Tài liệu Chế tạo nano bạc trên giá mang montmorillonite

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH PTN CÔNG NGHỆ NANO LẠI TRẦN THANH SƠN CHẾ TẠO NANO BẠC TRÊN GIÁ MANG MONTMORILLONITE LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh - 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PTN CÔNG NGHỆ NANO LẠI TRẦN THANH SƠN CHẾ TẠO NANO BẠC TRÊN GIÁ MANG MONTMORILLONITE Chuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện Nanô (Chuyên ngành đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học : PGS. TS. HÀ THÚC HUY Thành phố Hồ Chí Minh - 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Chế tạo nano bạc trên giá mang Montmorillonite” là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các số liệu được sử dụng trong luận văn được đảm bảo về tính chân thực, chính xác. Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong bài luận văn này chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Lại Trần Thanh Sơn i LỜI CẢM ƠN Luận văn này được thực hiện, ngoài sự nổ lực của bản thân còn nhờ vào sự giúp đỡ của rất nhiều người. Với tấm lòng biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin gởi lời cám ơn đến: PGS.TS. Hà Thúc Huy, người đã hướng dẫn, định hướng cho tôi hoàn thành luận văn này. Thầy đã dạy cho tôi nhiều điều trong cách suy nghĩ, phong cách làm việc, nghiên cứu khoa học. Tôi xin cám ơn sự tận tình giảng dạy của các Thầy, Cô thuộc bộ môn Vật liệu và Linh kiện Nano, Đại học Công nghệ Hà Nội đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quí báo trong suốt thời gian học. Xin cám ơn PGS.TS. Đặng Mậu Chiến cùng toàn thể cán bộ, nhân viên của Phòng thí nghiệm Nano – ĐHQG TP.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và làm luận văn của tôi. Xin cám ơn TS. Nguyễn Thị Phương Phong, TS. Nguyễn Văn Đông đã cho tôi những lời khuyên vô cùng hữu ích. Xin cám ơn Thầy Nguyễn Minh Hiệp, Cô Dương Thúy Hương, cùng toàn thể mọi người ở Thư viện ĐH. Khoa học Tự nhiên đã hết lòng tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và làm luận văn. Xin cám ơn Thư, Tâm, Nhân, Khánh cùng mọi người ở phòng thí nghiệm Polymer, trường ĐH. KHTN đã tận tình giúp đỡ. Con xin cảm ơn Mẹ, Anh, Chị đã tạo điều kiện cho con yên tâm thực hiện việc học của mình. Có lẽ Bố ở trên trời cũng rất vui khi biết con đạt được kết quả ngày hôm nay. Con hy vọng đền đáp được phần nào công ơn của Bố Mẹ, mang lại một niềm vui, một niềm tự hào nho nhỏ cho Mẹ và gia đình. Và cuối cùng, Anh xin cám ơn em Thùy đã bên cạnh anh những lúc khó khăn nhất, giúp đỡ anh về mọi mặt để anh có thể luôn vững tin thực hiện những dự định, hoài bão của mình. Và còn nhiều người nữa mà tôi không thể kể hết, … Xin chân thành cảm ơn tất cả ! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................................ii MỤC LỤC .......................................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.......................................................................... v DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................................. v DANH MỤC HÌNH: ........................................................................................................................... vi LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................................................... 1 Chương 1: TỔNG QUAN .................................................................................................................... 2 1.1 Giới thiệu vật liệu Nano: .............................................................................................................. 2 1.1.1 Khái niệm về công nghệ, khoa học và vật liệu Nano: ............................................................ 2 1.1.2 Tính chất của vật liệu Nano: .................................................................................................. 3 1.1.3 Phân loại vật liệu Nano.......................................................................................................... 5 1.2 Hạt Nano kim loại ....................................................................................................................... 6 1.2.1 Tính chất của hạt Nano kim loại ............................................................................................ 6 1.2.2 Phương pháp chế tạo hạt Nano kim loại ............................................................................... 8 1.2.3 Ứng dụng của vật liệu Nano ............................................................................................... 11 1.3 Giới thiệu khoáng sét Montmorillonite: .................................................................................... 13 1.3.1 Montmorillonite (MMT) .................................................................................................... 13 1.3.2 Tính chất hóa lý của montmorillonite .................................................................................. 14 1.3.3 Ứng dụng của montmorillonite (MMT). .............................................................................. 16 1.4 Giới thiệu Polyethylene glycol (PEG) ....................................................................................... 17 1.5 Kim loại bạc và Nano bạc: ........................................................................................................ 