Nhằm đánh giá độc tính của bạc, năm 1991 EPA của Mỹ đưa ra khái niệm liều chuẩn RfD (reference dose - là lượng bạc được phép hấp thụ mỗi ngày mà không tác động xấu cho sức khỏe trong suốt cuộc đời). Liều chuẩn được EPA chấp nhận là 5 mg/kg/ngày. Như vậy, một người có trọng lượng 70kg được phép tiếp nhận vào người tối đa 350 mg bạc mỗi ngày. Nồng độ bạc tối đa cho phép trong nước uống của Mỹ là 100 mg/lít (EPA 1991). Nếu mỗi ngày uống 2 lít nước thì con người nhận vào 200 mg bạc, các loại thực phẩm ăn vào mỗi ngày chiếm trung bình 90 mg và phần còn lại dành cho các trường hợp khác là không quá 60 mg.
         Bạc là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự hoạt động của các tuyến nội tiết, não và gan, tuy nhiên với nồng độ cho phép không được vượt quá 0.05mg/lít dịch cơ thể. Theo số liệu của tác giả [Вайнар А. И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М. Медиздат., 1960], khẩu phần cho người mỗi ngày trung bình 80mg ion bạc. Tổng hàm lượng bạc trong cơ thể người và động vật được xác định là 0.2mg/kg trọng lượng khô, trong đó não, các tuyến nội tiết, gan, thận và xương chứa hàm lượng cao nhẩt. Khi có mặt ion bạc cường độ phosphoryl hóa ôxy hóa trong các ty thể não cũng như hàm lượng axit nucleic tăng lên đáng kể giúp cải thiện chức năng não. Khi ngâm các mô khác nhau vào dung dịch sinh lý có nồng độ ion bạc 0.001mg/lít mức độ hấp thụ oxy của mô não tăng 24%, cơ tim - 20%, gan - 36%, thận - 25%. Nhưng nếu tăng nồng độ Ag+ lên 0.01mg/lít thì mức độ hấp thụ ôxy của các mô đó giảm xuống rõ ràng. Điều đó chứng tỏ các ion bạc đã tham gia vào việc điều chỉnh quá trình trao đổi năng lượng. 
         Брызгунов В.С. và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu lâm sàng đối với bệnh nhân được cho uống nước ion bạc điện hóa thay nước uống với nồng độ 30 - 50 mg/lít trong thời gian 7 - 8 năm, trong đó cho thấy hiện tượng tích tụ bạc dưới da làm cho da bệnh nhân có màu xám (bệnh argiria), hậu quả của quá trình khử quang hóa của các ion bạc. Tuy nhiên tác giả đã không phát hiện được ở các bệnh nhân này bất kỳ thay đổi nào về chức năng của các cơ quan nội tạng, không những thế các bệnh nhân còn thể hiện tính đề kháng đối với nhiều loại vi khuẩn và virut.
Bạc là thành phần không thể thiếu được của mô người: tồn tại với số lượng lớn trong não, trong nhân tế bào thần kinh, trong các hạch của hệ nội tiết, trong võng mạc mắt và trong xương.
·        Bạc không tạo ra các hợp chất độc hại trong cơ thể
·        Không gây ra các biến đổi bệnh lý
·        Không cho phép vi khuẩn thích nghi.
            Các dung dịch nano bạc, là tác nhân hỗ trợ hệ miễn dịch, đã được xác nhận là có thể sử dụng hàng ngày một cách an toàn, không độc hại và không tạo phản ứng phụ nếu tuân theo chỉ định. Hàng trăm thí nghiệm đã được thực hiện trên các dung dịch nano bạc tại Mỹ cũng như tại các phòng thí nghiệm và trường Đại học nổi tiếng trên thế giới. Kết quả thu được khẳng định rằngnano bạc cực kỳ hiệu quả trong việc tiêu diệt các loài vi khuẩn, virut và bào tử nẩm, nhưng không độc hại đối với tế bào cơ thể. 

