Nano Bac- ENBC Binh Lan

KỶ NGUYÊN CÔNG NGHỆ NANO

NANO BẠC VÀ TIẾN BỘ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Bạc được biết đến từ trước công nguyên là chất diệt khuẩn và nấm mốc, nhưng sau này bị hạn chế do có thuốc kháng sinh. Tuy nhiên, trong 5 năm trở lại đây, nhờ phát minh ra nano bạc với các tính năng đặc biệt nên nano bạc được ứng dụng ngày cáng nhiều. Nhu cầu về nano bạc ngày càng tăng mạnh. Khả năng diệt khuẩn tuyệt vời của các hạt nano kim loại bạc là lý giải cho hiện tượng trên.

Theo báo cáo của Cục Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ thì trong 1000 sản phẩm công bố có sử dụng vật liệu nano thì trên 25% trong số đó dùng nano bạc. Ví dụ như bao gói thực phẩm, phụ gia thực phẩm, vải và quần áo, đồ điện tử, đồ dùng gia đình, đồ dùng và dụng cụ y tế, chất xử lý nước, mỹ phẩm (kem, nước xịt phòng, nước rửa tay...), đồ chơi trẻ em, phân bón lá, thức ăn gia súc. Vậy...

Nano bạc là gì? Nano bạc là những hạt bạc kim loại (Ag) rất nhỏ kích thước nano mét. Cứ tưởng tượng thế này nhé. Một mét bằng 1000 milimét, 1 mm bằng 1000 micrômét, 1 micromét bằng 1000 nanomét. Nếu ta có hạt bạc 20 nm, thì phải xếp 50 triệu hạt bạc cạnh nhau mới được 1 milimét. Muốn nhìn thấy các hạt nano bạc kim loại (SNP-Ag) thì phải chụp ảnh chúng bằng hiển vi điện tử, chứ không thể nhìn thấy chúng bằng mắt thường hay hiển vi quang học.

Hạt nano bạc (Ag Nano) rất khác với muối bạc. Muối bạc chứa các ion bạc Ag+, có độc tính, không an toàn và không có hoạt tính mạnh như nano bạc. Từ bạc ion Ag+, phải qua quá trình tổng hợp rất phức tạp mới ra được nano bạc, do vậy nano bạc đắt gấp cả trăm lần muối bạc.

Nano bạc tuy là kim loại như bạc trang sức nhưng do hạt rất nhỏ nên tan rất tốt trong nước tạo thành dung dịch keo nano bạc. Gọi là keo vì đó là nước chứa các hạt keo (hạt rất nhỏ, phân tán tốt trong nước), lỏng chứ không đặc như keo dán, hồ dán. Không có nano bạc ở dạng bột vì nếu đưa nano bạc vào dạng bột thì các hạt nano sẽ kết dính lại thành hạt to, và không còn là hạt nano nữa. Các dạng nano bạc bột quảng cáo trên thị trường chỉ có vài phần triệu là nano, còn phần chính là loại bột ôxit nào đó.

Nano bạc được tổng hợp từ muối bạc nên dung dịch nano bạc luôn chứa muối bạc. Một dung dịch bạc được gọi là nano bạc khi khối lượng nano bạc lớn hơn khối lượng bạc muối.

Trên thị trường rất ít nano bạc thật mà phần lớn là muối bạc hay nano bạc kém chất lượng (dung dịch đa phần chứa muối, rất ít nano).

Nano bạc giả và kém chất lượng

Hình 1 Trái qua phải: keo nano bạc nồng độ 20, 100, 300, 600, 800, 1000 ppm.

Hình 2 Keo nano bạc 20 ppm với các hạt NSP-Ag có kích thước khác nhau.

Tính chất của keo nano bạc

Keo nano bạc là chất lỏng chứa các hạt nano bạc. Các hạt nano rất nhỏ nên tán xạ và hấp thu ánh sáng khả kiến rất mạnh do đó keo nano bạc luôn có màu và không trong suốt như nước mà hơi nhờ hay đục. Màu của keo nano bạc phụ thuộc vào kích thước hạt và nồng độ nano bạc.