18 1.5.1 Kim loại bạc: ...................................................................................................................... 18 1.5.2 Nano bạc............................................................................................................................. 20 1.6 Hướng nghiên cứu và mục tiêu của đề tài: ................................................................................. 24 1.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước:............................................................... 24 1.6.2 Nội dung nghiên cứu : ........................................................................................................ 25 iii Chương 2: THỰC NGHIỆM..............................................................................................................26 2.1 Thiết bị và hóa chất .................................................................................................................... 26 2.1.1 Thiết bị ................................................................................................................................ 26 2.1.2 Hóa chất .............................................................................................................................. 26 2.2 Thực nghiệm ............................................................................................................................... 28 2.2.1 Hấp phụ cation Ag+ vào khoang sét MMT .......................................................................... 28 2.2.2 Hấp phụ PEG vào hỗn hợp Ag+_MMT: .............................................................................. 28 2.2.3 Sự khử cation Ag+ thành Ag0 bằng NaBH4 ......................................................................... 28 2.2.4 Xác định hoạt tính kháng khuẩn của dung dịch keo Nano bạc [21, 22] .............................. 29 2.3 Phân tích mẫu: ............................................................................................................................. 31 2.3.1 Sơ đồ thực nghiệm và phân tích mẫu .................................................................................. 31 2.3.2 Phổ tử ngoại và phổ khả kiến (UV-VIS) .............................................................................. 31 2.3.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction) ................................................................. 32 2.3.4 Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ............................................................................................. 34 2.3.5 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .......................................................... 36 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ............................................................................................40 3.1 Lựa chọn phương pháp : .............................................................................................................. 40 3.2 Tỷ lệ trao đổi cation giữa Ag+ và MMT_ Na+ : ........................................................................... 41 3.3 Quá trình hấp phụ PEG vào Ag+_MMT: .................................................................................... 46 3.4 Quá trình khử Ag+ về Ag0 bằng Sodium borohydride ................................................................ 47 3.5 So sánh quá trình tạo Nano bạc trong ba trường hợp: Ag_PEG, Ag_MMT và Ag_PEG_MMT 53 3.6 Thử nghiệm khả năng diệt khuẩn của vật liệu Ag_MMT_PEG: ................................................. 59 Chương 4 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..............................................................................................64 4.1 Kết luận: ...................................................................................................................................... 64 4.2 Đề nghị: ....................................................................................................................................... 64 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ...................................................................................65 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................................67 PHỤ LỤC ..............................................................................................................................................71 iv    DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu hay chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AAS Atomic Absorption Spectroscopy Phổ hấp thụ nguyên tử MMT Montmorillonite Khoáng sét Montmorillonite PEG Polyethylen glycol TEM Transmission Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử truyền qua UV-VIS Ultraviolet - Visiable Phổ tử ngoại và phổ khả kiến XRD X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X DANH MỤC BẢNG ảng 1. Các giá trị điển hình của hạt Nano hình cầu ---------------------------------------------------------- 3 ảng 2. Hàm lượng của Ag và Na trên MMT ----------------------------------------------------------------- 42 ảng 3. Hàm lượng Ag+ hấp phụ trong và ngoài khoang MMT -------------------------------------------- 43 ảng 4. Thành phần Ag trong MMT --------------------------------------------------------------------------- 