            Mới đây các nhà nghiên cứu của Ấn Độ cho biết họ đã tìm ra chất thay thế aspirin và các chất chống tập hợp khác từng được sử dụng rộng rãi trong việc phòng ngừa sự hình thành huyết khối ở những người mắc các bệnh tim mạch và não mạch. Đó là nano bạc. Bằng thực nghiệm các tác giả đã chứng minh rằng nano bạc giữ các tế bào máu hình tấm dẹt (platelet) ở trạng thái không hoạt động và cho thấy khi đưa một lượng nhỏ dung dịch nano bạc vào máu của chuột, sự hình thành huyết khối giảm 40% mà không gây ra bất kỳ hiệu ứng phụ nào.
Các nghiên cứu của Elechiguera đưa ra kết luận rằng các hạt nano bạc có kích thước ≤ 10 nm có khoảng cách tâm-đến-tâm giữa chúng trùng với khoảng cách giữa các đỉnh nhô (knobs) của phân tử glycoprotein (gp120) có chứa các nhóm sunphohydryl trên bề mặt con virut HIV. Chính các đỉnh chóp mang điện tích âm này sẽ gắn kết với các hạt nano bạc có khoảng cách tâm-đến-tâm tương đương. Nhờ tương tác đó nano bạc có thể cản trở virut HIV tiếp cận với tế bào chủ qua thụ quan CD4, mà các tác giả đã chứng minh được bằng thí nghiệm in vitro.

Hội chợ "TỰ HÀO SẢN PHẨM DỊCH VỤ VIỆT NAM VÌ SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG 2016"

Thông báo tham gia hội chợ "TỰ HÀO SẢN PHẨM DỊCH VỤ VIỆT NAM VÌ SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG 2016".

Tiếp nối thành công sau lần tham dự hội chợ, công ty Cổ phần Công nghệ xanh Phúc Khang tiếp tục tham gia Hội chợ "TỰ HÀO SẢN PHẨM DỊCH VỤ VIỆT NAM VÌ SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG 2016".

Hội chợ được tổ chức với dự kiến có sự tham gia của khoảng 200 doanh nghiệp với gian hàng trưng bày những sản phẩm làng nghề, hàng hóa có thương hiệu tiêu biểu, đặc sản khắp các vùng miền trên Tổ Quốc... có chất lượng và hướng tới mục tiêu vì sức khỏe cộng đồng.


Đặc biệt, tại gian hàng, chúng tôi sẽ mang tới hội chợ các sản phẩm nano bạc. Nano bạc đã được các nước tiên tiến trên thế giới sử dụng trong đời sống với mục đích khử trùng, khử mùi, điều trị và chữa lành các vết thương hở. Nano bạc có khả năng diệt hơn 650 loài vi khuẩn, virut và nấm mốc, kể cả những vi khuẩn kháng thuốc do chúng không có khả năng đề kháng chống lại tác dụng của nano bạc. Bên cạnh đó, nano bạc không gây kích ứng, an toàn và có hiệu quả tác dụng cao, đồng thời có khả năng chữa trị mau lành các vết thương hở, vết bỏng hoặc các vết loét khó lành do bệnh tiểu đường hoặc do nằm bất động lâu ngày tạo ra.
+ Thời gian: Từ ngày 1/07/2016 đến 07/07/2016
+ Địa điểm: Cung thể thao Quần Ngựa, Hà Nội
+ Gian hàng: số 77
Khi đến tham quan gian hàng tại triển lãm, Quý khách hàng sẽ được nhận ngay chương trình ưu đãi đặc biệt của chúng tôi:
  • Các sản phẩm đồng giá 30.000đ
  • Tặng 01 Voucher vận chuyển miến phí cho lần mua hàng tiếp theo tại nội thành Hà Nội.
Trân trọng kính mời các đại lý, Quý khách hàng đến tham quan và trải nghiệm!

Sơ đồ vị trí gian hàng của công ty Cổ phần Công nghệ xanh Phúc Khang tại hội chợ


Tính chất của hạt nano kim loại

Hạt nano kim loại có hai tính chất khác biệt so với vật liệu khối đó là hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng kích thước. Tuy nhiên, do đặc điểm các hạt nano có tính kim loại, tức là có mật độ điện tử tự do lớn thì các tính chất thể hiện có những đặc trưng riêng khác với các hạt không có mật độ điện tử tự do cao.

