| Kết quả chính của đề tài | - Về khoa học: Nhiệm vụ đã nghiên cứu và chế tạo thành công các hệ vật liệu nano Ag, nano Ag lai với một số nano oxit vô cơ, vật liệu có cấu trúc nano từ GO, MXene, vật liệu nanocomposite trên cơ sở các biopolyme cụ thể như sau: + Chế tạo thành công nano Ag lai với một số nano oxit vô cơ ứng dụng trong các lớp phủ đa chức năng, tiên tiến như: Nano bạc (AgNPs) đã được tổng hợp thành công với điều kiện [Ag⁺] = 1,5 mmol/L, 100 °C, 90 phút, có dạng hình cầu, kích thước 10–30 nm, có độ ổn định cao, tồn tại bền trong 6 tháng, thành phần Ag chiếm ~85,5% và thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh với cả vi khuẩn Gram-dương và Gram-âm. Nano lai oxit-Ag được tổng hợp thành công bằng cách khử AgNO+ trên nano-oxit thương mại. AgNPs (10–30 nm) gắn trên bề mặt các hạt nano oxit kim loại, làm giảm Eg cho phép hấp thụ ánh sáng nhìn thấy. Một số nguyên liệu và phụ phẩm nông nghiệp được khai thác với các mục đích khác nhau: rutin từ hoa hòe được tinh sạch (độ tinh khiết 98,83% khi dùng axit acetic 40%); dịch chiết vỏ lựu giàu polyphenol, có khả năng chống oxy hóa mạnh (IC50 = 3,2 µg/mL, gần tương đương vitamin C); dịch chiết nụ vối dùng trong tổng hợp AgNPs; bột hạt đu đủ để sản xuất than hoạt tính. Rutin sau đó được tạo phức với β-CD và HP-β-CD nhằm cải thiện độ tan và hoạt tính sinh học. Kết quả cho thấy việc sử dụng CD là hướng khả thi để nâng cao hiệu quả dược lý của rutin. Lớp phủ acrylic polyurethane (APU) chứa các hạt nano lai đã được chế tạo thành công bằng phương pháp phân tán siêu âm. Với hàm lượng tối ưu 2% khối lượng, các hạt nano lai phân tán đồng đều trong ma trận polymer, giúp tăng cường đáng kể tính chất cơ học (chịu va đập, chống mài mòn, độ bám dính). + Vật liệu có cấu trúc nano trên cơ sở GO và MXene: Điều kiện thích hợp oxi hóa kim loại Ni thành oxit NiO lên bề mặt PANi: phương pháp quét thế tuyến tính trong dung dịch NaOH 1M; khoảng thế oxi hóa 0 ÷ 0,8 V; tốc độ 50 mV/s trong 5 chu kỳ. Điện cực chế tạo được có khả năng phát hiện tốt MeOH với giới hạn phát hiện trong vùng tuyến tính 200 - 500 mM đối với điện cực PANi-CNTs/NiO và 20 - 100 mM đối với điện cực PANi-graphene/NiO. Đã tổng hợp thành công vật liệu MXene-Ti3C2 từ tiền chất MAX-Ti3AlC2 bằng phương pháp etching trong dung môi HF 40%, thời gian 36 giờ, 35oC. Vật liệu MXene tổng hợp có cấu trúc lớp 2D với khoảng cách lớp 10-20 nm, diện tích bề mặt riêng 103,1 m2/g và hàm lượng nguyên tố Al trong mẫu MXene (2,5% về khối lượng) giảm khoảng 91% so với mẫu MAXene (28,78% về khối lượng). Đã chế tạo thành công điện cực composite AC/MXene bằng phương pháp gạt tạo màng, với tỉ lệ 89,5/0,5/10 cho AC/MXene/PVA-GA. Vật liệu composite có diện tích bề mặt riêng 665,5 m²/g, góc tiếp xúc nước 88° ± 2, điện trở khối 15,4 mΩ•cm (độ dẫn 6493 S/m) và điện dung riêng 98,3 F/g. + Chế tạo thành công vật liệu nanocomposite trên cơ sở các biopolymer làm màng bảo vệ hoa quả sau thu hoạch: Công thức CS/phức rutin-CD cho hiệu quả bảo quản tốt nhất với lớp phủ đều, có độ dày 20–25 µm, hạn chế được thâm vỏ và duy trì chất lượng trong bảo quản bơ và xoài. + Chế tạo thành công vật liệu nanocomposite trên cơ sở các biopolymer