Sáng kiến kinh nghiệm: Hạt vàng và các ứng dụng

Hạt vàng và các ứng dụng<br /> <br /> SƠ LƢỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC<br /> <br /> <br /> I – THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN:<br /> 1. Họ và tên : Đoàn Thị Thúy Liễu<br /> 2. Ngày tháng năm sinh: 21- 06 - 1960<br /> 3. Nam , nữ : nữ<br /> 4. Địa chỉ : G3 - KP3 - Tam hòa – Biên hòa<br /> 5. Điện thoại : 0613 894306 – ĐTDĐ : 0907663370<br /> 6. E- mail : thuylieu@gmail.com<br /> 7. Chức vụ : Tổ trưởng chuyên môn .<br /> 8. Đơn vị công tác : Trường THPT Trấn Biên .<br /> II – TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO :<br /> - Học vị ( hoặc trình độ chuyên môn nghiệp vụ) cao nhất : Cử nhân.<br /> - Năm nhận bằng : 1984<br /> - Chuyên ngành đào tạo : Sư phạm hóa học.<br /> III – KINH NGHIỆM KHOA HỌC :<br /> - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm : Giảng dạy môn hóa học<br /> - Số năm có kinh nghiệm : 29<br /> - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây :<br /> CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ<br /> GIÁO DỤC MÔI TRƢỜNG THÔNG QUA MÔN HÓA HỌC LỚP 11<br /> GIÁO DỤC MÔI TRƢỜNG THÔNG QUA MÔN HÓA HỌC LỚP 12<br /> CÁC HÓA CHẤT ĐỘC HẠI CÓ TRONG THỰC PHẨM<br /> TIM HIỂU CÁC NGUYÊN TỐ Al – Ag - Au<br /> <br /> GV Đoàn Thị Thúy Liễu - Trường THPT Trấn Biên<br /> <br /> 1<br /> <br /> Hạt vàng và các ứng dụng<br /> <br /> I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI :<br /> Công nghệ nano đang có những bước phát triển mạnh mẽ trong những năm gần<br /> đây.Các nghiên cứu và phát minh trong lĩnh vực này ngày càng được ứng dụng nhiều<br /> hơn trong cuộc sống.Trong công nghệ sinh học, các vật liệu với kích thước nano<br /> đang là một hướng nghiên cứu mới chiếm nhiều sự quan tâm của các nhà khoa<br /> học.Vật liệu nano có khả năng ứng dụng trong sinh học vì kích thước của nano so<br /> sánh được với kích thước của tế bào (10-100 nm), virus (20-450 nm), protein (5-50<br /> nm), gen (2 nm rộng và 10-100 nm chiều dài).Với kích thước nhỏ bé, cộng với việc<br /> “ngụy trang” giống như các thực thể sinh học khác và có thể thâm nhập vào các tế<br /> bào hoặc virus các phần tử nano thực sự đang là một “vũ khí” mới của các nhà khoa<br /> học.<br /> Trong tài liệu này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về các hạt nano vàng và các ứng<br /> dụng hiện nay.<br /> II – THỰC TRẠNG TRƢỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ<br /> TÀI :<br /> 1Thuận lợi :<br /> - Môn Hóa học là môn khoa học thực nghiệm có liên quan mật thiết đến đời sống và<br /> môi trường tự nhiên cũng như nhân tạo của con người. Đặc biệt qua môn Hóa học,<br /> các em được học những quá trình hóa học rõ ràng, từ đó thấy được hóa học ảnh<br /> hưởng như thế nào đối với đời sống con người cũng như môi trường xung quanh. Vì<br /> thế trong quá trình dạy học Hóa học có rất nhiều cơ hội lồng ghép nội dung của<br /> chuyên đề này vào bài giảng.<br /> - Bộ môn Hoá là một trong những bộ môn có liên quan mật thiết đối với con người.<br /> Do đó, cho học sinh hiểu biết thêm về các nghuyên tố hóa học là việc làm thiết thực<br /> nhất của m i giáo viên hoá học vì sự phát triển bền vững của toàn cầu và m i quốc<br /> gia. Trên tinh thần đó, tài liệu này được biên soạn với mục đích trang bị những kiến<br /> thức cơ bản về nguyên tố vàng thường gặp. Trong quá trình biên soạn, tôi có sử<br /> dụng tư liệu trong danh mục các tài liệu tham khảo ở cuối sách<br /> 2Khó khăn :<br /> - Thời gian dành cho môn hoá học không nhiều, thời lượng của 1 tiết học rất ngắn có<br /> 45 phút. - Một số trường xin giờ ngoại khóa khó vì còn có nhiều hoạt động khác nhau<br /> - Tài liệu tham khảo một số nơi tìm kiếm khó khăn.<br /> - Sách giáo khoa chưa đề cập nhiều<br /> - Phương tiện h trợ: máy chiếu đa năng, máy chiếu phim, vi tính nối mạng...<br /> - Trình độ khả năng của một số giáo viên còn hạn chế.<br /> <br /> GV Đoàn Thị Thúy Liễu - Trường THPT Trấn Biên<br /> <br /> 2<br /> <br /> Hạt vàng và các ứng dụng<br /> <br /> III- NỘI DUNG ĐỀ TÀI:<br /> 1Cơ sở lý luận :<br /> - Trang bị một ý thức trách nhiệm sâu sắc đối với sự phát triển bền vững của Trái<br /> đất.