47 ảng 5. Kích thước hạt nano bạc theo tỷ lệ chất khử đưa vào ---------------------------------------------- 52 ảng 6. Phân tích hàm lượng Ag bằng phổ hấp thụ nguyên tử --------------------------------------------- 59 v DANH MỤC HÌNH: Hình 1. So sánh các kích thước khác nhau --------------------------------------------------------------- 2 Hình 2. Khi kích thước nhỏ đi, thì diện tích bề mặt tăng lên rất nhiều lần ------------------------- 4 Hình 3. Chế tạo hạt nano kim loại --------------------------------------------------------------------------- 8 Hình 4. Một số ứng dụng của công nghệ Nano --------------------------------------------------------- 13 Hình 5. Cấu trúc khoáng Montmorillonite ----------------------------------------------------------------- 14 Hình 6. Khả năng trao đổi cation của khoáng sét ------------------------------------------------------- 15 Hình 7. Khoáng MMT hấp phụ nước trương lên -------------------------------------------------------- 16 Hình 8. Cấu hình Electron của bạc ------------------------------------------------------------------------- 19 Hình 9. Cơ chế diệt khuẩn của Nano bạc ----------------------------------------------------------------- 22 Hình 10. Các ứng dụng cơ bản của Nano bạc ---------------------------------------------------------- 23 Hình 11. Một số trang thiết bị sử dụng trong thực nghiệm -------------------------------------------- 27 Hình 12. Hệ phản ứng trao đổi cation---------------------------------------------------------------------- 28 Hình 13. Sản phẩm Ag_PEG_MMT ------------------------------------------------------------------------ 29 Hình 14. Quy trình thực nghiệm và phân tích mẫu ---------------------------------------------------- 31 Hình 15. Máy Quang phổ UV-VIS-NIR- V670 ------------------------------------------------------------ 32 Hình 16. Nguyên lý của phương pháp nhiễu xạ tia X -------------------------------------------------- 33 Hình 17. Máy chụp nhiễu xạ tia X D8-Advance---------------------------------------------------------- 34 Hình 18. Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử ShimaDzu AA-6300 --------------------------------------- 34 Hình 19. Nguyên tắc hoạt động của máy hấp thụ nguyên tử ---------------------------------------- 35 Hình 20. Máy chụp ảnh TEM JEM 1400 ------------------------------------------------------------------ 37 Hình 21. Cấu tạo của kính hiển vi điện tử truyền qua -------------------------------------------------- 38 Hình 22. Qui trình chuẩn bị mẫu lỏng ---------------------------------------------------------------------- 39 Hình 23. Dung dịch nano bạc tạo thành dưới những điều kiện khác nhau ----------------------- 40 Hình 24. Phổ UV-VIS của Ag_MMT khi nồng độ ban đầu là 2%wt --------------------------------- 44 Hình 25. Phổ UV-VIS của Ag_MMT rắn khi nồng độ ban đầu là 5%wt ---------------------------- 45 Hình 26. Ảnh TEM của Ag_MMT với %wt ban đầu AgNO3 khác nhau ---------------------------- 45 Hình 27. Giản đồ XRD của MMT biến tính bằng PEG với các tỷ lệ khác nhau ------------------ 46 Hình 28. Hấp thu Ag+ vào MMT, rồi phân tán PEG vào ----------------------------------------------- 47 Hình 29. Phổ UV-VIS của Nano bạc được chế tạo bằng các chất khử khác nhau ------------- 48 Hình 30. Phổ UV-VIS của Ag_MMT theo các nồng độ chất khử khác nhau --------------------- 49 Hình 31. Phổ UV-VIS Ag_PEG_MMT theo các nồng độ chất khử khác nhau ------------------- 50 Hình 32. Giản đồ XRD của mẫu theo các nồng độ chất khử khác nhau -------------------------- 51 Hình 33. Phổ UV-VIS của Ag_PEG_MMT theo thời gian khử --------------------------------------- 52 Hình 34. Phổ UV-VIS so sánh giữa Ag_PEG, Ag_MMT và Ag_PEG_MMT---------------------- 53 Hình 35. Giản đồ XRD của Ag_MMT và Ag_PEG_MMT ---------------------------------------------- 54 Hình 36. Ảnh TEM với nồng độ AgNO3 ban đầu là 10% ---------------------------------------------- 55 Hình 37. Ảnh TEM với nồng độ AgNO3 ban đầu là 5% ------------------------------------------------ 55 Hình 38. Ảnh TEM của Nano bạc trong các hệ Ag_PEG, Ag_MMT và Ag_PEG_MMT ------ 56 Hình 39. Nano bạc hình thành trong khoang sét -------------------------------------------------------- 57 Hình 40. Sự phân bố kích thước hạt Nano bạc tạo thành trong Ag_MMT ------------------------ 58 Hình 41. Sự phân bố kích thước hạt Nano bạc tạo thành trong Ag_PEG_MMT ---------------- 58 Hình 42. Sau khi trải khuẩn E.coli (vi khuẩn chưa phát triển) ---------------------------------------- 60 Hình 43. Khuẩn E.coli sinh sôi trên các mẫu đối chứng ----------------------------------------------- 61 Hình 44. Khuẩn E.coli bị diệt hoàn toàn ở các mật độ khác nhau ---------------------------------- 62 Hình 45. Vị trí nhỏ dung dịch nano bạc lên có sự khác biệt rõ rệt ---------------------------------- 62 vi LỜI MỞ ĐẦU Bắt đầu từ thập kỷ 80 của thế kỷ trước, khoa học và công nghệ Nano ra đời với sự quan tâm của cả thế giới. Qua gần 30 năm phát triển, khoa học và công nghệ Nano đã có những sự phát triển thần kỳ, Nano trở thành một thuật ngữ quen thuộc không những trong giới khoa học mà còn đối với xã hội. Với những đặc điểm độc đáo và khả năng ứng dụng dường như là vô tận của mình, các vật liệu Nano với kích thước siêu nhỏ đã và đang mang