1.   Tính chất quang học

Tính chất quang học của hạt nano vàng, bạc trộn trong thủy tinh làm cho các sản phẩm từ thủy tinh có các màu sắc khác nhau đã được người La Mã sử dụng từ hàng ngàn năm trước. Các hiện tượng đó bắt nguồn từ hiện tượng cộng hưởng Plasmon bề mặt (surface plasmon resonance) do điện tử tự do trong hạt nano hấp thụ ánh sáng chiếu vào. Kim loại có nhiều điện tử tự do, các điện tử tự do này sẽ dao động dưới tác dụng của điện từ trường bên ngoài như ánh sáng. Thông thường các dao động bị dập tắt nhanh chóng bởi các sai hỏng mạng hay bởi chính các nút mạng tinh thể trong kim loại khi quãng đường tự do trung bình của điện tử nhỏ hơn kích thước. Nhưng khi kích thước của kim loại nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình thì hiện tượng dập tắt không còn nữa mà điện tử sẽ dao động cộng hưởng với ánh sáng kích thích. Do vậy, tính chất quang của hạt nano có được do sự dao động tập thể của các điện tử dẫn đến từ quá trình tương tác với bức xạ sóng điện từ. Khi dao động như vậy, các điện tử sẽ phân bố lại trong hạt nano làm cho hạt nano bị phân cực điện tạo thành một lưỡng cực điện. Do vậy xuất hiện một tần số cộng hưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng các yếu tố về hình dáng, độ lớn của hạt nano và môi trường xung quanh là các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất. Ngoài ra, mật độ hạt nano cũng ảnh hưởng đến tính chất quang. Nếu mật độ loãng thì có thể coi như gần đúng hạt tự do, nếu nồng độ cao thì phải tính đến ảnh hưởng của quá trình tương tác giữa các hạt.

2.   Tính chất điện

Tính dẫn điện của kim loại rất tốt, hay điện trở của kim loại nhỏ nhờ vào mật độ điện tử tự do cao trong đó. Đối với vật liệu khối, các lí luận về độ dẫn dựa trên cấu trúc vùng năng lượng của chất rắn. Điện trở của kim loại đến từ sự tán xạ của điện tử lên các sai hỏng trong mạng tinh thể và tán xạ với dao động nhiệt của nút mạng (phonon). Tập thể các điện tử chuyển động trong kim loại (dòng điện I) dưới tác dụng của điện trường (U) có liên hệ với nhau thông qua định luật Ohm: U = IR, trong đó R là điện trở của kim loại. Định luật Ohm cho thấy đường I-U là một đường tuyến tính. Khi kích thước của vật liệu giảm dần, hiệu ứng lượng tử do giam hãm làm rời rạc hóa cấu trúc vùng năng lượng. Hệ quả của quá trình lượng tử hóa này đối với hạt nano là I-U không còn tuyến tính nữa mà xuất hiện một hiệu ứng gọi là hiệu ứng chắn Coulomb (Coulomb blockade) làm cho đường I-U bị nhảy bậc với giá trị mỗi bậc sai khác nhau một lượng e/2C cho U và e/RC cho I, với e là điện tích của điện tử, C  R là điện dung và điện trở khoảng nối hạt nano với điện cực.

3.   Tính chất từ

Các kim loại quý như vàng, bạc,... có tính nghịch từ ở trạng thái khối do sự bù trừ cặp điện tử. Khi vật liệu thu nhỏ kích thước thì sự bù trừ trên sẽ không toàn diện nữa và vật liệu có từ tính tương đối mạnh. Các kim loại có tính sắt từ ở trạng thái khối như các kim loại chuyển tiếp sắt, cô ban, ni ken thì khi kích thước nhỏ sẽ phá vỡ trật tự sắt từ làm cho chúng chuyển sang trạng thái siêu thuận từ. Vật liệu ở trạng thái siêu thuận từ có từ tính mạnh khi có từ trường và không có từ tính khi từ trường bị ngắt đi, tức là từ dư và lực kháng từ hoàn toàn bằng không.

4.   Tính chất nhiệt

Nhiệt độ nóng chảy Tm của vật liệu phụ thuộc vào mức độ liên kết giữa các nguyên tử trong mạng tinh thể. Trong tinh thể, mỗi một nguyên tử có một số các nguyên tử lân cận có liên kết mạnh gọi là số phối vị. Các nguyên tử trên bề mặt vật liệu sẽ có số phối vị nhỏ hơn số phối vị của các nguyên tử ở bên trong nên chúng có thể dễ dàng tái sắp xếp để có thể ở trạng thái khác hơn. Như vậy, nếu kích thước của hạt nano giảm, nhiệt độ nóng chảy sẽ giảm. Ví dụ, hạt vàng 2 nm có Tm  = 500°C, kích thước 6 nm có Tm = 950°C [1].


