Câu hỏi:
Cứng hóa bùn – Giải pháp hiệu quả để xử lý nền đất yếu
(1) Cứng hóa bùn là việc trộn vật liệu kết dính hoạt tính vào trong bùn thải, bùn nạo vét. Cứng hóa bùn bao gồm hai vấn đề, đó là “cứng hóa” và “ổn định”. “Ổn định” được hiểu là để xử lý ô nhiễm, bằng việc cố định các chất gây hại trong hỗn hợp bùn cứng hóa cũng như biến đổi các chất gây hại này sang các chất ít gây hại hơn, có độ hòa tan thấp hơn. “Cứng hóa” là sự cải thiện tính chất vật lý của bùn, các tính chất vật lý này bao gồm cường độ nén, giới hạn chảy, giới hạn dẻo, độ sệt cũng như tăng khả năng chống thấm. Mục đích của việc trộn hỗn hợp vật liệu kết dính vào bùn nhằm làm cải thiện cường độ, tính thấm và sức bền bằng cách giảm hệ số rỗng và gắn các hạt đất bùn với nhau. Khi trộn vật liệu kết dính với bùn có 3 phản ứng chính xảy ra, gồm khử nước, trao đổi ion, phản ứng keo hóa. Cường độ của bùn sau khi được trộn sẽ tăng từ từ và chủ yếu là phụ thuộc vào phản ứng keo hóa.
(2) Các vật liệu kết dính thường được sử dụng bao gồm xi măng Portland, bụi lò xi măng, vôi bột, đá vôi, tro bay, tro xỉ, thạch cao, hỗn hợp phốt pho và nhiều sản phẩm thương mại độc quyền khác. Do sự khác nhau về tính chất cơ lý (hàm lượng nước, giới hạn chảy, giới hạn dẻo) cũng như thành phần hóa học của các loại bùn, nên cấp phối trộn cho việc cứng hóa cần được thiết kế để phù hợp với tính chất từng loại nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cũng như giá thành. Các vật liệu kết dính được chia làm hai loại là vô cơ và hữu cơ. Trong thực tế áp dụng, các vật liệu kết dính vô cơ thường được lựa chọn hơn do giá thành rẻ hơn nhiều so với chất kết dính hữu cơ như nhựa át phan, ure formandehyde và các chất polyme khác.
(3) Cơ chế làm cứng và cải tạo bùn là keo tụ thông qua các phản ứng trao đổi cation và tạo ra chất kết dính C-S-H thông qua các phản ứng puzzolan trong môi trường đất bùn:
nCaO + SiO 2 + yH 2 O → C-S-H (1)
(4) Xi măng Portland là thành phần chính trong bê tông được sử dụng trong xây dựng, vì vậy xi măng là một lựa chọn rất tốt cho quá trình đông cứng và ổn định đối với các loại bùn khác nhau. Cấp phối có thành phần xi măng là phổ biến hơn so với các chất kết dính khác. Xi măng thường được sử dụng vì: (1) trong quá trình hydrat hóa xi măng làm giảm nước tự do trong bùn, (2) giảm độ thấm do thay đổi liên kết trong bùn, (3) bao phủ các hạt bùn bằng lớp chống thấm, (4) cố định hóa học các chất gây hại trong bùn bằng giảm độ hòa tan của chúng và (5) tạo thuận lợi cho việc giảm độc tính của một số chất ô nhiễm. Hỗn hợp vật liệu trộn xi măng có thể xử lý được các chất gây hại vô cơ cũng như hữu cơ. Các hỗn hợp vật liệu thương mại độc quyền thường là sản phẩm trộn của các chất kết dính vô cơ hoặc hữu cơ với xi măng. Tro bay hoặc tro xỉ thường được kết hợp sử dụng với xi măng để kích hoạt phản ứng pozzolan của chúng. Bụi lò xi măng thường được sử dụng vì lý do kinh tế. Vôi bột có thể sử dụng để điều chỉnh pH hay giảm nước nhờ nhiệt lượng cao tỏa ra trong quá trình thủy hóa. Đá vôi dùng để điều chỉnh pH và tăng trọng lượng hỗn hợp.
Các công nghệ cứng hóa bùn
(5) Các công nghệ hiện nay thường được áp dụng để cứng hóa bùn nhằm cải thiện sự gắn kết của các hạt đất gồm: công nghệ thoát lượng nước trong bùn và công nghệ trộn các vật liệu kết dính vào bùn.