đến những thay đổi vô cùng lớn trên toàn thế giới. Công nghệ Nano đã biến những thứ trong trí tưởng tượng của con người thành hiện thực, biến những giấc mơ về những món bửu bối thần kì trong truyện tranh Doreamon ngày nào của trẻ thơ thành những vật dụng hữu ích ngày nay. Những thư viện khổng lồ của thế giới có thể thu gọn lại bằng một chiếc thẻ nhớ nằm gọn trên ngón tay, những chiếc phi thuyền có thể du hành trong cơ thể của con người, những chiếc áo tàng hình, những viên thuốc biết đi tới chính xác chỗ bị thương trong cơ thể để chữa bệnh, những cổ máy siêu nhỏ,… mọi thứ dường như đều có thể với công nghệ Nano. Nano bạc là một trong những loại vật liệu được chú ý đến nhiều nhất vì những đặc tính đặc biệt của mình khi ở kích thước Nano: tính chất quang, điện, và đặc biệt là đặc tính diệt khuẩn của bạc đã tăng lên rất nhiều so với bạc ở kích cỡ thông thường. Có nhiều phương pháp chế tạo Nano bạc như khử hóa học [9, 10, 25], phân hủy nhiệt, điện hóa, nhiệt vi sóng [5], chiếu xạ UV-VIS [4, 8], dùng vi khuẩn [15],… Trong quá trình chế tạo Nano bạc, một vấn đề được quan tâm đến là sự kết tụ của các hạt Nano sau khi tạo thành. Nếu không có biện pháp ngăn chặn điều này, các hạt Nano sẽ gắn kết lại với nhau, gia tăng kích thước, đồng nghĩa với việc giảm đi các đặc tính của nó khi ở kích thước Nano. Có nhiều phương pháp đã được đưa ra để bảo vệ các hạt Nano bạc khỏi sự kết tụ, thông dụng nhất là dùng các polymer hay polysacarit đã được sử dụng làm chất ổn định như poly vinylalcohol (PVA) [33], poly vinylpyrrolidone (PVP) [33, 34], Poly Ethylene glycol (PEG) [20], Montmorillonite (MMT) [9, 10, 25]…. Mặc dù vậy, việc lựa chọn kết hợp các chất ổn định này vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu để tìm ra chất tối ưu nhất về kích thước, độ ổn định, sự phân bố của các hạt Nano bạc. Trong đề tài này, chúng tôi đã sử dụng khoáng sét Montmorillonite, một loại khoáng sét có cấu trúc lớp khá đặc biệt với khoảng cách giữa các lớp vào khoảng 1 nm. Các hạt Nano bạc sẽ được hình thành trên bề mặt và ngay cả trong những khoang sét, điều này sẽ bảo vệ các hạt bạc kết tụ lại với nhau, giữ được kích thước Nano của chúng. Ngoài ra, chất bảo vệ PEG cũng được sử dụng để làm tăng tính bền vững cũng như sự phân tán của Nano bạc trên MMT. Đất sét là một loại vật liệu khá phổ biến trong nước ta, cũng như tính ứng dụng của nó trong đời sống là rất cao. Việc kết hợp Nano bạc với khoáng sét Montmorillonite sẽ mở ra những ứng dụng vô cùng thiết thực trong đời sống, đặc biệt là khả năng diệt khuẩn của Nano bạc. 1 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vật liệu Nano: 1.1.1 Khái niệm về công nghệ, khoa học và vật liệu Nano:  Khoa học Nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng và sự tương tác vào vật liệu tại các quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử. Tại các quy mô đó, tính chất của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các quy mô thông thường.  Công nghệ Nano là việc thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng và kích thước trên quy mô Nano mét.  Vật liệu Nano là đối tượng của hai lĩnh vực là khoa học Nano và công nghệ Nano, nó liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Kích thước của vật liệu Nano nằm trong khoảng từ 0,1nm đến 100nm. Hình 1. So sánh các kích thước khác nhau 2 1.1.2 Tính chất của vật liệu Nano: Vật liệu Nano có những tính chất đặc biệt khác hẳn với các tính chất của vật liệu khối mà người ta nghiên cứu trước đó. Sự khác biệt về tính chất của vật liệu Nano so với vật liệu khối bằt nguồn từ hai hiện tượng sau đây [3]: Hiệu ứng bề mặt : Khi vật liệu có kích thước nhỏ thì tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử của vật liệu gia tăng. Ví dụ: xét vật liệu tạo thành từ các vật liệu Nano hình cầu. Nếu gọi ns là số nguyên tử nằm trên bề mặt, n là tổng số nguyên tử thì mối liên hệ giữa hai con số trên sẽ là ns = 4n2/3. Tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử sẽ là f = ns/n = 4n2/3 = 4r0/r, trong đó r0 là bán kính của nguyên tử và r là bán kính của hạt Nano. Như vậy, nếu kích thước của vật liệu giảm (r giảm) thì tỷ số f tăng lên. Do nguyên tử trên bề mặt có nhiều tính chất khác biệt so với tính chất của các nguyên tử ở bên trong lòng vật liệu nên khi kích thước vật liệu giảm đi thì hiệu ứng có liên quan đến các nguyên tử bề mặt, hay còn gọi là hiệu ứng bề mặt tăng lên do tỷ số f tăng. Khi kích thước của vật liệu giảm đến kích thước nm thì giá trị f này tăng lên đáng kể. Sự thay đổi về tính chất có liên quan đến hiệu ứng bề mặt không có tính đột biến theo sự thay đổi về kích thước và f tỷ lệ nghịch với r theo một hàm liên tục. Khác với hiệu ứng thứ hai mà ta sẽ đề cập sau, hiệu ứng bề mặt luôn có tác dụng với tất cả các giá trị của kích thước, hạt càng bé thì hiệu ứng càng lớn và ngược lại. Ở đây không có giới hạn nào cả, ngay cả vật liệu khối truyền thống cũng có hiệu ứng bề mặt, chỉ có điều hiệu ứng này nhỏ thường bỏ qua. Vì vậy, việc ứng dụng hiệu ứng bề mặt của vật liệu Nano tương đối dễ dàng. Bảng 1. Các giá trị điển hình của hạt Nano hình cầu Đường kính hạt Nano (nm) Số nguyên tử Tỷ số nguyên tử trên bề mặt (%) Năng lượng bề mặt (erg/mol) Năng lượng bề mặt/năng lượng tổng(%) 10 30.000 20 4.8x1011 7,6 5 4.000 40 8.6x1011 14,3 2 250 80 2.04x1012 35,3 1 30 90 9.23x1012 82,2 