iii
LI CA
̉
M N
QuaăgầnăhaiănĕmăthamăgiaăchơngătrìnhăđàoătoăthcăsătiătrngăĐiăhọcăSă
PhmăKăThutăTP.HăChíăεinhăvàăthiăgianălàmăthíănghiệmătiăphòngăthíănghiệmă
CôngăNghệăNanoăĐHQGăTP.ăHăChíăεinhăđưăgiúpătôiătraoădi thêmănhiuăkinăthức,
kinh nghiệm từăthầyăc,ăbnăhọcăvàănhngăngiăbnăcùngălàmăthíănghiệm đưăgiúpătôiă
hoànăthànhălunăvĕnănày.ă
Cóăđợcăthànhăquănàyătôiăxinăchânăthànhăcámăơnăsâuăsắcăđn:
ThầyăcôătrngăĐHăSăPhmăKăThutăTP.ăHCεăđưănhiệtătìnhătruynăđt,ăchă
boătnătìnhătrong sutăthiăgianătôiăhọcătpăti trng
ThầyăPGS.ăTS.ăĐNGăεUăCHIN,ăGiámăđcăphòngăthíănghiệmăCôngăNghệă
NanoăĐHQG.ăTP.ăHCεă(δNT)ăđưătnătìnhăhngădn,ăgiúpăđỡ,ătoămọiăđiuăkiệnăttă
nhấtăđătôiălàmăthíănghiệmăvàăhoànăthànhălunăvĕnănày.
ThầyăPGS.TS.ăδểăHIUăGIANGăđưănhiệtătìnhăgiúpăđỡ,ăđóngăgópăỦăkinăgiúpătôiă
hoànăthànhăttălunăvĕn.
ThcăsăĐNGăTHăεăDUNGălàăngiăluônătheoăsutăchăboătnătìnhătrongă
sutăthiăgianătôiălàmăthíănghiệmăvàăhoànăthànhălunăvĕn.
Tpăthăcánăb,ănhânăviênăphòngănghiênăcứuăCôngăNghệăNanoăĐHQG.ăTP.ăHCεă
đưăhỗătrợ,ăgiúpăđỡătôiătrongăthiăgianălàmăthíănghiệm.
Bnăbè,ăgiaăđìnhăvàămọiăngiăxungăquanhăluônăgiúpăđỡăchiaăsăđngăviênătôiă
nhngălúcălàmălunăvĕnăgpăkhóăkhĕn.
Tôiăxinăchânăthànhăcámăơn!
Tp.ăHăChíăεinh,ăngàyă ătháng nĕmă2013
Họcăviên
Daătrênănhngăcôngătrìnhănghiênăcứuătrongăvàăngoàiăncăđưăcóăchúng tôi tóm
tắt tngăquanăvăsơălợcăcôngănghệănanoănóiăchungăvàăcôngănghệănanoăkimăloiănóiă
riêng,ă đngă thiă mangă đnă cáiă nhìnă tngă quátă vă côngă nghệă ină phun,ă đă từă đóă choă
chúngătaăthấyăhiệuăquăcaăviệcăứngădngăcôngănghệănanoăkimăloiătrongăcôngănghệăină
phunăđưămangăđnănhngăhiệuăquătrongăthcătiễn.\
v
Chng 2: C s lỦ thuyt
Từăthcătiễnăđưăchứngăminhăcôngănghệănanoămangăliănhiuăứngădngăvàăhiệuă
quăcaoătrongăthcăt,ăchúngătôiăđiăsâuănghiênăcứuănano kimăloiăbc,ăcácătínhăchấtăcaă
nano kimăloiăbc,ătừăđóătìmăhiuăcácăphơngăphápăchătoăvàăđaăraăphơngăphápăchă
toăhiệuăquăvàămangătínhăkinhătăcao.
Chng 3: Thc nghim
Giiăthiệuăcácăthităbădùngălàmăthíănghiệm,ăhóaăchất,ăcácăthităbădùngăđăphână
tíchămuăvàăquyătrìnhătngăhợpăhtănanoăbc.