Thoát nước trong bùn tự nhiên để cải tạo bùn
(6) Giải pháp thoát nước tự nhiên: bùn được đào lên và vận chuyển đến vị trí cần sử dụng, sau đó được phơi khô và thoát nước tự nhiên. Kết quả một số nghiên cứu với giải pháp này cho thấy, sau khoảng 11 tháng, hàm lượng nước ban đầu của bùn là khoảng 115-130% giảm còn 65-75%.
(7) Sử dụng các vật liệu thoát nước kết hợp hút chân không: phương pháp này ứng dụng cơ chế hút nước trong nền để làm tăng các chỉ tiêu cơ lý của nền, bằng cách cắm các bấc thấm thẳng đứng rồi nối với máy bơm chân không. Kết cấu thoát nước đứng thường đi cùng với việc gia tải nhằm thúc đẩy quá trình thoát nước của các loại đất yếu nhằm đẩy nhanh quá trình cố kết. Kết cấu thoát nước tạo ra một “con đường” để nước thoát ra từ trong đất. Thời gian để thoát nước cho đất có thể giảm từ một vài năm xuống chỉ còn vài tháng. Việc hút chân không giúp cải thiện các tính chất cơ lý của bùn hoặc đất yếu.
Trộn vật liệu kết dính vào bùn tự nhiên
(8) Trộn vật liệu kết dính bằng hệ thống bơm khí nén: công nghệ này đã được các nhà khoa học nghiên cứu năm 1998 bằng cách trộn các vật liệu kết dính với bùn trên đường ống bơm vận chuyển bằng hệ thống máy nén khí. Phương pháp này không yêu cầu lượng nước hỗ trợ bơm vào bùn chảy trong đường ống, loại bỏ sự cần thiết phải lắp đặt hệ thống xử lý thoát nước trong khu vực san lấp. Tuy nhiên, công nghệ này có chi phí cao và đòi hỏi một thời gian dài để hỗn hợp bùn xi măng đạt được các tính chất cơ học cần thiết cho các công trình xây dựng tiếp theo.
(9) Trộn vật liệu kết dính bằng các trạm trộn: vật liệu kết dính với các hàm lượng đã được tính toán nghiên cứu trước được đưa vào bùn tự nhiên qua các trạm trộn cưỡng bức. Phương pháp này đã được áp dụng tại nhiều công trình trên thế giới bởi nhiều nhà thầu thi công. Có thể dùng những trạm trộn di động bằng cách lắp các buồng trộn cỡ nhỏ trên các xe tải hoặc với những công trình khối lượng lớn có thể sử dụng các trạm trộn cố định để trộn vật liệu kết dính vào bùn tự nhiên.
(10) Giải pháp trộn tại chỗ bùn cần gia cố: đây là giải pháp đáp ứng được nhiều yêu cầu của thực tế khi cần tăng khả năng chịu tải của những vùng đất yếu, vùng cần san lấp. Việc xác định tỷ lệ các thành phần chất kết dính đưa Mô hình thi công gia cố đất bùn bằng thoát nước và hút chân không tại Nhật Bản. vào xử lý được xác định từ các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm qua các thiết bị trộn nông nhằm cải thiện được tính chất cơ lý của khu vực cần gia cố, san lấp. Với các loại hình thiết bị khác nhau, vật liệu kết dính sẽ được trộn đều trong khối đất cần gia cố bằng công nghệ khô/ướt, quay/phun áp lực, khoan/cắt…
Ứng dụng tiềm năng tại Việt Nam
(11) Với bờ biển dài hơn 3.200 km cùng 49 cảng biển lớn nhỏ, kèm theo hệ thống sông, cửa biển phục vụ cho tàu bè vận chuyển hàng hóa, đặc biệt tại Đồng bằng sông Cửu Long giao thông trên hệ thống sông ngòi đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế. Do đó yêu cầu khai thông luồng lạch cửa sông, cửa biển và cảng biển hàng năm là rất lớn. Lượng bùn nạo vét cần được xử lý để tránh ô nhiễm môi trường là một thử thách được đặt ra trong quá trình khai thác các cửa sông, cửa biển và hải cảng. Ngoài ra, trên cơ sở kết quả của Hội nghị về phát triển bền vững Đồng bằng sông Cửu Long thích ứng với biến đổi khí hậu ngày 26-27/9/2017, Chính phủ đã ban hành Nghị quyết số 120/NQ-CP ngày 17/11/2017 về “Phát triển bền vững Đồng bằng sông Cửu Long thích ứng với biến đổi khí hậu”, trong đó có nội dung “nghiên cứu tạo nguồn vật liệu mới thay thế, phục vụ san lấp, xây dựng (hạn chế việc lấy cát từ lòng sông để tôn nền). Quy hoạch và đầu tư các khu xử lý chất thải, nước thải tập trung, hiện đại; đẩy mạnh tái chế, tái sử dụng và sản xuất năng lượng từ rác”. Do vậy, tiềm năng áp dụng giải pháp cứng hóa bùn tại Việt Nam là rất lớn, bởi đồng thời giải quyết được nhiều vấn đề đặt ra: bảo trì hệ thống giao thông đường thủy, tạo ra vật liệu mới để san nền, góp phần thích ứng với biến đổi khí hậu và xử lý môi trường.