3 Bảng 1 cho biết một số giá trị điển hình của hạt Nano hình cầu. Với một hạt Nano có đường kính 5nm thì số nguyên tử mà hạt đó chứa là 4.000 nguyên tử, tỷ số f là 40% năng lượng bề mặt là 8,6x1011 và tỷ số năng lượng bề mặt trên năng lượng toàn phần là 14,3%. Tuy nhiên, các giá trị vật lý giảm đi một nửa khi kích thước của hạt Nano tăng gấp hai lần lên 10nm. Hình 2. Khi kích thước nhỏ đi, thì diện tích bề mặt tăng lên rất nhiều lần Hiệu ứng kích thước: Khác với hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước của vật liệu Nano đã làm cho vật liệu này trở nên kì lạ nhiều hơn so với các vật liệu truyền thống. Đối với một vật liệu, mỗi một tính chất của vật liệu này đều có một độ dài đặc trưng. Độ dài đặc trưng của rất nhiều các tính chất của vật liệu đều rơi vào kích thước nm. Chính điều này đã làm nên cái tên “Vật liệu Nano” mà ta thường nghe đến ngày nay. Ở vật liệu khối, kích thước vật liệu lớn hơn nhiều lần độ dài đặc trưng này dẫn đến các tính chất vật lý đã biết. Nhưng khi kích thước của vật liệu có thể so sánh được với độ dài đặc trưng đó, thì tính chất có liên quan đến độ dài đặc trưng bị thay đổi đột ngột, khác hẳn so với tính chất đã biết trước đó. Ở đây không có sự chuyển tiếp một cách liên tục về tính chất khi đi từ vật liệu khối đến vật liệu Nano. Chính vì vậy, khi nói đến vật liệu Nano, chúng ta phải nhắc đến tính chất đi kèm của vật liệu đó. Ví dụ: đối với kim loại, quãng đường tự do trung bình của điện tử có giá trị vài chục nm. Khi chúng ta cho dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại, nếu kích thước của dây rất lớn so với quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại này thì chúng ta sẽ có định luật Ohm cho dây dẫn. Định luật cho thấy sự tỷ lệ tuyến tính của dòng và thế đặt ở hai đầu sợi dây. ây giờ kích thước của sợi dây được thu nhỏ cho đến khi nhỏ hơn độ dài quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại thì tỷ lệ liên tục giữa dòng và thế không còn nữa mà tỷ lệ gián đoạn với một lượng tử độ dẫn e2/ħ, trong đó e là điện tích 4 của điện tử, ħ là hằng số Planck. Lúc này hiệu ứng lượng tử xuất hiện. Có rất nhiều tính chất bị thay đổi giống như độ dẫn, tức là bị lượng tử hoá do kích thước giảm đi. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng chuyển tiếp cổ điển – lượng tử trong các vật liệu Nano do việc giam hãm các vật thể trong một không gian hẹp mang lại (giam hãm lượng tử). 1.1.3 Phân loại vật liệu Nano Có rất nhiều cách phân loại vật liệu Nano, mỗi cách phân loại cho ra rất nhiều loại nhỏ nên thường hay làm lẫn lộn các khái niệm. Sau đây là một vài cách phân loại thường được dùng. [3] 1.1.3.1 Phân loại theo hình dáng của vật liệu: Người ta đặt tên theo số chiều không bị giới hạn ở kích thước Nano của loại vật liệu  Vật liệu Nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước Nano), ví dụ đám Nano, hạt Nano.  Vật liệu Nano một chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước Nano, ví dụ dây Nano, ống Nano.  Vật liệu Nano hai chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước Nano, ví dụ màng mỏng. Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc Nano hay Nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có kích thước Nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau. 1.1.3.2 Phân loại theo tính chất vật liệu thể hiện sự khác biệt ở kích thước Nano:  Vật liệu Nano kim loại  Vật liệu Nano bán dẫn  Vật liệu Nano từ tính  Vật liệu Nano sinh học Nhiều khi người ta phối hợp hai cách phân loại với nhau, hoặc phối hợp hai khái niệm nhỏ để tạo ra các khái niệm mới. Ví dụ, đối tượng chính của chúng ta sau đây là "hạt Nano kim loại" trong đó "hạt" được phân loại theo hình dáng, "kim loại" được phân loại theo tính chất hoặc "vật liệu Nano từ tính sinh học" trong đó cả "từ tính" và "sinh học" đều là khái niệm có được khi phân loại theo tính chất . 5 1.2 Hạt Nano kim loại Hạt Nano kim loại là một khái niệm để chỉ các hạt có kích thước Nano được tạo thành từ kim loại. Người ta biết rằng hạt Nano kim loại như hạt Nano vàng, Nano bạc được sử dụng từ hàng nghìn năm nay. Nổi tiếng nhất có thể là chiếc cốc Lycurgus được người La Mã chế tạo vào khoảng thế kỉ thứ tư trước công nguyên và hiện nay được trưng bày ở bảo tàng Anh. Chiếc cốc đó đổi màu tùy thuộc vào cách người ta nhìn nó. Nó có màu xanh lục khi nhìn ánh sáng phản xạ trên cốc và có màu đỏ khi nhìn ánh sáng đi từ trong cốc và xuyên qua thành cốc. Các phép phân tích ngày nay cho thấy trong chiếc cốc đó có các hạt Nano vàng và bạc có kích thước 70 nm và với tỉ phần mol là 14:1. Tuy nhiên, phải đến năm 1857, khi Michael Faraday nghiên cứu một cách hệ thống các hạt Nano vàng thì các nghiên cứu về phương pháp chế tạo, tính chất và ứng dụng của các hạt Nano kim loại mới thực sự được bắt đầu. Khi nghiên cứu, các nhà khoa học đã thiết lập các phương pháp chế tạo và hiểu được các tính chất thú vị của hạt Nano. Một trong những tính chất đó là màu sắc của hạt Nano phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và hình dạng của chúng. Ví dụ, ánh sáng phản xạ lên bề mặt vàng ở dạng khối có màu vàng. Tuy nhiên, ánh sáng truyền qua lại có màu xanh nước biển hoặc chuyển sang màu da cam khi kích thước của hạt thay đổi. Hiện tượng thay đổi màu sắc như vậy là do một hiệu ứng gọi là cộng hưởng plasmon bề mặt. Chỉ có các hạt Nano