Nhằm phát triển vật liệu nano mới (các loại vật liệu nano Ag, Au, Pt, Cu, SiO₂@Cu, SiO₂@Ag, vật liệu đa chức năng…), khám phá hoạt tính sinh học của nó và ứng dụng kích thích tăng trưởng trên cây trồng trong nhà lưới, nhóm đề tài Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế do GS.TS. Trần Thái Hòa đứng đầu đã đề xuất thực hiện đề tài: “Thiết kế các vật liệu nano đa chức năng trên nền oligomer của polysaccharide tự nhiên áp dụng trong nông nghiệp”.

Sau 24 tháng triển khai thực hiện, từ (8/2018) đến (8/2020), đề tài thu được các kết quả như sau:

- Đã điều chế thành công nano silica (nSiO₂) từ tro trấu. Nano silica thu được có cấu trúc vô định hình, kích thước hạt khoảng 20-25 nm. Vật liệu nano silica đã được đặc trưng XRD, SEM, TEM, EDX, FT-IR.

- Đã điều chế được chitosan oligosaccharide (COS) bằng phương pháp cắt mạch chitosan ở nhiệt độ phòng sử dụng tác nhân cắt mạch thân thiện môi trường là H₂O₂ và đã đánh giá tác dụng của COS đối với sự nảy mầm của hạt đậu tương.

- Đã tổng hợp thành công vật liệu lai COS/silica cấu trúc nano và khả sát khả năng kháng nấm của chúng và cho thấy vật có tiềm năng lớn như là vật liệu thân thiện với môi trường có khả năng kháng nấm tuyệt vời có thể sử dụng trong nông nghiệp để thay thế các thuốc vảo vệ thực vật độc hại đang được sử dụng hiện nay.

- Đã tổng hợp thành công vật liệu nano bạch kim bằng cách sử dụng phương pháp chiếu xạ tia gamma Co-60 làm yếu tố khử và chitosan làm chất ổn định. Kích thước của các hạt nano bạch kim là1,4 - 1,6nm hầu như không thay đổi khi tăng nồng độ chitosan từ 0,5 đến 2,0%. chúng tôi, phương pháp chiếu xạ tia gamma Co-60 là thuận lợi cho việc tổng hợp PtNPs với kích thước nhỏ.

- Đã tổng hợp thàng công vật liệu nano bạc (AgNPs) bằng phương pháp khử hóa học với chất khử là natri citrate và chất bảo vệ là alginate. Các thông số ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp nano bạc gồm nồng độ natri citrate, nồng độ bạc nitrate, nồng độ alginate và nhiệt độ của hệ phản ứng đã được nghiên cứu. Sự hình thành AgNPs, hình thái và cấu trúc của vật liệu sau khi tổng hợp được phân tích bằng quang phổ hấp thụ phân tử, hiển vi điện tử quét, hiển vi điện tử truyền qua và nhiễu xạ tia X. AgNPs có hiệu lực ức chế cao đối với nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn trên cây lúa.

- Đã tổng hợp thành công phức Cu(II)-COS và phức Zn(II)-COS. Đã khảo sát ảnh hưởng của các phức Cu(II)-COS và phức Zn(II)-COS đến (a) sự nảy mầm và sự nhiễm nấm Pyricularia Oryzea gây bệnh đạo ôn trên cây lúa, (b) ảnh hưởng đến sức khỏe hạt giống lúa, (c) ảnh hưởng đến sinh trưởng cây lúa, (d) khả năng kháng nấm Pyricularia Oryzea gây bệnh đạo ôn hại cây lúa và (e) ảnh hưởng đến năng suất cây lúa.

- Đã tổng hợp thành công vật liệu nano vàng (AuNPs bằng phương pháp khử hóa học sử dụng dextran với vai trò vừa là chất khử vừa là chất bảo vệ. Một số thông số ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp nano vàng như: nồng độ axit cloroauric, nồng độ dextran, nhiệt độ, thời gian và pH của hệ phản ứng đã được nghiên cứu. Sự hình thành các hạt AuNPs, cấu 5 trúc, hình thái của vật liệu sau khi tổng hợp được phân tích bằng các phương pháp gồm phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ hồng ngoại (FT-IR). Hoạt tính xúc tác cho phản ứng khử 4-nitrophenol thành 4- aminophenol sử dụng chất khử là natri bohydrua cũng đã được khảo sát. AuNPs/dextran có độ phân tán và kích thước hạt khá đồng đều; vật liệu có hoạt tính xúc tác tốt.

- Đã tổng hợp thành công vật liệu nano đồng (CuNPs) và nano đồng/silica (CuNPs/silica) và đã được đặc trưng XRD, SEM, TEM, EDX, FT-IR. Các vật liệu đã được đánh giá khả năng kháng nấm Phytophthora capsici gây bệnh chết nhanh, đánh giá khả năng kích kháng bệnh (elicitation effect) và khả năng kích thích tăng trưởng cây tiêu. Kết quả cho thấy vật liệu CuNPs và CuNPs/silica có khả năng kháng nấm Phytophthora capsici gây bệnh chết nhanh và khả năng kích kháng bệnh (elicitation effect) cho cây tiêu khá tốt. Thay đổi so với thuyết minh ban đầu Không thay đổi so với thuyết minh. Điều chế thêm nano Pt (là nano kim loại quý có tính chất plasmon như các nano kim loại Ag, Au và Cu) thay cho nano Zn (do Zn kim loại ở cấp độ nano hoạt động quá mạnh nên không bảo quản được trong môi trường nước và không khí.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17986/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)