(12) Theo hướng này, Viện Thủy công đã có một nghiên cứu thực nghiệm về việc hóa rắn bùn nạo vét ở tỉnh Cà Mau với mục đích: tạo vật liệu đất hỗn hợp đáp ứng các yêu cầu (góc ma sát trong φ >10 0 ; độ kết dính C>0,1 kg/cm 2 , có thể thay thế được cho móng cát xây dưới nền đê theo thiết kế hiện hành; tạo vật liệu có thể được bơm đi từ 500 đến 1.000 m; giá thành sản phẩm chấp nhận được đối với bùn đã qua xử lý.
(13) Nhóm nghiên cứu đã thực hiện thí nghiệm tại Hà Nội với mẫu bùn lấy từ tỉnh Cà Mau, tro bay ở Trà Vinh, vôi lấy tại Thái Bình và các phụ gia hóa học. Sau thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã áp dụng tại công trường xây dựng trong Khu công nghiệp Khánh An, tỉnh Cà Mau. Kết quả ứng dụng ban đầu tại hiện trường cho thấy, có thể tạo ra một loại vật liệu sử dụng bùn nạo vét thay thế phục vụ cho việc san lấp, xây dựng (hạn chế việc lấy cát từ lòng sông để tôn nền); giảm thiểu được xói lở bờ sông, bờ biển hiện nay ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long do khai thác cát quá giới hạn; giải quyết được chỗ đổ thải bùn nạo vét trên địa bàn các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long hàng năm (hiện tại các dự án nạo vét đang phải đền bù đất cho người dân để lấy chỗ xả bùn thải).
(14) Những kết quả ban đầu cho thấy, phương pháp cứng hóa bùn có thể giải quyết vấn đề nền đất yếu, bùn nạo vét ở Đồng bằng sông Cửu Long hàng năm; các sản phẩm hình thành này có thể là sẽ là một nguồn nguyên liệu tiềm năng trong khu vực để san lấp và xây dựng các cơ sở hạ tầng phục vụ phát triển kinh tế – xã hội nói chung, xây dựng nông thôn mới nói riêng
(Nguồn: “Cứng hóa bùn – Giải pháp hiệu quả để xử lý nền đất yếu”, TS Ngô Anh Quân, GS.TS Nguyễn Quốc Dũng, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Việt Nam, số 9, năm 2019)
Nội dung chính của văn bản trên là?
A. Thiết kế giải pháp xử lí nền đất yếu
Đáp án chính xác
B. Lên kế hoạch khai thác đất ở các đồng bằng phù sa
C. Đẩy mạnh đầu tư cho nông nghiệp
D. Đẩy mạnh việc tự sản xuất phát triển các thiết bị
Trả lời:
Nội dung chính của văn bản trên là thiết kế giải pháp xử lí nền đất yếu
Đáp án cần chọn là: A
====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
- Đọc văn bản sau và trả lời câu hỏi:Tổng hợp nano bạc từ chiết xuất nha đam(1) Trong nhiều thập kỷ qua, nano bạc luôn thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trên thế giới, xuất phát từ những tính chất độc đáo cũng như phạm vi ứng dụng rộng lớn của vật liệu này. Cụ thể, nano bạc đã được nghiên cứu sử dụng làm chất xúc tác, đầu dò sinh học hay chất hiện hình. Đặc biệt, nhờ vào hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả, nano bạc được xem là giải pháp tiềm năng cho nhiều vấn đề về nhiễm khuẩn sinh học, bao gồm cả vi khuẩn kháng kháng sinh. Vì vậy, rất nhiều phương pháp tổng hợp từ vật lý đến hóa học đã được đề xuất để điều chế nano bạc. Một trong những phương pháp truyền thống phổ biến được nhiều nghiên cứu đề cập là sử dụng các tác nhân khử hóa học như hydrazine, sodium borohydride, acid ascorbic… nhằm chuyển hóa ion bạc thành bạc kim loại. Mặc dù thường tỏ ra hiệu quả, nhưng phương pháp này vẫn có những hạn chế lớn, bao gồm độc tính từ các tác chất sử dụng cũng như khó khăn trong việc loại bỏ các tác chất trên.