Chng 4: Kt qu vƠ tho lun
Từăquyătrìnhămàăchúngătôiăđaăra,ăchúngătôiănghiênăcứuăvà làm thíănghiệmăđătìmă
raătălệăphnăứngăgiaăcácăchất,ănng đămolăthíchăhợpăcaăcácăchấtăvàădaăvàoăcơăsă
lỦăthuytăđăđánhăgiáănhnăxétăvàătìmăraăđợcăphơngăánătiăuănhấtăvàăktăquăđưă
mangăliătheoănhăyêuăcầuăđtăraălà chúngătôiăđưătngăhợpăđợcăhtănanoăbc có kích
thcă20nmăđnă80nm.ăĐngăthiăchúngătôiătipătcăluăgiăvàătheoădõiătínhănăđnhă
caăhtătrongăthiăgianăhơnă3ăthángăkhôngăbăoxiăhóaătrongămôiătrngăkhôngăkhí
Chng 5: Kt lun vƠ hng phát trin
Từănhngăktăquăđtăđợcăchúngătôiătngăhợpăđaăraămtăsăktălunăvàăđaăraă
mtăvàiăđnhăhng tipătheoăcaăđătàiă.
There are many methods of synthesizing metal nanoparticles, in this thesis I chose
chemical reduction method to synthesize silver nano-particles towards the inkjet ink
manufacturing. In order to solve the problem above, we have studied; solved related
subjects presented in the following five chapters:
Chapter 1: Overview
Basedă onă theă natională andă internatională researches,ă we’llă summarizeă aă briefă
overview of nanotechnology in general and metal nanoparticles technology in
particular, at the same time this chapter will be providing an overview of inkjet
technology,ăasăaăresultăofăthis,ăit’llăshowăusătheăefficiencyăofătheăapplicationăofămetală
nanoparticles technology in inkjet printing in practice.
Chapter 2: Theoretical Foundations
Reality proved that nanotechnology bring us a lot of efficiency applications in
practice, we go deep nano-silver research and the properties of nano-silver, while
studying the methods of synthesizing and manufacturing and finding the most efficient
and economical method.
vii
Chapter 3: Experimental
Introducing experimental equipments: chemicals and all machines used for
sample analysis and the synthesizing of silver nano-particles.
Chapter 4: Results and Discussion
From the process that we proposed, we researched to find out the best
combination between substances, as same as in molar concentration of the substance
based on the theoretical foundations. We evaluated our results which matched our
initial purposes: we have synthesized silver nano-particles from 20nm to 80nm. At the
same time, we continued to keep our samples and observe the stability of the particles
ină3ămonthsătoămakeăsureăthatătheyădidn’tăoxidizeăinătheăenvironment.
Chapter 5: Conclusions and future researches
From the results, some conclusions were given and future researches will also be
mentioned.
1.1.1.ăTngăquanăchungăvălĩnhăvcănghiênăcứu 8
1.1.1.1.ăTngăquanăvăcôngănghệănano 8
1.1.1.2. Tngăquanăvăcôngănghệăinăphun 14
ix
1.1.2. Tình hình nghiênăcứuătrongăvàăngoàiănc 17
1.1.2.1.ăTìnhăhìnhănghiênăcứuăngoàiănc 17
1.1.2.2.ăTìnhăhìnhănghiênăcứuătrong nc 18