ứng dụng trong xử lý môi trường: vật liệu composite Alg/GO/SLS dạng hạt xốp (kích thước ~3 mm, diện tích bề mặt 121 m2/g) xử lý kim loại nặng; vật liệu cao su tự nhiên ghép HEMA ở cấu trúc nano hấp phụ Fe3+; hệ ZnO-Ag/Alg trong xử lý vi sinh và kháng khuẩn; composite Alg/CMC/SLS xử lý thuốc nhuộm; hệ xúc tác quang Z-scheme TiO2/CuInS2/OCN tích hợp CQD và ZnO–TiO2/OCN pha tạp oxy xử lý chất màu hữu cơ. - Về ứng dụng: Các vật liệu nano đã chế tạo khi được tích hợp vào các lớp phủ chức năng, lớp phủ tự làm sạch, chống bám bẩm, lớp phủ bảo quản hoa quả hay vật liệu xúc tác, hấp phụ xử lý môi trường đều thể hiện tiềm năng ứng dụng rất lớn. + Các hạt nano Ag, nano Ag lai với một số nano oxit vô cơ được phân tán vào lớp phủ acrylic polyurethane (APU) giúp cho lớp phủ thể hiện hiệu quả kháng khuẩn mạnh mẽ đối với E. coli, đồng thời có khả năng tự làm sạch dưới chiếu xạ UV, loại bỏ methylene blue và chất bẩn nhân tạo với hiệu suất trên 65%. Các kết quả này chứng minh tiềm năng ứng dụng của vật liệu phủ nanocomposite trong lĩnh vực kháng khuẩn và chống bám bẩn. + Điện cực composite AC/MXene được chế tạo bằng phương pháp gạt tạo màng cho thấy tiềm năng ứng dụng trong khử muối và xử lý nước mặn với khả năng hấp phụ muối đạt 12,3–12,84 mg/g. + Màng nanocomposite trên cơ sở các biopolymer CS/phức rutin-CD giúp bảo quản duy trì chất lượng bơ đến 8 ngày (tăng 50% thời gian bảo quản so với mẫu đối chứng) và xoài đến 15 ngày (tăng 66,7 % thời gian bảo quản so với mẫu đối chứng). + Một số nanocomposite trên cơ sở các biopolymer như composite Alg/GO/SLS dạng hạt xốp cho hiệu quả hấp phụ cao với Cu2+ (130 mg/g) và Ni2+ (79 mg/g); vật liệu cao su tự nhiên ghép HEMA ở cấu trúc nano cũng chứng minh khả năng hấp phụ Fe3+ tốt, tái sử dụng bền qua 5 chu kỳ, đồng thời an toàn sinh học; hệ ZnO-Ag/Alg thể hiện hoạt tính mạnh đối với E. coli và S. aureus (vòng vô khuẩn 26–30 mm), trong khi nanocomposite AC/Fe3O4/AgNPs từ hạt đu đủ vừa có độ nhạy phát hiện ascorbic acid (LOD 0,056 µM), vừa ổn định, tái sử dụng tốt; composite Alg/CMC/SLS hấp phụ methylen blue với dung lượng 289 mg/g, tái sử dụng hiệu quả; hệ xúc tác quang Z-scheme TiO2/CuInS2/OCN tích hợp CQD nâng hiệu suất phân hủy RY145 lên 98,2%, bền sau hơn 5 chu kỳ; ZnO–TiO2/OCN pha tạp oxy được chứng minh có cấu trúc điện tử cải tiến, tăng hấp thụ ánh sáng khả kiến, giảm tái kết hợp điện tích. |
| Những đóng góp mới | + Đã được tổng hợp thành công nano Ag, một số nano oxit vô cơ, nano lai sử dụng chất khử là dịch chiết từ thực vật thân thiện môi trường. Các vật liệu nano có kích thước hạt ≤ 50 nm, độ ổn định cao, khả năng diệt khuẩn vượt trội. + Đã nghiên cứu chiết tách thành công các nguyên liệu có giá trị kinh tế cao từ phụ phẩm nông nghiệp như: rutin, dịch chiết vỏ lựu giàu polyphenol, dịch chiết nụ vối dùng trong tổng hợp nano bạc; than hoạt tính từ bột hạt đu đủ. + Chế tạo thành công vật liệu có cấu trúc nano trên cơ sở GO và MXens bằng phương pháp điện hóa, etching. Từ đó chế tạo thành công điện cực composite AC/MXene ứng dụng trong khử muối và xử lý nước mặn. + Nghiên cứu chế tạo thành công màng phủ bảo quản quả sau thu hoạch từ polymer thiên nhiên có khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn cao. + Nghiên cứu chế tạo thành công một số vật liệu nanocomposite trên cơ sở polymer thiên nhiên kết hợp với một số nano oxit kim loại để xử lý nước ô nhiễm. *** Sản phẩm cụ thể giao nộp: - Các bài báo đã công bố: 15 bài báo đã đăng trên các tạp chí Quốc tế SCIE có chỉ số IF ≥ 2; 01 bài báo đã được chấp nhận đăng trên tạp chí Quốc tế SCIE; 01 bài báo đã được đăng trên tạp chí Quốc gia; 01 bài báo được chấp nhận đăng trên tạp chí Quốc gia; 02 báo cáo trên Hội nghị khoa học Quốc tế; 01 báo cáo trên Hội nghị khoa học Quốc gia. Danh mục cụ thể như sau: Bài báo trên các tạp chí khoa học quốc tế SCIE có chỉ số IF ≥ 2 [1] ZnO- Ag Hybrid Nanoparticles Used in the Antimicrobial Solvent-Based Coatings: Antibacterial Studies in the Darkness and Under Visible-Light Irradiation, Vy Do Truc, Thien Vuong Nguyen,* Tien Viet Vu, Tuan Anh Nguyen,* Thanh Dung Ngo, The Tam Le, Trong Lu Le, Lan Thi Pham, and Lam Dai Tran*, ChemistrySelect 2023, 8, e202204966 (1 of 10), doi.org/10.1002/slct.202204966. SCIE, IF = 2,23 (2022). [2] Photocurable acrylate epoxy/ZnO–Ag nanocomposite coating: fabrication, mechanical and antibacterial properties, Thien Vuong Nguyen,* Truc Vy Do, Thanh Dung Ngo, Tuan Anh Nguyen, Le Trong Lu, Quoc Trung Vu, Lan Pham Thia and Dai Lam Tran*, RSC Adv., 2022, 12, 23346–23355, DOI: 10.1039/d2ra03546d. SCIE, IF = 4,08 (2022). [3] PANI CNTs Microstructure with Interconnected NiO–NiOOH Particles as Selective Sensing Interface for Methanol Electrochemical Sensor; Thom Thi Nguyen, Nam Thi Pham, Dien Thi Nguyen, Phuc Xuan Nguyen, Kim Ngan Thi Nguyen, Thu Trang Thi Nguyen, Viet Van Pham, Thanh Nguyen Le Huynh, Hoang Thai Nguyen, Anh Tuan Nguyen, Bang Nghia Duong, Hai Viet Le, Lam Dai Tran, Journal of Cluster Science 34(4):1-9, https://doi.org/10.1007/s10876-022-02297-4. SCIE, IF= 3,8 (2022). [4] A Self Cleaning UV Cured Organic Coating with ZnO–Ag Hybrid Nanoparticles, Thien Vuong Nguyen, Vy Do Truc, Tuan Anh Nguyen, Thi Lan Pham, Dai Lam Tran, Journal of Cluster Science 34(6):1-14, https://doi.org/10.1007/s10876-023-02448-1 SCIE, IF = 3,4 (2023). [5] Stable biogenic silver nanoparticles from Syzygium nervosum bud extract for enhanced catalytic, antibacterial and antifungal properties, Thi Lan Pham, Van Dat Doan, Quang Le Dang, Tuan Anh Nguyen, Thi Lan Huong Nguyen, Thi Dieu Thuy Tran, Thi Phuong Lan Nguyen, Thi Kieu Anh Vo, Trung Huy Nguyen and Dai Lam Tran*, RSC Adv., 2023, 13, 20994–21007, DOI: 10.1039/d3ra02754f. SCIE, IF = 3,95 (2023). [6] Zerumbone delivery to tumor cells via pH-sensitive polymeric micelles; Nguyen Thanh Duong, Tran Dinh Thiet, Tran Thi Phuong Anh, Pham Thi Lan, Nguyen Tuan Anh, Tran Dai Lam*, Colloid and Polymer Science (2024) 302:237–251, https://doi.org/10.1007/s00396-023-05191-1 SCIE, IF = 2,2 (2023). [7] Self cleaning and antibacterial polyurethane coatings with ZrO2 Ag hybrid nanoparticles; Thien Vuong Nguyen, Vy Do Truc, Lan Pham Thi, Tuan Anh Nguyen, Dai Lam Tran*, Colloid and Polymer Science 302(2):1-12, https://doi.org/10.1007/s00396-023-05193-z SCIE, IF = 2,2 (2023). [8] Biocompatible membrane from the natural rubber grafted (2 