(2) Để tránh hoặc giảm thiểu ảnh hưởng của các chất độc hại, gần đây giới khoa học đã bắt đầu áp dụng định hướng của hóa học xanh trong việc điều chế nano bạc, với hai tiêu chí luôn phải đảm bảo (vừa kinh tế, vừa thân thiện với môi trường). Trong số các phương pháp hóa học xanh, phương pháp điều chế nano bạc từ phản ứng giữa tiền chất bạc với các vi chất hữu cơ hoặc chiết xuất từ thực vật đang ngày càng cho thấy nhiều tiềm năng và ưu thế do đây là những tác chất có giá thành thấp, hoạt tính hóa học cao, quy trình sử dụng đơn giản và thân thiện với môi trường. Nhờ sở hữu các thành phần có khả năng khử sinh học như peptide, acid sorbic, acid citric, euphol, polyhydroxy limonoid, acid ascorbic, acid retinoic, tannins và acid ellagic, các nhà khoa học tin rằng có thể sử dụng tảo, nấm và nhiều loại thực vật để điều chế nano kim loại, trong đó có nano bạc mà không cần bổ sung tác nhân khử. Ngoài ra, thành phần của thực vật thường hay chứa các hoạt chất giúp làm bền hóa nano bạc mới được sinh ra như protein, amino acid, enzyme, polysaccharide, tannin, saponin… Trong nghiên cứu của mình, Kumar và các cộng sự đã tổng hợp thành công các hạt nano bạc hình cầu với đường kính 50-100 nm thông qua chiết xuất từ cây mắt nhung (Alternanthera dentat) chỉ trong vòng 10 phút phản ứng. Những hạt nano bạc này thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đáng kể đối với Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumonia và Enterococcus faecal. Gần đây, thủy xương bồ (Acorus calamus, hình 1), một loài thực vật sinh trưởng ở đầm lầy hoặc những vùng nước lặng (Trung Quốc, Việt Nam, Ấn Độ, Nhật Bản…) cũng được Nakkala và cộng sự dùng để tổng hợp nano bạc. Kết quả khảo sát cho thấy, nano bạc trong nghiên cứu này vừa có hoạt tính chống oxy hóa, vừa có khả năng kháng khuẩn, thậm chí có thể chống ung thư. Từ những nghiên cứu trên, có thể thấy, việc tổng hợp nano bạc với các nguyên liệu thiên nhiên ứng với từng địa phương đang trở thành một xu thế mới, hấp dẫn, nhận được rất nhiều sự quan tâm của cộng đồng khoa học.(3) Các tác nhân khử trong chiết xuất nha đam Nha đam hay lô hội là tên gọi của một loài cây mọng nước có nguồn gốc từ Bắc Phi vốn có rất nhiều ứng dụng trong dược phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm nhờ sở hữu nhiều hoạt chất sinh học có khả năng chống viêm, chống rạn da, chống tia tử ngoại cũng như thúc đẩy khả năng hồi phục vết thương. Các nhà khoa học cũng đã tìm ra nhiều thành phần như lignin, hemicellulose, pectin có thể được sử dụng để khử ion bạc. Gần đây, Zhang và cộng sự đã chỉ định cụ thể hydroquinone trong chiết xuất nha đam có vai trò như một tác nhân khử điển hình. Ngoài ra, những enzyme và protein lớn tồn tại trong chiết xuất từ lá cây nha đam được tin rằng có thể liên kết với các ion bạc, từ đó đóng vai trò như những tác nhân tạo phức. Hơn nữa, các liên kết yếu giữa các protein trong dung dịch còn giúp phát triển các hạt nano bạc hình cầu, giúp hình thành các hạt nano bạc đẳng hướng. Điều chế nano bạc từ chiết xuất nha đam(4) Xuất phát từ những quan điểm trên, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Apiwat Chompoosor (Khoa Hóa học, Đại học Ramkhamhaeng, Thái Lan) đã sử dụng chiết xuất từ lá cây nha đam để tổng hợp các hạt nano bạc với kích thước từ 70-192 nm bằng phương pháp thủy nhiệt. Đây là phương pháp tổng hợp đơn giản cho phép đạt đồng thời nhiệt độ cao và áp suất cao, vốn là những điều kiện cần thiết cho phản ứng khử ion bạc thành bạc kim loại. Sản phẩm sinh ra được nhóm nghiên cứu lần lượt tiến hành đánh giá khả năng kháng khuẩn đối với hai loại vi khuẩn S. epidermidis và P. aeruginosa.(5) Quá trình tổng hợp nano bạc trong nghiên cứu của Tiến sĩ Chompoosor được thực hiện thông qua hai giai đoạn. Đầu tiên, dung dịch chiết xuất nha đam được điều chế từ 50 g lá nha đam đã được rửa và cắt mịn thành những mẩu nhỏ. Các lá nha đam đã cắt này sẽ được đun sôi trong nước cất 20 phút và được để nguội tự nhiên đến nhiệt độ phòng. Sau đó, phần dung dịch được lọc và lưu trữ trong tủ lạnh ở 4 o C để có được dung dịch chiết xuất.