CHNG 2: C S Lụ THUYT 19
2.1.ăKháiăquátăvăbc 19
2.1.1.ăCấuătrúcămngătinhăthăbc: 19
2.1.2.ăGiiăthiệuăvăhtănanoăbc 19
2.1.3. Tính chất vt lý: 20
2.1.4. Tính chất hóa học: 21
2.2.ăCácăloiăphơngăphápăchătoăhtănanoăbc 21
2.2.1.ăPhơngăphápăchătoăhtănanoăkimăloi 21
2.2.1.1.ăPhơngăphápătừădiălênă(bottum-up) 21
2.2.1.2.ăPhơngăphápătừătrênăxung(top-down) 21
2.2.2.ăPhơngăphápăchătoăhtănanoăbc 22
2.2.2.1.ăPhơngăphápăkhửăhóa 22
2.2.2.2ăPhơngăphápăsol-gel 24
2.2.2.3.ăPhơngăphápăĕnămònălaser 24
2.4.ăCơăchănăđnhăht 24
2.4.1ăDngănăđnhătĩnhăđiện 25
2.4.2ăDngănăđnhăkhôngăgian 25
2.5ăεtăsăphơngăphápăthcănghiệmădùngăđăkhoăsátătínhăchấtăca htănanoăbc 26
2.5.1.ăSơălợc văquangăph 26
2.5.1.1.ăăSătơngătácăgiaăvtăchấtăvàăbứcăxăđiệnătừ 27
2.5.1.2ăăĐnhălutăδambertăậ Beer 29
2.5.1.3ăPh 30
5.1.ăKTăδUN 73
5.2.ăHNGăPHÁTăTRINăCAăĐăTÀI 74
TĨI LIU THAM KHO 75 xi
DANH SỄCH CỄC CH VIT TT
ĐHQG TP.HCM : ĐiăHọcăQucăGiaăThànhăPhăHăChíăεinh.ăăă
IR : Infrared spectroscopy - Phăhngăngoiădùngăđăxácăđnhăcấuătrúcă
phânătửăcaăphânătửăchấtănghiênăcứuă
TEM : Transmission Electron Microscope - Kínhăhinăviăđiệnătử truynă
qua
UV-Vis : Ultraviolet-Visible spectroscopy - Phơngăphápăxácăđnhăph hấpă
thu ánhăsángăcaăvtăliệuătrongăvùngăccătímăvàăkhăkin
SEM : Scanning Electron Microscope ậ Kínhăhinăviăđiệnătửăquét
xii
DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH TRANG
Hình a. Quy trìnhăinăphună(bênăphi)ăsoăviăquyătrìnhăchuẩnăchătoăviălinhkiệnă
(bên trái) 3
Hinh 1.1 Phân băkíchăthơcăcaăcácăđiătợngăkhácănhau 12
Hình 2.1 Cấuătrúcălpăphơngătâmămt 19
Hình 2.2 Phơngăphápăchătoăhtănanoăkimăloi 22
Hình 4.5 QuangăphăhấpăthăUV-visătheoămu 58
Hình 4.6 QuangăphăhấpăthăUV-visămuăcó[Glucose]=20mεăsauă1ăngàyăvàăăăsauă
15ăngàyăchăto 60
Hình 4.7 nhăTEεăcaămuă[Glucose]=20mε 61
Hình 4.8 QuangăphăhấpăthăUV-vis mu[Glucose]=25mεăv[Glucose]=30mM 62
Hình 4.9 nhăTEεăcaămuăM6 63
Hình 4.10 QuangăphăhấpăthăUV-visămuăε6ăsauă1ăngàyăvàăsauă31ăngàyăchăto 64
Hình 4.11 nhăsemăcaămuăε6 65
Hình 4.12 Kíchăthcăhtăcaămuăε7ăvàămuăε6 66
Hình 4.13 PhăhấpăthăUV-VISămuăε8 68
Hình 4.14 Kíchăthcăhtămuăε8 68
Hình 4.15 Quangăphăhấpăthăεuăε9 70
Hình 4.16 Kíchăthcăhtămuăε9 71
Hình 4.17 nhăTEεăεuăε9 71 xiv
DANH SỄCH CỄC BNG
BNG TRANG
Bng 1.1 : Đădàiătiăhnăcaămtăsătínhăchấtăcaăvtăliệu 10
Bng 1.2 : Sănguyênătửăvàănĕngălợngăbămtăcaăhtănanoăhìnhăcầu 13
Bng 2.1 : Sănguyênătửăbcătrongămtăđơnăvăthătích. 20 1
phầnăcaămcăđóngăvaiătròăthenăchtăbiăvìănóăquytăđnhăkhănĕngăphunămc,ătínhă
bámădínhătrênămtăđ,ăvàăđăphânăgiiăđngăvàăbiênădng,ăcơăchăcaăsătoăthànhă
tínhădnăđiện.ăĐăthaămưnăcácămcăđíchăkhácănhauăcaăcôngănghệăinăphun,ămcăină
phiăchứaăcácătinăchấtăvàădungămôiăthíchăhợp. 3
ảình a. quy trình in phun (bên phi) so với quy trình chun chế to vi linh kiện