Tài liệu tham khảo

[1] G. A. DeVries, et. al., Science 315 (2007) 358.

 



Hạt nano kim loại và màu sắc của đặc trưng của nó ở dạng nano

Hạt nano kim loại là một khái niệm để chỉ các hạt có kích thước nano được tạo thành từ các kim loại. Người ta biết rằng hạt nano kim loại như hạt nano vàng, nano bạc được sử dụng từ hàng nghìn năm nay.
Nổi tiếng nhất có thể là chiếc cốc Lycurgus được người La Mã chế tạo vào khoảng thế kỉ thứ tư trước Công nguyên và hiện nay được trưng bày ở Bảo tàng Anh [1]. Chiếc cốc đó đổi màu tùy thuộc vào cách người ta nhìn nó. Nó có màu xanh lục khi nhìn ánh sáng phản xạ trên cốc và có màu đỏ khi nhìn ánh sáng đi từ trong cốc và xuyên qua thành cốc. Các phép phân tích ngày nay cho thấy trong chiếc cốc đó có các hạt nano vàng và bạc có kích thước 70 nm và với tỉ phần mol là 14:1. Tuy nhiên, phải đến năm 1857, khi Michael Faraday nghiên cứu một cách hệ thống các hạt nano vàng thì các nghiên cứu về phương pháp chế tạo, tính chất và ứng dụng của các hạt nano kim loại mới thực sự được bắt đầu.
Khi nghiên cứu, các nhà khoa học đã thiết lập các phương pháp chế tạo và hiểu được các tính chất thú vị của hạt nano. Một trong những tính chất đó là màu sắc của hạt nano phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và hình dạng của chúng. Ví dụ, ánh sáng phản xạ lên bề mặt vàng ở dạng khối có màu vàng. Tuy nhiên, ánh sáng truyền qua lại có màu xanh nước biển hoặc chuyển sang màu da cam khi kích thước của hạt thay đổi.
Hiện tượng thay đổi màu sắc như vậy là do một hiệu ứng gọi là cộng hưởng plasmon bề mặt. Chỉ có các hạt nano kim loại, trong đó các điện tử tự do mới có hấp thụ ở vùng ánh sáng khả kiến làm cho chúng có hiện tượng quang học thú vị như trên.
Ngoài tính chất trên, các hạt nano bạc còn được biết có khả năng diệt khuẩn. Hàng ngàn năm trước người ta thấy sữa để trong các bình bạc thì để được lâu hơn. Ngày nay người ta biết đó là do bạc đã tác động lên enzym liên quan đến quá trình hô hấp của các sinh vật đơn bào.



Tài liệu tham khảo


[1] http://www.thebritishmuseum.ac.uk/science/text/lycurgus/sr-lycurgus-p1-t.html

Các phương pháp chế tạo hạt nano kim loại

Có hai phương pháp để tạo vật liệu nano, phương pháp từ dưới lên và phương pháp từ trên xuống. Phương pháp từ dưới lên là tạo hạt nano từ các ion hoặc các nguyên tử kết hợp lại với nhau. Phương pháp từ trên xuống là phương pháp tạo vật liệu nano từ vật liệu khối ban đầu. Đối với hạt nano kim loại như hạt nano vàng, bạc, bạch kim,... thì phương pháp thường được áp dụng là phương pháp từ dưới lên. Nguyên tắc là khử các ion kim loại như Ag+, Au+ để tạo thành các nguyên tử Ag và Au. Các nguyên tử sẽ liên kết với nhau tạo ra hạt nano. Các phương pháp từ trên xuống ít được dùng hơn nhưng thời gian gần đây đã có những bước tiến trong việc nghiên cứu theo phương pháp này.