(6) Ở giai đoạn thứ hai, 0,3 mol AgNO 3 được hòa tan trong 20 ml nước cất rồi hòa với 20 ml dung dịch chiết xuất nha đam đã được điều chế ở trên, khuấy đều ở nhiệt độ phòng trong 30 phút. Hỗn hợp dung dịch này sau đó được rót vào bình thủy nhiệt Teflon với dung tích 100 ml. Hệ Teflon sẽ được gia nhiệt và duy trì ở nhiều nhiệt độ khác nhau, từ 100-200 o C trong vòng 6 giờ, rồi làm nguội từ từ đến nhiệt độ phòng. Cuối cùng, dung dịch sau phản ứng được lọc để thu được kết tủa dạng bột xám, kết tủa này sẽ được rửa bằng nước cất và sấy khô ở 60 o C trong vòng 6 giờ để thu được sản phẩm nano bạc. Cường độ tương đối 2 θ ( o )(7) Hầu hết tất cả peak tín hiệu có cường độ cao đều thuộc về cấu trúc lập phương tâm diện của tinh thể bạc, phù hợp với phổ tham chiếu JCPDS số 01-071-4613. Tuy nhiên, chỉ có mẫu được điều chế ở nhiệt độ thủy nhiệt 200 o C mới có thành phần bạc tinh khiết. Ở các nhiệt độ thấp hơn, phản ứng hóa học chuyển hóa bạc diễn ra với tốc độ chậm hơn, vì vậy thời gian cần nhiều hơn 6 giờ để xảy ra hoàn toàn, dẫn đến việc hình thành pha Ag 2 O với hàm lượng thấp. Ở 100 o C, các hạt nano hình cầu chủ yếu tồn tại với đường kính khoảng 70,7 nm. Kích thước này lần lượt tăng lên 79,4 nm ở 150 o C và đạt gần 161,6 nm tại o C. Như vậy, nhiệt độ thủy nhiệt không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần pha mà còn ảnh hưởng đáng kể đến hình thái của các hạt nano bạc.(8) Mặc dù khả năng kháng khuẩn của nano bạc đã được thừa nhận rộng rãi, hoạt tính sinh học của nano bạc sản xuất từ chiết xuất nha đam vẫn cần được kiểm chứng cụ thể. Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Chompoosor đã tiến hành khảo sát khả năng kháng khuẩn của nano bạc thông qua thí nghiệm ức chế sự phát triển của hai loại vi khuẩn S. epidermidis và P. aeruginosa, vốn là hai chủng vi khuẩn điển hình cho các chứng nhiễm khuẩn kháng kháng sinh. Kết quả thí nghiệm được thể hiện qua đường kính vòng kháng khuẩn được tạo ra trên đĩa petri có chứa thạch dưỡng chất đồng thời với nano bạc và vi khuẩn sau khi được ủ ở 37 o C trong vòng 24 giờ. (9) Cả ba mẫu nano bạc đều cho thấy khả năng kháng hai loại vi khuẩn hiệu quả. Trong đó, mẫu thủy nhiệt ở 100 o C có đường kính vòng kháng khuẩn đạt 3,65 cm, gần gấp đôi so với đường kính của hai mẫu điều chế ở 150 và 200 o C. Như vậy, dù mẫu điều chế ở 100 o C không có thành phần bạc tinh khiết nhưng nhờ nhiệt độ thấp, quá trình thiêu kết diễn ra hạn chế đã giúp tạo ra các hạt nano bạc kích thước nhỏ, sở hữu diện tích bề mặt riêng lớn, từ đó có hoạt tính kháng khuẩn cao. Khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng, kích thước hạt tăng khiến diện tích bề mặt riêng giảm, hoạt tính kháng khuẩn cũng giảm. (10) Như vậy, bằng con đường hóa học xanh sử dụng chiết xuất nha đam (loại thực vật có giá thành thấp, phong phú trong tự nhiên), nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Chompoosor đã điều chế thành công nano bạc với khả năng kháng khuẩn hiệu quả, ngay cả đối với những loại khuẩn kháng kháng sinh. Kết quả này cho thấy tiềm năng rất lớn của việc ứng dụng các sản phẩm thiên nhiên trong tổng hợp vật liệu, một hướng nghiên cứu chắc chắn sẽ được phát triển mạnh trong tương lai.(Nguồn: “Tổng hợp nano bạc từ chiết xuất nha đam”, Lê Tiến Khoa, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Việt Nam, số 11, năm 2017)Nội dung chính được văn bản đề cập là gì?