(bên trái)
εcăinălà vấnăđăctăyuăkhiăchúngătaăsử dng côngănghệăinăphun.ăCácănghiênă
cứuăđưăcôngănhnărngărưiărằngăhầuăhtăcácăhnăchăvàălỗiăsnăphẩmăđuăliênăquană
đnădungădchămc in.ăNóăphiăđápăứngăcácăđiuăkiệnăliênăquanăđnăquáătrìnhăphună
mc,ăbaoăgmănhngăvấnăđăthấm tăbênătrongăđầuăin,ăđănhtăthngăgiiăhnă
trongăphmăviătừă8 đnă15 cP,ăápăsuấtăhơiăthấp.ăNhngăđiuănàyăkhôngănênălàmăthayă
điăchứcănĕngăcaămc in.ăTrongăthcăt,ăbnăchấtămcălàăchấtămangăcácăphânătửă
hocăđámăphânătửătoăcácăchứcănĕngăcầnăcóăcaălpăin.ăTaăcóăthăthấyărõămcăină
trongăđăhọaămangăchấtămàuăviăchấtăboăvệăchngăliăánhăsángăhayănhngăphânătửă
giúpăkimăsoátăsălanătruynătrênămt.ăĐiăviăcácăloiămcădnăđiệnăthíchăhợpăchoă
chătoăcácămchăviăcơăđiệnătử,ăcácăhtănanoăđợcămangăbiămc toăthànhălpăcuiă
cùngăcầnăđcăsauăkhiăbayăhơiădungămôi. δpănàyăsăcầnăphiătriăquaămtăquáătrìnhă
nungăktăkhiăđăđợcăhợpănhấtăthànhămtămàngăliênătc.ăĐăđiuănàyăxyăra,ăcácă
phânătửăhuăcơăđợcăthêmăvàoă mc in đă năđnhăcácăhtănanoătrongădungădch
khôngănênăhìnhăthànhămtălpăquáăbnăvng.ăCácăphânătửănàyăsăphiăđợcăloiăbă
5
3. Mc tiêu nghiên cu ca đ tƠi
Chúngătôiănghiênăcứuătìmăhiuătàiăliệuăliênăquanăvàătngăhợpăliăđăxuấtămtă
quyătrìnhătngăhợpăhtănanoăbcăcóăkíchăthcăkhongă20nmăđnă80nmăđălàmăthíă
nghiệm.ăSauăđóăchúngătôiăđánhăgiá,ăphânătíchăvàătngăhợpăktăquăđtăđợcătheoă
yêuăcầu đtăra
Tipătheoăchúngătôiătipătcăciătinătheoăquyătrìnhăc.
4. Đi tng vƠ phm vi nghiên cu
4.1. Đi tng nghiên cu
- Điătợngănghiênăcứu:ăhtăbcăcóăkíchăthcănm.
4.2. Phm vi nghiên cu
- NghiênăcứuăcơăsălỦăthuytăvăviệcăchătoăhtănanoăbc.
- Nghiênăcứuăcácăđcăđim,ătínhăchấtăcaăbc.
- Tinăhànhăthíănghiệmăchătoăhtănanoăbcăviămcăđíchăgiăcácăhtăăkíchă
cỡănh,ăkhôngăbăktătăvàătránhăchoăhtănanoăbcăbăoxiăhóaătrongămôiătrngăkhíăítă
nhấtă30ăngày.
- Phânătíchăcácătínhăchấtăcaăhtănanoăbcăbằngăcácăphơngăphápăđo:ăUV-Vis,
TEε,ăSEε,ăFTIR….
- Chătoăhtăbcăcóăkíchăthcănmădùngăchoăviệcătngăhợpămcăin.
7
PHN B
NI DUNG
Chng 1: TNG QUAN
Chng 2: C S Lụ THUYT
Chng 3: THC NGHIM
Chng 4: KT QU VĨ THO LUN
Chng 5: KT LUN 8
Chng 1:
TNG QUAN
1.1. Tng quan chung v lƿnh vc nghiên cu, tình hình nghiên cu trong vƠ
ngoƠi nc
1.1.1. Tng quan chung v lƿnh vc nghiên cu
1.1.1.1. Tổng quan về công nghệ nano
s nguyên tử ca vt liệuătĕngălên. Ví d, xét vt liệu to thành từ các ht nano hình
cầu. Nu gọi n
s
là s nguyên tử nằm trên b mt, n là tng s nguyên tử thì ta có s
nguyên tử nằm trên b mt ht nano là: n
s
= 4n
2/3
. T s gia s nguyên tử trên b
mt và tng s nguyên tử s là: f = n
s
/n = 4/n
1/3
= 4r
0
/r,ătrongăđóăr
0
là bán kính ca
nguyên tử và r là bán kính ca ht nano. F và r là t lệ nghch,ănhăvy nu kích
thc ca vt liệu gim (r gim) thì t s fătĕngălên.ăDoănguyênătử trên b mt có
nhiu tính chất khác biệt so vi tính chất ca các nguyên tử bên trong lòng vt