1.   Phương pháp ăn mòn laser

Đây là phương pháp từ trên xuống [1]. Vật liệu ban đầu là một tấm bạc được đặt trong một dung dịch có chứa một chất hoạt hóa bề mặt. Một chùm Laser xung có bước sóng 532 nm, độ rộng xung là 10 ns, tần số 10 Hz, năng lượng mỗi xung là 90 mJ, đường kính vùng kim loại bị tác dụng từ 1-3 mm. Dưới tác dụng của chùm laser xung, các hạt nano có kích thước khoảng 10 nm được hình thành và được bao phủ bởi chất hoạt hóa bề mặt CnH2n+1SO4Na với n = 8, 10, 12, 14 với nồng độ từ 0,001 đến 0,1 M.

2.   Phương pháp khử hóa học

Phương pháp khử hóa học là dùng các tác nhân hóa học để khử ion kim loại thành kim loại. Thông thường các tác nhân hóa học ở dạng dung dịch lỏng nên còn gọi là phương pháp hóa ướt. Đây là phương pháp từ dưới lên. Dung dịch ban đầu có chứa các muối của các kim loại. Tác nhân khử ion kim loại Ag+, Au+ thành Ag0, Au0 ở đây là các chất hóa học như Citric acid, vitamin C, Sodium Borohydride, Ethanol (cồn), Ethylene Glycol,… [2] (phương pháp sử dụng các nhóm rượu đa chức như thế này còn có một cái tên khác là phương pháp polyol). Để các hạt phân tán tốt trong dung môi mà không bị kết tụ thành đám, người ta sử dụng phương pháp tĩnh điện để làm cho bề mặt các hạt nano có cùng điện tích và đẩy nhau hoặc dùng phương pháp bao bọc chất hoạt hóa bề mặt. Phương pháp tĩnh điện đơn giản nhưng bị giới hạn bởi một số chất khử. Phương pháp bao phủ phức tạp nhưng vạn năng hơn, hơn nữa phương pháp này có thể làm cho bề mặt hạt nano có các tính chất cần thiết cho các ứng dụng. Các hạt nano Ag, Au, Pt, Pd, Rh với kích thước từ 10 đến 100 nm có thể được chế tạo từ phương pháp này.

3.   Phương pháp khử vật lí

Phương khử vật lí dùng các tác nhân vật lí như điện tử [3], sóng điện từ năng lượng cao như tia gamma [4], tia tử ngoại [5], tia laser [6] khử ion kim loại thành kim loại. Dưới tác dụng của các tác nhân vật lí, có nhiều quá trình biến đổi của dung môi và các phụ gia trong dung môi để sinh ra các gốc hóa học có tác dụng khử ion thành kim loại. Ví dụ, người ta dùng chùm laser xung có bước sóng 500 nm, độ dài xung 6ns, tần số 10 Hz, công suất 12-14 mJ [6] chiếu vào dung dịch có chứa AgNO3 như là nguồn ion kim loại và Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) như là chất hoạt hóa bề mặt để thu được hạt nano bạc.

4.   Phương pháp khử hóa lí

Đây là phương pháp trung gian giữa hóa học và vật lí. Nguyên lí là dùng phương pháp điện phân kết hợp với siêu âm để tạo hạt nano. Phương pháp điện phân thông thường chỉ có thể tạo được màng mỏng kim loại. Trước khi xảy ra sự hình thành màng, các nguyên tử kim loại sau khi được điện hóa sẽ tạo các hạt nano bám lên điện cực âm. Lúc này người ta tác dụng một xung siêu âm đồng bộ với xung điện phân thì hạt nano kim loại sẽ rời khỏi điện cực và đi vào dung dịch [7].
5.   Phương pháp khử sinh học
Dùng vi khuẩn là tác nhân khử ion kim loại [8]. Người ta cấy vi khuẩn MKY3 vào trong dung dịch có chứa ion bạc để thu được hạt nano bạc. Phương pháp này đơn giản, thân thiện với môi trường.


Tài liệu tham khảo

[1] F. Mafune et. al., J. Phys. Chem. 14 (2000) 8333.
[2] D. Kim et. al., Nanotechnology 17 (2006) 4019.
[3] K. A. Bogle et. al., Nanotechnology 17 (2006) 3024.
[4] H. S. Shin et. al., J. Colloid. Interface Sci. 274 (2004) 89.
[5] H. H. Huang et. al., Langmuir 12 (1996) 909
[6] J. P. Abid et. al., Chem Commun. (2002) 792.
[7] J. Zhu et. al., Langmuire 16 (2000) 6396.

