Nhằm nghiên cứu phát triển thành công quy trình công nghệ tổng hợp các vật liệu nano phức hợp Ag-polyhexanide (hệ I) và SPMNPs-Ag-polyhexanide (hệ II) sử dụng các phương pháp hóa học ướt tại điều kiện ở Việt Nam; khảo sát và đánh giá được các đặc trưng hóa lý, hoạt tính sinh học và độc tính tế bào của các vật liệu nano phức hợp chế tạo; thử nghiệm in vitro khả năng ứng dụng của vật liệu nano phức hợp chế tạo trong y sinh, nhóm nghiên cứu Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ (AIST) - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội do TS. Lê Thị Tâm làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano phức hợp thông minh Ag-PHMB-SPMNPs chứa nano bạc, polyhexanide, nano ferrite siêu thuận từ và ứng dụng thử nghiệm in vitro trong y sinh”.

Trong phần nghiên cứu về phương pháp chế tạo vật liệu nano phức hợp,  nhóm đề tài tập trung vào phát triển công nghệ hóa ướt để tổng hợp (i) các hạt nano bạc kim loại chức năng hóa bề mặt bởi polymer-PHMB (Ag-PMHB) hoặc (ii) các hạt nano bạc kim loại gắn trên bề mặt vật liệu tấm kích thước 02 chiều rGO (Ag-rGO); hoặc (iii) hệ nano phức hợp hạt nano đa thành phần (SPMNPs-Ag-polyhexanide_CoFe2O4-PHMB-GO-Ag) giữa hạt nano bạc kim loại và hạt nano siêu thuận từ, trong đó vật liệu nano carbon/PHMB và nano siêu thuận từ đóng vai trò là một chất mang (carrier) có khả năng tương thích sinh học và tương thích điện tử mạnh và (iv) các hệ nano siêu thuận từ được bao bọc bởi lớp carbon và lai hóa với nano bạc kim loại Ag-Fe2O3/C. Cách tiếp cận lựa chọn là phát triển các phương pháp tổng hợp vật liệu nano phức hợp đơn giản, rẻ tiền có thể thực hiện hiệu quả tại các phòng thí nghiệm của Việt Nam.

Các đặc trưng hóa-lý, cấu trúc, hình thái học và liên kết của các hệ vật liệu nano phức hợp đã được khảo sát sử dụng các hệ đo phân tích tiên tiến hiện đại tại Viện AIST như HRTEM, FE-SEM, EDX, VSM hoặc tại các đơn vị thực hiện dịch vụ XRD, Raman, FTIR, UV-vis và các đơn vị hợp tác nghiên cứu như phân tích kháng khuẩn và cơ chế diệt khuẩn tại Phòng thí nghiệm hiển vi điện tử của Viện Vệ sinh Dịch tễ trung ương và Viện Dược liệu TW Bộ Y tế).

Đối với phần thử nghiệm ứng dụng: Các vật liệu nano phức hợp Ag-PMHB đã được ứng dụng thử nghiệm trong kháng khuẩn và cảm biến môi trường (đo màu phát hiện ion kim loại nặng Mn2+ và hóa chất bảo vệ thực vật nhiễm Thiram trong môi trường nước). Các vật liệu nano phức hợp Ag-rGO đã được thử nghiệm ứng dụng trong các công nghệ diệt khuẩn và cảm biến môi trường SERS để phát hiện các hóa chất gây hại môi trường. Cơ chế kháng khuẩn của các vật liệu nano phức hợp được nghiên cứu và quan sát thực nghiệm sử dụng phân tích hiển vi điện tử TEM và phân tích siêu cấu trúc. Các vật liệu nano phức hợp SPMNPs-Ag-polyhexanide (CoFe2O4-PHMB-GO-Ag) đã được thử nghiệm khả năng mang thuốc CAP. Hệ vật liệu nano phức hợp giữa nano từ tính, nano bạc và carbon Ag-Fe2O3/C hoặc CoFe2O4-GO-Ag đã được thử nghiệm trong ứng dụng hấp phụ môi trường.

Các kết quả nghiên cứu chính mà đề tài đạt được đã được công bố thành công 03 công trình bài báo trên các tạp chí quốc tế chuyên ngành được xếp hạng ISI/SCIE, 01 bài báo tạp chí trong nước và 02 bài báo đăng kỷ yếu hội nghị quốc gia. Điều này nói lên rằng, các kết quả nghiên cứu mà nhóm đề tài đã đạt được có tính mới và có giá trị khoa học.

Nhóm đề tài đã làm chủ được công nghệ chế tạo các hệ vật liệu nano phức hợp chứa từ 2 thành phần hoặc 3 thành phần. Chất lượng các vật liệu nano phức hợp có độ tinh khiết cao, phân tán tốt trong dung môi nước có thể sử dụng tốt cho các ứng dụng diệt khuẩn, y sinh và xử lý môi trường. Các đặc tính vật lý, hóa học của các hệ 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 ổn định tính chất cao. Điều này là vô cùng quan trọng trong việc ứng dụng các vật liệu nano phức hợp trong công nghiệp.

Đề tài đã thử nghiệm khả năng ứng dụng của vật liệu nano phức hợp CFO-PHMG-GOAg và Ag-rGO trong diệt khuẩn. Bước đầu thử nghiệm ứng dụng vật liệu nano phức hợp Ag-PHMB làm đầu dò cảm biến đo màu để phát hiện hiệu quả chất ô nhiễm trong nước như ion kim loại nặng Mn2+ và hóa chất Thiram, thử nghiệm ứng dụng vật liệu nano phức hợp Ag-rGO trong cảm biến Raman để phát hiện chất màu MB và hóa chất Tricyclazole trong nước và thử nghiệm ứng dụng vật liệu nano phức hợp CoFe2O4-PHMB-GOAg trong hấp phụ môi trường MB và khả năng mang thuốc Chloramphenicol.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17968/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)