kim loại, trong đó các điện tử tự do mới có hấp phụ ở vùng ánh sáng khả kiến làm cho chúng có hiện tượng quang học thú vị như trên. 1.2.1 Tính chất của hạt Nano kim loại Hạt Nano kim loại có hai tính chất khác biệt so với vật liệu khối đó là hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng kích thước. Tuy nhiên, do đặc điểm các hạt Nano có tính kim loại, nghĩa là có mật độ điện tử tự do lớn. Do vậy tính chất của vật liệu còn có những đặc trưng riêng khác với vật liệu đơn thuần chỉ có hai tính chất trên, hay các vật liệu không có mật độ điện tử tự do hoặc có nhưng thấp trong thành phần cấu trúc của vật liệu. 1.2.1.1 Tính chất quang Tính chất quang của các hạt Nano vàng, bạc trộn trong thủy tinh làm cho các sản phẩm từ thủy tinh có các màu sắc khác nhau được người La Mã sử dụng từ hàng ngàn năm trước. Các hiện tượng cộng hưởng Plasmon bề mặt do điện tử tự do trong hạt Nano hấp phụ ánh sáng chiếu vào. Kim loại có nhiều điện tử tự do, các điện tử tự do này sẽ dao động dưới tác dụng của điện từ trường bên ngoài như ánh sáng. Thông thường các dao động bị dập tắt nhanh chóng bởi các sai hỏng mạng hay bởi chính các nút mạng tinh thể trong kim loại khi quãng đường tự do trung bình của điện tử nhỏ hơn kích thước. Nhưng khi kích thước của kim loại nhỏ hơn quãng đường tự do trung 6 bình thì hiện tượng dập tắt của các điện tử dẫn đến từ quá trình tương tác với bức xạ sóng điện từ. Khi dao động như vậy, các điện tử sẽ phân bố lại trong hạt Nano làm cho các hạt bị phân cực điện tạo thành một lưỡng cực điện. Do vậy xuất hiện một tần số cộng hưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng các yếu tố về hình dạng, độ lớn của hạt Nano và môi trường xung quanh là các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất. Ngoài ra, mật độ hạt Nano cũng ảnh hưởng đến tính chất quang. Nếu mật độ loãng thì có thể coi như gần đúng hạt tự do, nếu nồng độ cao thì phải tính đến ảnh hưởng của quá trình tương tác giữa các hạt. 1.2.1.2 Tính chất điện Tính dẫn điện của kim loại rất tốt hay điện trở của kim loại nhỏ nhờ vào mật độ điện tử tự do cao. Điện trở của kim loại đến từ sự tán xạ của điện tử lên các sai hỏng trong mạng tinh thể và tán xạ dao động với nhiệt của nút mạng. Tập thể các điện tử chuyển động trong kim loại dưới tác dụng của điện trường (U) có liên hệ với nhau thông qua định Ohm: U = IR, trong đó R là điện trở kim loại. Định luật Ohm cho thấy đường I-U là một đường tuyến tính. Khi kích thước của vật liệu giảm dần, hiệu ứng lượng tử do giam hãm làm rời rạc hóa cấu trúc Coulomb (Coulomb blockade) làm cho đường I-U bị nhảy bậc với giá trị mỗi bậc sai khác nhau một lượng e/2C cho U và e/RC cho I, với e là điện tích của điện tử, C và R là điện dung và điện trở kháng nối hạt Nano với điện cực . 1.2.1.3 Tính chất từ Các kim loại quý như vàng, bạc…có tính nghịch từ ở trạng thái khối do sự bù trừ cặp điện tử. Khi vật liệu thu nhỏ kích thước thì sự bù trừ trên sẽ không toàn diện nữa và vật liệu có từ tính tương đối mạnh. Các kim loại có tính sắt từ trạng thái khối như kim loại chuyển tiếp sắt, coban, niken thì khi kích thước nhỏ sẽ phá vỡ trật tự sắt từ làm chúng chuyển sang trạng thái siêu thuận từ. Vật liệu ở trạng thái siêu thuận từ có từ tính mạnh khi có từ trường và không có từ tính khi từ trường bị ngắt đi, tức là từ dư và lực kháng từ hoàn toàn bằng không . 1.2.1.4. Tính chất nhiệt Nhiệt độ nóng chảy T của vật liệu phụ thuộc vào mức liên kết giữa các nguyên m tử trong mạng tinh thể. Trong tinh thể, mỗi một nguyên tử có một số các nguyên tử lân cận có liên kết mạnh gọi là số phối vị. Các nguyên tử trên bề mặt vật liệu sẽ có số phối trí nhỏ hơn số phối vị của nguyên tử bên trong nên chúng có thể dễ dàng tái sắp xếp để có những trạng thái khác hơn. Như vậy, nếu kích thước của hạt Nano giảm, nhiệt độ 0 0 nóng chảy sẽ giảm. Ví dụ, hạt vàng 2nm có T = 500 , kích thước 6nm có T = 950 C. m 7 m 1.2.2 Phương pháp chế tạo hạt Nano kim loại Vật liệu Nano chủ yếu được tiếp cận và chế tạo bằng hai phương pháp: phương pháp từ trên xuống (top-down) và phương pháp từ dưới lên (bottom-up) [3]. Phương pháp từ trên xuống là phương pháp tạo vật liệu có kích thước Nano từ vật liệu khối ban đầu, hay là tạo hạt có kích thước Nano từ hạt có kích thước lớn hơn bằng nguyên lý sau: dùng kỹ thuật nghiền làm biến dạng vật liệu, để biến vật liệu có kích thước lớn hơn về kích thước Nano. Phương pháp này được đánh giá là một phương pháp khá đơn giản, dễ làm và có thể tạo được số lượng sản phẩm lớn, nhưng sản phẩm thu được có độ tinh khiết và độ đồng nhất không cao, chất lượng vật liệu Nano còn nhiều hạn chế. Trong kỹ thuật nghiền vật liệu được chuẩn bị ở dạng bột sẽ được trộn lẫn với những viên bi được làm từ những vật liệu rất cứng và cùng để trong một cái cối. Máy nghiền có thể là nghiền lắc, nghiền rung hay là nghiền quay (còn gọi là nghiền kiểu hành tinh). Trong kỹ thuật này các viên bi cứng sẽ va chạm với nhau và phá vỡ vật liệu bột tới kích thước Nano, kết quả là ta thu được vật liệu Nano không chiều (hạt Nano). Phương pháp từ dưới lên: hình thành vật liệu Nano từ các nguyên tử hoặc từ các ion. Phương pháp này được hình thành và phát triển rất mạnh mẽ nhờ tính linh động của phương pháp, và chất lượng của sản phẩm thu được có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác. Phần lớn các vật liệu Nano mà chúng ta dùng ngày nay như bình sữa Nano, máy giặt, máy điều hòa, màn hình LCD, hay tủ lạnh đều được chế tạo từ phương pháp này. Phương pháp từ dưới lên có thể dùng phương pháp vật lý, hóa học hay là sự kết hợp cả hai phương pháp hóa-lý. Các hạt Nano kim loại như vàng, bạc, bạch kim,... được chế tạo chủ yếu theo kiểu “từ dưới lên” theo nguyên tắc các cation kim loại như Ag+, Au+, Pt+ bị khử thành dạng o Hình 3. Chế tạo hạt nano kim loại o o nguyên tử Ag và Au , Pt …. Các nguyên tử này sẽ liên kết với nhau tạo thành tụ hợp nhỏ rồi phát triển thành hạt Nano . 