Tên tiếng Việt: Điều chế vật liệu nano silica cấu trúc mao quản bằng phương pháp Stöber cải tiến

Tên tiếng Anh: Preparation of mesoporous silica nanoparticles by the modified Stöber method

Lĩnh vực: Nghiên cứu – Kỹ thuật

Từ khóa: Stöber method; tetraethyl orthosilicate; cetyltrimethylammonium bromide; mesoporous silica nanoparticles; điều chế; cấu trúc mao quản

Tóm tắt tiếng Việt:

Vật liệu nano silica cấu trúc mao quản (MSNs) là một bước đổi mới trong ngành khoa học vật liệu tạo các hệ phân phối thuốc kích thước nano. MSNs có kích thước hàng nanomet cho đặc tính nhẹ, bền và hoạt hóa hơn. Silica ổn định về cấu trúc và có khả năng tương thích sinh học cao. Ngoài ra, silica là chất thân thiện với môi trường sinh học, do đó chúng có thể đóng vai trò như một phương thức đa chức năng: vừa phát hiện và vừa mang hoạt chất làm thuốc trị bệnh. Hiện nay, nano silica được sử dụng khá phổ biến trong lĩnh vực dược mỹ phẩm.

Do vậy, nghiên cứu này tập trung vào việc tổng hợp giá mang nano silica cấu trúc mao quản bằng phương pháp Stöber cải tiến. Trong đó, tetraethyl orthosilicat (TEOS) được sử dụng làm tiền chất silica và cetyltrimethylammonium bromid (CTAB) làm tác nhân định hướng cấu trúc. Một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu được nghiên cứu như tỷ lệ mol của CTAB/TEOS, ethanol/nước, nhiệt độ và thời gian phản ứng. Các tiểu phân nano silica được đánh giá thông qua hình thái học chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ khí N₂, thế zeta và tán xạ ánh sáng động (DLS).

Nguyên liệu

n-Cetyltrimetylammonium bromid (CTAB), tetraethyl orthosilicat (TEOS), NaOH, ethanol tuyệt đối (EtOH), nước cất 2 lần. Các dung môi, hóa chất đạt tiêu chuẩn phân tích và tiêu chuẩn cơ sở.

Phương pháp nghiên cứu

+ Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình tổng hợp hệ nano silica  bằng phương pháp Stöber cải tiến.

+ Khảo sát cấu trúc tiểu phân trên cơ sở phân tích hình thái học, tính chất bề mặt, kích thước trung bình, cấu trúc mao quản.

Kết luận

Đã tổng hợp được tiểu phân MSNs với kích thước đồng nhất (281,1 ± 1,960 nm, PdI: 0,265 0,017), kích thước mao quản khoảng 3,864 nm, diện tích bề mặt và thể tích mao quản tương ứng khoảng 253,512 (m²/g, BET) và 0,245 (cm³/g). Kết quả cho thấy tỉ lệ tiền chất silica, tỉ lệ dung môi hữu cơ và nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng đến sự hình thành tiểu phân nano silica.

Tóm tắt tiếng Anh

In view mesoporous silica nanoparticles (MSNs) have become the innovation in material science to develop nanotechnology-based delivery systems, silica carriers were synthesized by the modified Stöber method with tetraethyl orthosilicate (TEOS) as the precursor of silica, and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as the pore generating agent. Some influencing factors on the properties of the synthesed products such as the molar ratio of CTAB/TEOS, ethanol/water, temperature, and reaction time were investigated. The silica particles were characterized by scan electron microscopy (SEM), N₂ adsorption–desorption isotherms, zeta-potential and dynamic light scattering (DLS). The obtained MSNs were of moderate size and desired homogenity (281.1 ± 1.960 nm, PdI: 0.265 ± 0.017), capillary size of ca. 3.864 nm, the surface area and capillary volume ca. 253.512 (m²/g) and 0.245 (cm³/g), respectively. Also, the specific surface area and porosity of the silica particles were strongly affected by addition of CTAB and the amount of water.