Câu hỏi:
Đọc văn bản sau và trả lời câu hỏi:Tổng hợp nano bạc từ chiết xuất nha đam(1) Trong nhiều thập kỷ qua, nano bạc luôn thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trên thế giới, xuất phát từ những tính chất độc đáo cũng như phạm vi ứng dụng rộng lớn của vật liệu này. Cụ thể, nano bạc đã được nghiên cứu sử dụng làm chất xúc tác, đầu dò sinh học hay chất hiện hình. Đặc biệt, nhờ vào hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả, nano bạc được xem là giải pháp tiềm năng cho nhiều vấn đề về nhiễm khuẩn sinh học, bao gồm cả vi khuẩn kháng kháng sinh. Vì vậy, rất nhiều phương pháp tổng hợp từ vật lý đến hóa học đã được đề xuất để điều chế nano bạc. Một trong những phương pháp truyền thống phổ biến được nhiều nghiên cứu đề cập là sử dụng các tác nhân khử hóa học như hydrazine, sodium borohydride, acid ascorbic… nhằm chuyển hóa ion bạc thành bạc kim loại. Mặc dù thường tỏ ra hiệu quả, nhưng phương pháp này vẫn có những hạn chế lớn, bao gồm độc tính từ các tác chất sử dụng cũng như khó khăn trong việc loại bỏ các tác chất trên.(2) Để tránh hoặc giảm thiểu ảnh hưởng của các chất độc hại, gần đây giới khoa học đã bắt đầu áp dụng định hướng của hóa học xanh trong việc điều chế nano bạc, với hai tiêu chí luôn phải đảm bảo (vừa kinh tế, vừa thân thiện với môi trường). Trong số các phương pháp hóa học xanh, phương pháp điều chế nano bạc từ phản ứng giữa tiền chất bạc với các vi chất hữu cơ hoặc chiết xuất từ thực vật đang ngày càng cho thấy nhiều tiềm năng và ưu thế do đây là những tác chất có giá thành thấp, hoạt tính hóa học cao, quy trình sử dụng đơn giản và thân thiện với môi trường. Nhờ sở hữu các thành phần có khả năng khử sinh học như peptide, acid sorbic, acid citric, euphol, polyhydroxy limonoid, acid ascorbic, acid retinoic, tannins và acid ellagic, các nhà khoa học tin rằng có thể sử dụng tảo, nấm và nhiều loại thực vật để điều chế nano kim loại, trong đó có nano bạc mà không cần bổ sung tác nhân khử. Ngoài ra, thành phần của thực vật thường hay chứa các hoạt chất giúp làm bền hóa nano bạc mới được sinh ra như protein, amino acid, enzyme, polysaccharide, tannin, saponin… Trong nghiên cứu của mình, Kumar và các cộng sự đã tổng hợp thành công các hạt nano bạc hình cầu với đường kính 50-100 nm thông qua chiết xuất từ cây mắt nhung (Alternanthera dentat) chỉ trong vòng 10 phút phản ứng. Những hạt nano bạc này thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đáng kể đối với Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumonia và Enterococcus faecal. Gần đây, thủy xương bồ (Acorus calamus, hình 1), một loài thực vật sinh trưởng ở đầm lầy hoặc những vùng nước lặng (Trung Quốc, Việt Nam, Ấn Độ, Nhật Bản…) cũng được Nakkala và cộng sự dùng để tổng hợp nano bạc. Kết quả khảo sát cho thấy, nano bạc trong nghiên cứu này vừa có hoạt tính chống oxy hóa, vừa có khả năng kháng khuẩn, thậm chí có thể chống ung thư. Từ những nghiên cứu trên, có thể thấy, việc tổng hợp nano bạc với các nguyên liệu thiên nhiên ứng với từng địa phương đang trở thành một xu thế mới, hấp dẫn, nhận được rất nhiều sự quan tâm của cộng đồng khoa học.