1.2.2.1 Phương pháp ănmòn laser 8 1.2.2.1 Phương pháp ăn mòn laser Đây là phương pháp từ trên xuống . Vật liệu ban đầu là một tấm kim loại được đặt trong một dung dịch có chứa một chất hoạt hóa bề mặt. Một chùm Laser xung có bước sóng 532 nm, độ rộng xung là 10 ns, tần số 10 Hz, năng lượng mỗi xung là 90 mJ, đường kính vùng kim loại bị tác dụng từ 1-3 mm. Dưới tác dụng của chùm laser xung, các hạt Nano có kích thước khoảng 10 nm được hình thành và được bao phủ bởi chất hoạt hóa bề mặt C H SO Na với n = 8, 10, 12, 14. n 2n+1 4 1.2.2.2. Phương pháp khử vật lí Là phương pháp dùng các tác nhân vật lí như điện tử, sóng điện từ năng lượng cao như tia gamma, tia tử ngoại, tia laser khử cation kim loại thành kim loại. Dưới tác dụng của các tác nhân vật lí, có nhiều quá trình biến đổi của dung môi và các phụ gia trong dung môi để sinh ra các gốc hóa học có tác dụng khử cation thành kim loại. Ví dụ như người ta dùng chùm laser xung có bước sóng 500nm, độ dài xung 6ns, tần số 10 Hz, công suất 12-14 mJ chiếu vào dung dịch có chứa AgNO như là nguồn cation 3 kim loại và sodium dodecyl sulfat (SDS) như là chất hoạt hóa bề mặt để thu được hạt Nano bạc. 1.2.2.3 Phương pháp khử hóa lí Đây là phương pháp kết hợp cả vật lý và hóa học, nguyên lý là dùng phương pháp điện phân kết hợp với phương pháp siêu âm để chế tạo hạt Nano. Phương pháp điện phân thông thường chỉ có thể tạo được màng mỏng kim loại, trước khi hình thành màng, các nguyên tử kim loại sau khi được điện hóa sẽ tạo các hạt Nano và bám trên điện cực âm. Lúc này người ta tác dụng một xung siêu âm đồng bộ với xung điện phân thì hạt Nano sẽ rời khỏi điện cực và di chuyển vào trong dung dịch. Phương pháp này có thể tạo các hạt Nano, dây Nano, ống Nano, màng Nano, bột Nano… Ưu điểm của phương pháp điện hóa là tránh được sản phẩm phụ từ tác chất khử và dễ dàng cô lập sản phẩm khỏi chất kết tủa. Kích thước hạt hình thành phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khoảng cách giữa các điện cực, thời gian phản ứng, nhiệt độ và độ phân cực dung môi. Cường độ dòng điên áp dụng cũng giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành kích thước hạt. Vấn đề của tổng hợp điện hóa là kim loại sau khi khử thay vì tạo thành các tiểu phân Nano lại hình thành lớp mạ trên bề mặt cathode. Người ta sử dụng sóng siêu âm để đánh bật các tiểu phân kim loại vào dung dịch điện phân, nhưng cũng không giải quyết vấn đề một cách triệt để. Do đó, người ta sử dụng PVP là tác nhân ổn định rất 9 hiệu quả. Khi hình thành cation kim loại trong hệ điện phân, PVP bọc lấy chúng không cho kết tụ với nhau. 1.2.2.4 Phương pháp vi nhũ tương nghịch Đây là một kỹ thuật tương đối mới và nhận được nhiều sự quan tâm trong những năm gần đây. Phương pháp này dễ dàng tạo ra kim loại Nano kích thước khoảng 5 – 50 nm. Hệ vi nhũ tương nghịch gồm ít nhất ba thành phần: pha dầu là pha liên tục, pha phân tán là nước và chất hoạt động bề mặt. Chất nhũ hoá tiêu biểu là sodium dodecyl sulphate (SDC), aerosol bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT). Chất nhũ hoá làm ổn định những giọt nước, gồm đầu phân cực hướng vào pha nước và đuôi không phân cực hướng vào pha dầu. Khi trộn hai hệ vi nhũ tương nghịch, một chứa muối kim loại, một chứa chất khử trong pha nước, các tác chất tương tác với nhau là do va chạm giữa các giọt nước. Các phản ứng khử, tạo nhân và phát triển nhân đều xảy ra bên trong giọt nước. Khi hạt nhân lớn lên chiếm hết thể tích giọt nước, phân tử hoạt động bề mặt gắn lên bề mặt kim loại, nhờ đó làm bền và ngăn cản sự lớn lên. Tuy nhiên phương pháp vi nhũ tương cũng có nhiều hạn chế. Ví dụ, phải sử dụng một lượng lớn chất hoạt động bề mặt và dung môi hữu cơ, rất khó tách và loại bỏ khỏi sản phẩm cuối cùng, như vậy chi phí của phương pháp này khá đắt. Hơn nữa, phương pháp vi nhũ tương đạt được độ đơn phân tán ổn định chỉ ở nồng độ tương đối thấp. 1.2.2.5 Phương pháp nhiệt phân phức kim loại: Trong số rất nhiều phương pháp để tổng hợp kim loại Nano thì nhiệt phân phức kim loại cũng là một cách hiệu quả để tạo ra cấu trúc Nano kim loại. Nếu nhiệt độ phân hủy phức kim loại thấp và sản phẩm là kim loại thì phản ứng có thể dùng để tổng hợp kim loại Nano. Phức bạc oxalate phân hủy ở nhiệt độ khoảng 1400C sinh ra kim loại Ag và khí CO2 , có thể ứng dụng phản ứng này để điều chế Ag Nano trong môi trường nước hoặc ethylene glycol, với PVA đồng làm chất ổn định và chất khử. Phương pháp nhiệt phân kim loại còn áp dụng đối với phức ạc oleat, được điều chế bằng phản ứng giữa AgNO3 và Sodium oleat trong dung dịch nước. Dưới điều kiện nhiệt độ 2900C , áp suất 0.3 Torr. 1.2.2.6 Phương pháp khử sinh học Dùng vi khuẩn là tác nhân khử cation kim loại. Người ta cấy vi khuẩn MKY3 vào trong dung dịch có chứa