hydroxyethyl methacrylate) and its metal removal application; Thu Ha Nguyen, Thi Lan Pham, Anh Quan Cao, Tuan Anh Nguyen, Xuan Minh Vu, Thi My Hanh Le, Van Thuan Le, Seiichi Kawahara, Dai Lam Tran*, Macromolecular Research, 32(5), 313–324, (2024), https://doi.org/10.1007/s13233-023-00232-8 SCIE, IF = 2,8 (2023). [9] Ternary heterogeneous Z-scheme photocatalyst TiO2/CuInS2/OCN incorporated with carbon quantum dots (CQDs) for enhanced photocatalytic degradation efficiency of reactive yellow 145 dye in water; Manh B. Nguyen,‡ Pham Thi Lan, Nguyen Tuan Anh, Nguyen Ngoc Tung, Shaoliang Guan, Valeska P. Ting, T.-Thanh-Bao Nguyen, Huan V. Doan, Mai Thanh Tung and Tran Dai Lam*, RSC Adv., 2023, 13, 35339, DOI: 10.1039/d3ra07546j SCIE, IF = 3,95 (2023). [10] Fabrication and characterization of a NiO–ZnO/PANI-CNTs composite for sensing of methanol in an aqueous environment; Pham Thi Nam, Nguyen Thi Thom, Vo Thi Kieu Anh, Huynh Le Thanh Nguyen, Nguyen Thi Thu Trang, Nguyen Thai Hoang, Nguyen Van-Anh, Nguyen Tuan Anh, Le Viet Hai* and Tran Dai Lam*, RSC Adv., 2023, 13, 36060, DOI: 10.1039/d3ra06850a SCIE, IF = 3,95 (2023). [11] Study on the production of edible coatings based on chitosan and inclusion complex of rutin with hydroxypropyl-β-cyclodextrin for avocado preservation; Thi Lan Pham, Van Cuong Bui, Hai Khoa Le, Thi My Hanh Le, Xuan Minh Vu, Tuan Anh Nguyen, Thi Thu Hoai Pham, Thanh Tung Mai, T. A. Savitskaya, Dai Lam Tran*, Journal of Coatings Technology and Research 21(10), https://doi.org/10.1007/s11998-024-00919-2 SCIE, IF = 2,3 (2023). [12] Activated Carbon/Fe3O4/AgNPs Nanocomposites: In situ Synthesis from Papaya Seeds and Application for Ascorbic acid Detection; Van Dat Doan, Thi Lan Pham, Tuan Anh Nguyen, Van Cuong Bui, Xuan Minh Vu, Thi Lan Huong Nguyen, Thi My Hanh Le, Hai Khoa Le, Thanh Tung Mai, Dai Lam Tran*, Journal of Cluster Science (2024) 35:1329–1343, https://doi.org/10.1007/s10876-024-02589-x SCIE, IF = 2,7 (2023). [13] Antioxidant activity of an inclusion complex between rutin and β-cyclodextrin: experimental and quantum chemical studies; Thi Lan Pham*, Thi Thu Ha Nguyen, Tuan Anh Nguyen, Irina Le-Deygen, Thi My Hanh Le, Xuan Minh Vu, Hai Khoa Le, Cuong Bui Van, T. R. Usacheva, Thanh Tung Mai and Dai Lam Tran*, RSC Adv., 2024, 14, 18330, DOI: 10.1039/d4ra02307b SCIE, IF = 4,73 (2024). [14] Robust interaction of ZnO and TiO2 nanoparticles with layered graphitic carbon nitride for enhanced photocatalytic oxidative desulfurization of fuel oil: mechanism, performance and stability; Manh B. Nguyen*, Pham Thi Lan, Xuan Nui Pham, Thi Hai Yen Pham, Nguyen Ngoc Ha, Nguyen Thi Thu Ha, T.-Thanh-Bao Nguyen, Huan V. Doan, Nguyen Tuan Anh and Tran Dai Lam*, RSC Adv., 2024, 14, 25586, DOI: 10.1039/d4ra04357j SCIE, IF = 4,73 (2024). [15] Producing an antibacterial acrylic polyurethane coating with acylated mimosa tannins. Tuan Anh Nguyen, Thu Ha Hoang, Truc Vy Do, Thien Vuong Nguyen*, Thi My Hanh Trinh, Minh Nguyet Ha, Khanh Linh Duong, Le Trong Lu, Raa Khimi Shuib and Dai Lam Tran*, Pure Appl. Chem. 2024; 96(8): 1193–1202, https://doi.org/10.1515/pac-2024-0018. SCIE, IF = 2,0 (2024). Bài báo trên các tạp