(3) Các tác nhân khử trong chiết xuất nha đam Nha đam hay lô hội là tên gọi của một loài cây mọng nước có nguồn gốc từ Bắc Phi vốn có rất nhiều ứng dụng trong dược phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm nhờ sở hữu nhiều hoạt chất sinh học có khả năng chống viêm, chống rạn da, chống tia tử ngoại cũng như thúc đẩy khả năng hồi phục vết thương. Các nhà khoa học cũng đã tìm ra nhiều thành phần như lignin, hemicellulose, pectin có thể được sử dụng để khử ion bạc. Gần đây, Zhang và cộng sự đã chỉ định cụ thể hydroquinone trong chiết xuất nha đam có vai trò như một tác nhân khử điển hình. Ngoài ra, những enzyme và protein lớn tồn tại trong chiết xuất từ lá cây nha đam được tin rằng có thể liên kết với các ion bạc, từ đó đóng vai trò như những tác nhân tạo phức. Hơn nữa, các liên kết yếu giữa các protein trong dung dịch còn giúp phát triển các hạt nano bạc hình cầu, giúp hình thành các hạt nano bạc đẳng hướng. Điều chế nano bạc từ chiết xuất nha đam(4) Xuất phát từ những quan điểm trên, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Apiwat Chompoosor (Khoa Hóa học, Đại học Ramkhamhaeng, Thái Lan) đã sử dụng chiết xuất từ lá cây nha đam để tổng hợp các hạt nano bạc với kích thước từ 70-192 nm bằng phương pháp thủy nhiệt. Đây là phương pháp tổng hợp đơn giản cho phép đạt đồng thời nhiệt độ cao và áp suất cao, vốn là những điều kiện cần thiết cho phản ứng khử ion bạc thành bạc kim loại. Sản phẩm sinh ra được nhóm nghiên cứu lần lượt tiến hành đánh giá khả năng kháng khuẩn đối với hai loại vi khuẩn S. epidermidis và P. aeruginosa.(5) Quá trình tổng hợp nano bạc trong nghiên cứu của Tiến sĩ Chompoosor được thực hiện thông qua hai giai đoạn. Đầu tiên, dung dịch chiết xuất nha đam được điều chế từ 50 g lá nha đam đã được rửa và cắt mịn thành những mẩu nhỏ. Các lá nha đam đã cắt này sẽ được đun sôi trong nước cất 20 phút và được để nguội tự nhiên đến nhiệt độ phòng. Sau đó, phần dung dịch được lọc và lưu trữ trong tủ lạnh ở 4 o C để có được dung dịch chiết xuất.(6) Ở giai đoạn thứ hai, 0,3 mol AgNO 3 được hòa tan trong 20 ml nước cất rồi hòa với 20 ml dung dịch chiết xuất nha đam đã được điều chế ở trên, khuấy đều ở nhiệt độ phòng trong 30 phút. Hỗn hợp dung dịch này sau đó được rót vào bình thủy nhiệt Teflon với dung tích 100 ml. Hệ Teflon sẽ được gia nhiệt và duy trì ở nhiều nhiệt độ khác nhau, từ 100-200 o C trong vòng 6 giờ, rồi làm nguội từ từ đến nhiệt độ phòng. Cuối cùng, dung dịch sau phản ứng được lọc để thu được kết tủa dạng bột xám, kết tủa này sẽ được rửa bằng nước cất và sấy khô ở 60 o C trong vòng 6 giờ để thu được sản phẩm nano bạc. Cường độ tương đối 2 θ ( o )(7) Hầu hết tất cả peak tín hiệu có cường độ cao đều thuộc về cấu trúc lập phương tâm diện của tinh thể bạc, phù hợp với phổ tham chiếu JCPDS số 01-071-4613. Tuy nhiên, chỉ có mẫu được điều chế ở nhiệt độ thủy nhiệt 200 o C mới có thành phần bạc tinh khiết. Ở các nhiệt độ thấp hơn, phản ứng hóa học chuyển hóa bạc diễn ra với tốc độ chậm hơn, vì vậy thời gian cần nhiều hơn 6 giờ để xảy ra hoàn toàn, dẫn đến việc hình thành pha Ag 2 O với hàm lượng thấp. Ở 100 o C, các hạt nano hình cầu chủ yếu tồn tại với đường kính khoảng 70,7 nm. Kích thước này lần lượt tăng lên 79,4 nm ở 150 o C và đạt gần 161,6 nm tại o C. Như vậy, nhiệt độ thủy nhiệt không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần pha mà còn ảnh hưởng đáng kể đến hình thái của các hạt nano bạc.(8) Mặc dù khả năng kháng khuẩn của nano bạc đã được thừa nhận rộng rãi, hoạt tính sinh học của nano bạc sản xuất từ chiết xuất nha đam vẫn cần được kiểm chứng cụ thể. Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Chompoosor đã tiến hành khảo sát khả năng kháng khuẩn của nano bạc thông qua thí nghiệm ức chế sự phát triển của hai loại vi khuẩn S. epidermidis và P. aeruginosa, vốn là hai chủng vi khuẩn điển hình cho các chứng nhiễm khuẩn kháng kháng sinh. Kết quả thí nghiệm được thể hiện qua đường kính vòng kháng khuẩn được tạo ra trên đĩa petri có chứa thạch dưỡng chất đồng thời với nano bạc và vi khuẩn sau khi được ủ ở 37 o C trong vòng 24 giờ. (9) Cả ba mẫu nano bạc đều cho thấy khả năng kháng hai loại vi khuẩn hiệu quả. Trong đó, mẫu thủy nhiệt ở 100 o C có đường kính vòng kháng khuẩn đạt 3,65 cm, gần gấp đôi so với đường kính của hai mẫu điều chế ở 150 và 200 o C. Như vậy, dù mẫu điều chế ở 100 o C không có thành phần bạc tinh khiết nhưng nhờ nhiệt độ thấp, quá trình thiêu kết diễn ra hạn chế đã giúp tạo ra các hạt nano bạc kích thước nhỏ, sở hữu diện tích bề mặt riêng lớn, từ đó có hoạt tính kháng khuẩn cao. Khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng, kích thước hạt tăng khiến diện tích bề mặt riêng giảm, hoạt tính kháng khuẩn cũng giảm. (10) Như vậy, bằng con đường hóa học xanh sử dụng chiết xuất nha đam (loại thực vật có giá thành thấp, phong phú trong tự nhiên), nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Chompoosor đã điều chế thành công nano bạc với khả năng kháng khuẩn hiệu quả, ngay cả đối với những loại khuẩn kháng kháng sinh. Kết quả này cho thấy tiềm năng rất lớn của việc ứng dụng các sản phẩm thiên nhiên trong tổng hợp vật liệu, một hướng nghiên cứu chắc chắn sẽ được phát triển mạnh trong tương lai.(Nguồn: “Tổng hợp nano bạc từ chiết xuất nha đam”, Lê Tiến Khoa, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Việt Nam, số 11, năm 2017)Nội dung chính được văn bản đề cập là gì?
A. Thành công trong nghiên cứu nano bạc từ nha đam
Đáp án chính xác
B. Qúa trình tìm kiếm các vật liệu chiết xuất nano bạc
C. Những công dụng của nano bạc
D. Những vật dụng được tạo ra từ nano bạc
Trả lời:
Nội dung chính: Thành công trong nghiên cứu nano bạc từ nha đamĐáp án cần chọn là: A
====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
- Nano bạc có tác dụng gì?
Câu hỏi:
Nano bạc có tác dụng gì?
A. Kháng khuẩn hiệu quả
Đáp án chính xác
B. Đặc trị ung thư
C. Cung cấp dinh dưỡng cho cơ thể
D. Cả ba phương án trên
Trả lời:
Nano bạc có tác dụng kháng khuẩn hiệu quả.
Đáp án cần chọn là: A====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
- Điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa học xanh có tác dụng gì?
Câu hỏi:
Điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa học xanh có tác dụng gì?
A. Giá thành thấp
B. Quy trình sử dụng đơn giản
C. Thân thiện với môi trường
D. Tất cả các phương án trên
Đáp án chính xác
Trả lời:
Phương pháp điều chế nano bạc từ phản ứng giữa tiền chất bạc với các vi chất hữu cơ hoặc chiết xuất từ thực vật đang ngày càng cho thấy nhiều tiềm năng và ưu thế do đây là những tác chất có giá thành thấp, hoạt tính hóa học cao, quy trình sử dụng đơn giản và thân thiện với môi trường.
Đáp án cần chọn là: D====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
- Văn bản đã nêu ra chất nào trong chiết xuất nha đam có vai trò như một tác nhân khử?
Câu hỏi:
Văn bản đã nêu ra chất nào trong chiết xuất nha đam có vai trò như một tác nhân khử?
A. enzyme
B. hydroquinone
Đáp án chính xác
C. protein
D. axit
Trả lời:
Hydroquinone trong chiết xuất nha đam có vai trò như một tác nhân khử điển hình.
Đáp án cần chọn là: B====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
- Ai là người đã thực hiện thí nghiệm tổng hợp nano bạc bằng nha đam?
Câu hỏi:
Ai là người đã thực hiện thí nghiệm tổng hợp nano bạc bằng nha đam?
A. Bà Linda-Gail Bekker
B. Giáo sư Joseph Eron
C. Bác sĩ Hippocrates
D. Tiến sĩ Chompoosor
Đáp án chính xác
Trả lời:
Tiến sĩ Chompoosor là người đã thực hiện thí nghiệm tổng hợp nano bạc bằng nha đam.
Đáp án cần chọn là: D====== **** mời các bạn xem câu tiếp bên dưới **** =====