Keo nano bạc 20 mg/l với kích thước hạt dưới 20 nm có màu vàng chanh rất đẹp. Nồng độ hạt nano tăng lên thì màu đậm dần rồi chuyển sang vàng xám; dung dịch nồng độ trên 200 mg/l có màu nâu vàng xám hay xám ánh vàng và không còn cho ánh sáng đi qua (Hình 1). Keo nano bạc kích thước này rất bền, để nhiều tháng vẫn không hỏng. Các loại nano bạc thương phẩm thường có kích thước hạt dưới 30 nm, có màu vàng đậm hay vàng chanh, nâu đỏ, hay xám.

Màu của keo nano bạc thay đổi khi kích thước hạt thay đổi. Cùng dung dịch nồng độ 20 ppm, nhưng hạt 40 – 50 nm cho màu vàng tối hay nâu,  hạt 60 – 70 nm cho màu hồng cánh sen, hạt 80 – 90 nm cho màu tím, hạt trên 150 nm cho màu xanh da trời, các hạt kích thước lớn hơn nữa cho màu xanh lá đậm (Hình 2). Dung dịch hạt nano màu xanh , hồng và tím không bền, chỉ giữ được vài ba tuần hay tháng và cũng không có nồng độ cao vì các hạt nano khá lớn và ở gần nhau sẽ kết tụ lại thành các hạt lớn và lắng xuống.

Ngoài ra, keo nano bạc có chứa các polyme bảo vệ cho nên sẽ hơi nhớt, trừ khi keo nano bạc có nồng độ rất thấp dưới 50 mg/l.

Hạt nano bạc có những tính chất quang, điện và nhiệt rất đặc biệt nên được ứng dụng trong nhiều thiết bị, từ các thiết bị quang điện đến các cảm biến sinh học và hóa học, ví dụ như mực dẫn điện trong công nghệ in ấn hay các micrô chip sinh học để phát hiện bệnh. Nhưng ứng dụng phổ biến nhất và được quan tâm nhiều nhất của nano bạc vẫn là khử khuẩn, virus và khử nấm mốc.

Tính diệt khuẩn, nấm mốc và virus của hạt nano bạc kim loại

Khả năng diệt khuẩn, nấm mốc và virus của bạc đã được Cục Thực phẩm và Dược phẩm Hoa kỳ khẳng định. Nếu dùng bát đĩa bằng bạc thì hiếm khi bị bệnh đường ruột. Que bạc được vua chúa, quan lại dùng để khử độc trong thức ăn. Trẻ em ở Việt nam ngày xưa và cả ngày nay thường được đeo vòng cổ, vòng tay bạc. Các cụ quan niệm đeo bạc để tránh gió, trừ tà. Đừng cho đó là mê tín dị đoan, mà phải hiểu đó là kinh nghiệm dân gian được đúc kết từ ngàn đời.  Các hạt bạc thôi ra từ đồ bạc diệt chết vi trùng, nấm mốc và virus; nhờ đó người dùng tránh được bệnh tật. Người xưa cho rằng bệnh tật là do trúng gió hay tà ma ám. Không bị bệnh cũng có nghĩa là đã tránh được gió và tà ma, đúng không nào.

Muối bạc có tính diệt khuẩn mạnh, nhưng không gây ung thư và biến đổi gen nên được dùng làm thuốc bôi, thuốc uống; ví dụ như thuốc nhỏ mắt trị bệnh mắt hột, thuốc trị bệnh cơm nguội, thuốc nhỏ mũi trị bệnh xoang… rất phổ biến vào thập niên 60, 70 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, nhờ sự phát minh ra thuốc kháng sinh và do uống thuốc chứa các muối bạc dài ngày có thể gây ra bệnh da xanh nên các thuốc có chứa bạc gần như bị ngưng sử dụng.

Gần đây, tiến bộ khoa học công nghệ cho phép điều chế các hạt nano bạc với lượng lớn. Nhiều nghiên cứu chuyên sâu được tiến hành cho thấy các hạt nano bạc kim loại là ứng cử tiềm năng diệt khuẩn, virus và nấm mốc thay thế một số thuốc kháng sinh do vi khuẩn đã lờn thuốc.