[8] M. Kowshik et. al., Nanotechnology 14 (2003) 95.

Các cách phân loại vật liệu nano

Có rất nhiều cách phân loại vật liệu nano, mỗi cách phân loại cho ra rất nhiều loại nhỏ nên thường hay làm lẫn lộn các khái niệm. Sau đây là một vài cách phân loại thường dùng.
1.      Phân loại theo hình dáng của vật liệu:
Người ta đặt tên số chiều không bị giới hạn ở kích thước nano
·        Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano), ví dụ đám nano, hạt nano
·        Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, ví dụ dây nano, ống nano
·        Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, ví dụ màng mỏng
·        Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau.
Cũng theo cách phân loại theo hình dáng của vật liệu, một số người đặt tên số chiều bị giới hạn ở kích thước nano. Nếu như thế thì hạt nano là vật liệu nano 3 chiều, dây nano là vật liệu nano 2 chiều và màng mỏng là vật liệu nano 1 chiều. Cách này ít phổ biến hơn cách ban đầu.
2.   Phân loại theo tính chất vật liệu thể hiện sự khác biệt ở kích thước nano:
·        Vật liệu nano kim loại
·        Vật liệu nano bán dẫn
·        Vật liệu nano từ tính
·        Vật liệu nano sinh học
·       

Nhiều khi người ta phối hợp hai cách phân loại với nhau, hoặc phối hợp hai khái niệm nhỏ để tạo ra các khái niệm mới. Ví dụ, "hạt nano kim loại" trong đó "hạt" được phân loại theo hình dáng, "kim loại" được phân loại theo tính chất hoặc "vật liệu nano từ tính sinh học" trong đó cả "từ tính" và "sinh học" đều là khái niệm có được khi phân loại theo tính chất.

Vật liệu Nano và tính chất đặc biệt của nó

Khoa học và công nghệ nano là một trong những thuật ngữ được sử dụng rộng rãi nhất trong khoa học vật liệu ngày nay là do đối tượng của chúng là vật liệu nano có những tính chất kì lạ khác hẳn với các tính chất của vật liệu khối mà người ta nghiên cứu trước đó [1]. Sự khác biệt về tính chất của vật liệu nano so với vật liệu khối bắt nguồn từ hai hiện tượng sau đây:

1.   Hiệu ứng bề mặt

Khi vật liệu có kích thước nhỏ thì tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử của vật liệu gia tăng. Ví dụ, xét vật liệu tạo thành từ các hạt nano hình cầu. Nếu gọi ns là số nguyên tử nằm trên bề mặt, n là tổng số nguyên tử thì mối liên hệ giữa hai con số trên sẽ là ns = 4n2/3. Tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử sẽ là f = ns/n = 4/n1/3 = 4r0/r, trong đó r0 là bán kính của nguyên tử và r là bán kính của hạt nano. Như vậy, nếu kích thước của vật liệu giảm (r giảm) thì tỉ số f 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 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 của vật liệu giảm đến nm thì giá trị f này tăng lên đáng kể. Sự thay đổi về tính chất có liên quan đến hiệu ứng bề mặt không có tính đột biến theo sự thay đổi về kích thước vì f tỉ lệ nghịch với r theo một hàm liên tục. Chúng ta cần lưu ý đặc điểm này trong nghiên cứu và ứng dụng. Khác với hiệu ứng thứ hai mà ta sẽ đề cập đến sau, hiệu ứng bề mặt luôn có tác dụng với tất cả các giá trị của kích thước, hạt càng bé thì hiệu ứng càng lớn và ngược lại. Ở đây không có giới hạn nào cả, ngay cả vật liệu khối truyền thống cũng có hiệu ứng bề mặt, chỉ có điều hiệu ứng này nhỏ thường bị bỏ qua. Vì vậy, việc ứng dụng hiệu ứng bề mặt của vật liệu nano tương đối dễ dàng. Bảng 1 cho biết một số giá trị điển hình của hạt nano hình cầu. Với một hạt nano có đường kính 5 nm thì số nguyên tử mà hạt đó chứa là 4.000 nguyên tử, tí số f là 40 %, năng lượng bề mặt là 8,16×1011 và tỉ số năng lượng bề mặt trên năng lượng toàn phần là 82,2%. Tuy nhiên, các giá trị vật lí giảm đi một nửa khi kích thước của hạt nano tăng gấp hai lần lên 10 nm.