cation bạc để thu được hạt Nano bạc. Phương pháp này đơn giản, thân thiện với môi trường và có thể tạo hạt với số lượng lớn. 10 1.2.2.7 Phương pháp khử hóa học Phương pháp khử hóa học dùng các tác nhân hóa học để khử cation kim loại thành kim loại. Thông thường các tác nhân hóa học ở dạng dung dịch lỏng nên còn gọi là phương pháp hóa ướt. Đây là phương pháp từ dưới lên. Dung dịch ban đầu có chứa các muối của các kim loại như HAuCl , H PtCl , AgNO ... Tác nhân khử cation kim 4 + + 0 2 6 3 0 loại Ag , Au thành Ag , Au ở đây là các chất hóa học như citric acid, vitamin C, sodium borohydride (NaBH ), ethanol (cồn), ethylene glycol (phương pháp sử dụng 4 các nhóm rượu đa chức như thế này còn có một cái tên khác là phương pháp polyol). Sự ổn định phụ thuộc hai yếu tố chính: lực đẩy tĩnh điện giữa các tiểu phân và cản trở lập thể do phân tử ổn định. Lực hút Van der Waals giữa hai tiểu phân bất kì tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng. Khi không có những chướng ngại để chống lại lực hút này, các tiểu phân hút nhau, mầm lớn lên, thậm chí gây ra keo tụ. Có hai loại làm ổn định là ổn định tĩnh điện và ổn định lập thể. Ổn định tĩnh điện: bề mặt kim loại có ái lực điện tử vì vậy bất kì anion nào cũng có thể bị hấp phụ lên và lớp ngoài là cation ngược dấu tạo thành lớp điện kép bảo vệ. Lực đẩy Culoum do lớp điện tích kép này tạo ra có tác dụng ổn định mầm, ngăn chặn sự kết tụ của các hạt lại với nhau. Ổn định lập thể: các phân tử hữu cơ dây dài như polymer, olygomer tạo được liên kết phối trí với các nguyên tử kim loại tạo thành một tấm chắn bảo vệ, chia tách các mầm kim loại. Để các hạt phân tán tốt trong dung môi mà không bị kết tụ thành đám, người ta sử dụng phương pháp tĩnh điện để làm cho bề mặt các hạt Nano có cùng điện tích và đẩy nhau hoặc dùng phương pháp bao bọc chất hoạt hóa bề mặt. Phương pháp tĩnh điện đơn giản nhưng bị giới hạn bởi một số chất khử. Phương pháp bao bọc bằng chất hoạt hóa bề mặt phức tạp nhưng vạn năng hơn, hơn nữa phương pháp này có thể làm cho bề mặt hạt Nano có các tính chất cần thiết cho các ứng dụng. Các hạt Nano Ag, Au, Pt, Pd, Rh… với kích thước từ 10 đến 100 nm có thể được chế tạo từ phương pháp này. Tác nhân khử: tác nhân khử giữ một vai trò quan trọng trong việc hình thành kích thước, hình dáng hạt nano. Tổng quát, tác nhân khử càng nhanh, êm dịu, tiểu phân có kích thước càng nhỏ, độ đa phân tán hẹp. Tác nhân khử nhanh, các mầm hình thành đồng thời và tác nhân khử dịu, các mầm lớn lên cùng một vận tốc. 1.2.3 Ứng dụng của vật liệu Nano 1.2.3.1 Ứng dụng của vật liệu Nano nói chung 11 Nhiều lĩnh vực của công nghệ Nano vẫn còn trong giai đoạn phát triển ban đầu, nhưng một số ứng dụng đã được thương mại hoá một cách thành công, nhất là trong lĩnh vực của vật liệu polyme. Công nghệ Nano cũng đã xâm nhập vào ngành sản xuất vật liệu công nghiệp. Một số ứng dụng cụ thể như sau: Bằng cách kết hợp các chất độn Nano tính năng cao, ví dụ bentonit cỡ Nano đã biến đổi bề mặt, công nghệ Nano cho phép sản xuất các vật liệu có tính ổn định cơ học ở nồng độ chất độn rất thấp. Điều này tạo ra lợi thế rõ ràng về mặt trọng lượng, nhất là khi áp dụng trong sản xuất các phụ tùng ô tô. Khác với các chất độn thông thường, nếu sử dụng chất độn bentonit cỡ Nano với lượng rất nhỏ thì có thể tăng tính ổn định nhiệt 0 của polyamit thêm khoảng 50 C. Nếu chỉ bổ sung các chất độn Nano ở mức 2% trọng lượng của vật liệu composit thì có thể giảm 50% độ thẩm thấu đối với oxy, CO và hơi 2 nước. Kích thước hạt đặc biệt mịn của các chất độn bentonit cỡ Nano, cho phép tạo ra các lớp vật liệu silicat vô cơ 3 chiều, trong chất nền hữu cơ với hàm lượng chất độn chỉ ở mức vài phần trăm trọng lượng. Vật liệu Nano có khả năng ứng dụng trong y, sinh học vì kích thước của Nano so sánh được với kích thước của tế bào (10-100nm), virus (20-450nm), protein (5-50nm) và gen (rộng 2nm và dài 10-100nm). Trong y học, Nano từ được ứng dụng để dẫn truyền thuốc (drug delivery) đến một vị trí nào đó trên cơ thể. Trong ứng dụng này, thuốc được liên kết với hạt Nano có tính chất từ, bằng cách điều khiển từ trường để hạt Nano cố định ở một vị trí trong một thời gian đủ dài để thuốc có thể khuyếch tán vào cơ quan mong muốn. Ngoài ra, một ứng dụng khác của nano từ đang được nghiên cứu sôi nổi và có triển vọng phát triển đó là phân tách tế bào (magnetic cell separation). Hạt từ nano có tính tương hợp sinh học (biocompatible) được dùng để làm điều đó. Quá trình này gồm hai giai đoạn: dán nhãn cho tế bào (labelling) bằng các hạt nano từ; và phân tách các tế bào được dán nhãn bằng các dụng cụ phân tách. Các hạt nano từ được phủ bởi một loại hóa chất, thường được dùng là chất hoạt động bề mặt để làm tăng độ tương hợp sinh học và làm tăng khả năng ổn định trong dung dịch của hạt nano. Cơ chế dán nhãn tế bào giống như cơ chế mà các kháng thể nhận ra các kháng nguyên trong cơ thể. Ví dụ nếu ta phủ một lớp hóa chất miễn dịch đặc hiệu bên ngoài hạt nano thì chúng có thể bám vào các tế bào máu, các tế bào ung thư, vi khuẩn hoặc các thể golgi. Để phân tách các tế bào được đánh dấu, người ta dùng một dụng cụ tạo ra gradient từ trường bằng cách đặt một thanh nam châm chẳng hạn để hút các hạt nano từ đang liên kết với các tế bào và bằng cách đó, các tế bào được tách khỏi các tế bào khác không được đánh dấu. 12