liệuănênăkhiăkíchăthc vt liệu gimăđiăthìălợng nguyên tử tp trung trên b mt
ht nano s nhiuăhơn,ăhayăcònăgọi là hiệu ứng b mtătĕngălênădoăt s fătĕng.ăKhiă
kíchăthc ca vt liệu gimăđn nm thì giá tr fănàyătĕngălênăđángăk. S thayăđi
v tính chấtăcóăliênăquanăđn hiệu ứng b mtăkhôngăcóătínhăđt bin theo s thay
đi v kíchăthc vì f t lệ nghch vi r theo mt hàm liên tc. Chúng ta cầnăluăỦă
đcăđim này trong nghiên cứu và ứng dngăđ đtăđợcăkíchăthc và tính chất
theo yêu cầu cần thit. Hiệu ứng b mt luôn có tác dng vi tất c các giá tr ca
kíchăthc, ht càng bé thì hiệu ứng càng lnăvàăngợc li. đâyăkhôngăcóăgii hn
nào c, ngay c vt liệu khi truyn thngăcũngăcóăhiệu ứng b mt, hiệu ứng này
Tínhăchấtăquang
Hălợngătử
1-100
Đădàiăsuyăgim
10-100
Đăsâuăb mtăkimăloi
10-100
Tínhăsiêuădn
ĐădàiăliênăktăcpăCooper
0,1-100
Đăthẩmăthấuăεeisner
1-100
Tínhăchấtăcơ
Tơngătácăbấtăđnhăxứ
1-1000
Biênăht
1-10
Bánăkínhăkhiăđngăđứtăvỡ
1-100
Saiăhngămầm
0,1-10
Đănhĕnăbămt
1-10
Xúc tác
Hìnhăhọcătopoăbămt
1-10
Siêuăphânătử
ĐădàiăKuhn
1-100
Cấuătrúcănhăcấp
vàiăcácăbáoăcáoăchứngăminhărằngăcácăhtănanoăbcăchngăđợcăoxyăhóaătrongăđiuă
kiệnămôiătrngăxungăquanhărấtătt,ănuăchúngăđợcăbọcăbiămtălpăboăvệăthíchă
hợpăđưămăraănhngăhngăđiămiătrongăngànhăđiệnătử.
12
Hình 1.1: ẫhân bố kích thước ca các đối tượng khác nhau.
Việcăsửădngăcácăhtănanoăbcătrongăinăấnăbằngăcôngănghệăinăphunăđợcăbită
đnătrongănhiuănĕmăqua.ăTuyănhiên,ădoăchiăphíărấtăcaoăcaăbcăvìăvyăgiiăhnăápă
dngătrongăcôngănghiệpăcònăhnăch.ăHtănanoăđngăgiáărẻăhơnăsoăviăhtănanoăbcă
vàăcóăđădnăđiệnăcaoă(ítăhơnă6%ăsoăviăAg),ănhngădoătínhăkhôngănăđnhăcaăhtă
nanoăđngăvàămtănhợcăđimănaăcaăđngălàăbăoxiăhóaăngoàiăkhôngăkhí,ăkhiăbă
oxi hóa thìăđngăkhôngădnăđợcăđiện.ăChínhănhngănhợcăđimănhăvyăcaăđngă
nênăbcăvnăchimăuăthăhơn.ă
Các đặc trưng ca ht nano kim loi
Khiăkíchăthcăgimătiăcỡănanométăthìătínhăchấtăcaăvtăliệuăcũngăthayăđiă
theoăvàăxuấtăhiệnănhiuăhiệuăứngămiălănh:ăhiệuăứngăkíchăthc,ăhiệuăứngăbămtă
vàăhiệuăứngăgiamăgiălợngătử.
- Hiệuăứngăkíchăthc:ăĐâyălàămtăkhíaăcnhăđcăbiệtăvàălăthngăcaăvtă
liệuănano.ăHiệuăứngănàyăđợcăxácăđnhăbiăsăphátătrinăđcăbiệtăvăkíchăthcăcaă
cácăđcătrngăcấuătrúc,ănhiệtăđng,ăđiệnătử,ăphăhọc,ăđiệnătừăvàăhóaăhọcăcaăcácăhệă
thngăhuăhnăviăsă thayăđiăkíchăthc.ăTínhăchấtăvtăliệuăphăthucăvàoăkiuă
chuynăđngăcaăđiệnătửăvàăkhôngăgianăhiệuădngăcaăchúng.ăNuăkíchăthcăvtălỦă
13
caăvtăliệuăbăgim xungămứcănanométăthìăcácătínhăchấtăcaăchúngăsăthayăđi,ătră
nênănhyăviăkíchăthcăvàăhìnhădng.ăεtătínhăchấtădễănhnăthấyăviăhiệuăứngănàyă
làăsăthayăđiămàuăsắcăcaăvtăliệuăkhiăgimăkíchăthc,ăvíădănhăvàngăkhiăcóămàuă
vàng óng ánh còn vàng nano cóămàuăđătơiăhocăđm.
tng(%)
10
30.000
20
4,8.10
11
7,6
5
4000
40
8,6.10
11
14,3
2
250
80
2,04.10
11
14,3
1
30
90
9,23.10
12
82,2