Bảng 1: 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
30.000
20
4,08×1011
7,6
5
4.000
40
8,16×1011
14,3
2
250
80
2,04×1012
35,3
1
30
90
9,23×1012
82,2

2.   Hiệu ứng kích thước

Khác với hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước của vật liệu nano đã làm cho vật liệu này trở nên kì lạ hơn nhiều so với các vật liệu truyền thống. Đối với một vật liệu, mỗi một tính chất của vật liệu này đều có một độ dài đặc trưng. Độ dài đặc trưng của rất nhiều các tính chất của vật liệu đều rơi vào kích thước nm. Chính điều này đã làm nên cái tên "vật liệu nano" mà ta thường nghe đến ngày nay. Ở vật liệu khối, kích thước vật liệu lớn hơn nhiều lần độ dài đặc trưng này dẫn đến các tính chất vật lí đã biết. Nhưng khi kích thước của vật liệu có thể so sánh được với độ dài đặc trưng đó thì tính chất có liên quan đến độ dài đặc trưng bị thay đổi đột ngột, khác hẳn so với tính chất đã biết trước đó. Ở đây không có sự chuyển tiếp một cách liên tục về tính chất khi đi từ vật liệu khối đến vật liệu nano. Chính vì vậy, khi nói đến vật liệu nano, chúng ta phải nhắc đến tính chất đi kèm của vật liệu đó. Cùng một vật liệu, cùng một kích thước, khi xem xét tính chất này thì thấy khác lạ so với vật liệu khối nhưng cũng có thể xem xét tính chất khác thì lại không có gì khác biệt cả. Tuy nhiên, hiệu ứng bề mặt luôn luôn thể hiện dù ở bất cứ kích thước nào. Ví dụ, đối với kim loại, quãng đường tự do trung bình của điện tử có giá trị vài chục nm. Khi chúng ta cho dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại, nếu kích thước của dây rất lớn so với quãng đường 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. Bây giờ chúng ta thu nhỏ kích thước của sợi dây cho đến khi nhỏ hơn độ dài quãng đường 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 lượng tử độ dẫn là e2/ħ, trong đó e là điện tích của điện tử, ħ là hằng số Planck. Lúc này hiệu ứng lượng tử xuất hiện. Có rất nhiều tính chất bị thay đổi giống như độ dẫn, tức là bị lượng tử hóa do kích thước giảm đi. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng chuyển tiếp cổ điển-lượng tử trong các vật liệu nano do việc giam hãm các vật thể trong một không gian hẹp mang lại (giam hãm lượng tử). Bảng 2 cho thấy giá trị độ dài đặc trưng của một số tính chất của vật liệu [2].
Bảng 2: Độ dài đặc trưng của một số tính chất của vật liệu
Tính chất
Thông số
Độ dài đặc trưng (nm)
Điện
Bước sóng của điện tử
Quãng đường tự do trung bình không đàn hồi
Hiệu ứng đường ngầm
10-100
1-100
1-10
Từ
Vách đô men, tương tác trao đổi
Quãng đường tán xạ spin
Giới hạn siêu thuận từ
10-100
1-100
5-100
Quang
Hố lượng tử (bán kính Bohr)
Độ dài suy giảm
Độ sâu bề mặt kim loại
Hấp thụ Plasmon bề mặt
1-100
10-100
10-100
10-500
Siêu dẫn
Độ dài liên kết cặp Cooper
Độ thẩm thấu Meisner
0.1-100
1-100
Tương tác bất định xứ
Biên hạt
Bán kính khởi động đứt vỡ
Sai hỏng mầm
Độ nhăn bề mặt
1-1000
1-10
1-100
0.1-10
1-10
Xúc tác
Hình học topo bề mặt
1-10
Siêu phân tử
Độ dài Kuhn
Cấu trúc nhị cấp
Cấu trúc tam cấp
1-100
1-10
10-1000
Miễn dịch
Nhận biết phân tử
1-10


Tài liệu tham khảo

[1] L. M. Liz-Marzán, Materials Today (2004) 26.
[2] Murday, J. S., AMPTIAC Newsletter 6 (2002) 5.