chí khoa học quốc gia [16] Fabrication of edible chitosan/pomegranate peel extract coating for mango preservation; Thi Xuyen Nguyen, Van Cuong Bui, Thi Kim Chinh Tran, Thi Lam Nguyen, Xuan Minh Vu, Thi My Hanh Le, Trieu Huy Le, Irina Le-Deygen, Hoang Trang Nguyen, Thi Minh Nguyet Hoang, Tuan Anh Nguyen, Thi Lan Pham*, Polymer Science, Series A, 2025. SCIE, IF = 1,1 (Chấp nhận đăng). [17] Nghiên cứu tạo dịch chiết mang hoạt tính chống oxi hóa từ vỏ quả lựu; Nguyễn Thị Xuyên, Phạm Hà Vinh Khánh, Lê Triệu Huy, Bùi Thị Thu Trang, Nguyễn Tuấn Anh, Trần Văn Dũng, Phạm Thị Lan*, Tạp chí Công thương, 24, 342-347. [18] Nghiên cứu chế tạo nanocomposite ZnO-Ag/alginate ứng dụng làm vật liệu kháng khuẩn, Vũ Xuân Minh, Bùi Văn Cường, Nguyễn Thị Lam, Trần Thị Kim Chính, Phan Thị Minh Huyền, Nguyễn Trần Hà Anh, Nguyễn Tuấn Anh, Lê Thị Mỹ Hạnh, Phạm Thị Lan, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Trường ĐH Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp, 2025 (Chấp nhận đăng). Báo cáo Hội nghị khoa học [19] CeO2-Ag hybrid nanoparticles for photocatalytic remedication of wastewater; Vy Do Truc, Thien Vuong Nguyen, Thi Mat Le, Tuan Anh Nguyen, Thi Lan Pham, Dai Lam Tran*, Visnevskii K.V., Petrogas Chemistry 2024, VII International Scientific and Technical Forum on Chemical Technologies and Oil and Gas Processing, November 13-15, 2025, Minsk, the Republic of Belarus, p.184. [20] Synthesis of ZnO/Ag/Alginate nanocomposite and evaluation of its antibacterial activity. Pham Thi Lan, Vu Xuan Minh, Bui Van Cuong, Nguyen Thi Lam, Tran Thi Kim Chinh, Le Thi My Hanh, Tran Dai Lam. “Complex Compounds and Aspects of Their Application,” September 17, 2025, Tajik National University, Dushanbe, Tajikistan. [21] Công nghệ nano trong bảo quản nông sản và bảo vệ thực vật: một số kết quả nổi bật của Viện Khoa học vật liệu, GS.TS. Trần Đại Lâm, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học toàn quốc năm 2025: Công nghệ bảo quản, chế biến nông lâm thủy sản và cơ giới hóa nông nghiệp, trang 67-102. - Các sản phẩm cụ thể + 100,5 g Vật liệu nano lai ZnO-Ag có kích thước hạt trung bình 32,9 nm; diện tích bề mặt riêng 54,4 m2/g. + 101,6 g Vật liệu nano lai TiO2-Ag có kích thước hạt trung bình 38,8 nm; diện tích bề mặt riêng 66,2 m2/g. + 100 g Vật liệu nano lai ZrO2-Ag có kích thước hạt trung bình 30,0 nm; diện tích bề mặt riêng 20,5 m2/g. + 100,8 g Vật liệu nano lai CeO2-Ag có kích thước hạt trung bình 51,7 nm; diện tích bề mặt riêng 27,87 m2/g. + 100 g Vật liệu nano trên cơ sở GO có cấu trúc lớp; khoảng cách lớp ~ 10 ÷ 20 nm; diện tích bề mặt riêng 380,6 m2/g. + 100 g Vật liệu nano trên cơ sở MXens có cấu trúc lớp 2D; khoảng cách lớp ~ 10 ÷ 20 nm; diện tích bề mặt riêng 103,1 m2/g. + 5 lít Hỗn hợp lỏng tạo màng bảo quản quả; thành phần CS/[Rut-HP-β-CD], hoạt tính kháng khuẩn với chủng E.coli ~ 100%; thời gian ổn định ≥ 4 tháng (thế zeta của hỗn hợp có giá trị ổn định sau 4 tháng); thời gian bảo quản xoài tăng 66,67 % và bơ tăng 60% so với mẫu đối chứng. - Các sản phẩm khác: đào tạo 01 học viên cao học (đã bảo vệ luận văn thạc sỹ) và hỗ trợ đào tạo 01 tiến sĩ (01 NCS thực hiện LATS theo nội dung của Nhiệm vụ). |