<br /> - Có ý thức thường xuyên và luôn nhạy cảm với một khía cạnh của môi trường và<br /> những vấn đề có liên quan.<br /> - Thu thập được những kiến thức cơ bản về các nguyên tố kim loại , quan hệ giữa con<br /> người và phát triển kinh tế, sự phụ thuộc lẫn nhau trong mối quan hệ đó.<br /> - Có ý thức về tầm quan trọng của môi trường với sức khỏe con người, chất lượng<br /> cuộc sống, phát triển thái độ tích cực với môi trường.<br /> - Nano là một lĩnh vực còn rất mới, mặc dù thế giới đã có nhiều nghiên cứu sản xuất<br /> công nghệ này. Công nghệ nano ngày càng tỏ ra chiếm ưu thế trong công nghiệp lẫn<br /> trong đời sống.<br /> - Vật thể kích thước nano có những tính chất đặc biệt khiến cho chúng ta khó có thể<br /> tin đó là sự thật. Ví dụ như vàng, một kim loại được xem là trơ nhất trong tất cả các<br /> kim loại nhưng ở kích cỡ nano vàng có những tính chất mà chúng ta không thể nào<br /> nghĩ đến được. Đặc biệt là khi phân bố đều trên các oxit kim loại. Vấn đề này đã thu<br /> hút nhiều sự chú ý của các nhà khoa học nghiên cứu, giải thích và tìm cách tạo ra các<br /> loại vật liệu kích cỡ này.<br /> Khi đạt đến kích cỡ nano, các kim loại chuyển tiếp có khả năng hoạt động rất<br /> mạnh. Những hoạt tính ở kích cỡ thông thường kim loại không thể hiện, nhưng khả<br /> năng diệt khuẩn, khả năng xúc tác cho nhiều phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc<br /> ở nhiệt độ âm, và quan trọng nữa là tính dẫn thuốc thông minh trong y học, hơn nữa<br /> nó có tính tự phát quang khi chiếu tia sáng vào, mà không cần đến chất phát quang<br /> gây độc tới các tế bào như một số hóa chất sử dụng để tạo phát huỳnh quang trong<br /> công nghệ sinh học v.v…Lợi dụng các tính chất này, rất nhiều nano của kim loại ứng<br /> dụng vào thực tế cuộc sống và trong công nghiệp.<br /> Hạt nano kim loại mang đặc tính gắn kết, một khi được gắn với kháng nguyên<br /> hoặc kháng thể (thông thường là kháng thể đơn dòng), được lắp ráp trong các loại<br /> hình dụng cụ chẩn đoán, có thể sử dụng như là một loại công cụ phát hiện nhanh tác<br /> nhân gây bệnh. Kháng nguyên hoặc kháng thể là các phân tử protein có nhiều gốc<br /> liên kết và mang điện tích, nên chúng có khả năng kết hợp với hạt nano (ví dụ: hạt<br /> vàng, được sử dụng nhiều nhất); đồng thời kháng nguyên và kháng thể đặc hiệu còn<br /> có khả năng kết hợp với nhau bằng liên kết miễn dịch học. Do vậy, khi sử dụng làm<br /> công cụ chẩn đoán, hạt nano vàng sẽ giúp chúng ta trong chỉ thị phát hiện theo<br /> nguyên lý miễn dịch học, xảy ra nhanh, dễ làm, kết quả chính xác.<br /> 2Nội dung biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài:<br /> - Đưa các kiến thức trong chuyên đề vào các bài giảng cụ thể.<br /> - Cho học sinh tiếp cận với những vai trò quan trọng của kim loại vàng đối với sự<br /> phát triển kinh tế.<br /> - Luôn chú ý hành động, thái độ đúng đắn và tinh thần trách nhiệm cao với việc bảo<br /> vệ tài nguyên môi trường.<br /> -Giáo dục, nâng cao trình độ hiểu biết trong học sinh .<br /> GV Đoàn Thị Thúy Liễu - Trường THPT Trấn Biên<br /> <br /> 3<br /> <br /> Hạt vàng và các ứng dụng<br /> <br /> Mục lục<br /> Chƣơng 1: Tổng quan về hạt vàng ..................................................................... 5<br /> 1.1. Giới thiệu về hạt vàng ............................................................................... 5<br /> 1.2. Các tính chất của hạt nano vàng ................................................................ 6<br /> 1.2.1. Tính chất quang học ............................................................................. 6<br /> 1.2.2. Tính chất điện ....................................................................................... 7<br /> 1.2.3. Tính chất từ .......................................................................................... 7<br /> 1.2.4. Tính chất nhiệt ...................................................................................... 7<br /> 1.2.5. Tính chất xúc tác vàng trên chất mang .................................................. 8<br /> 1.3. Công nghệ sản xuất hạt nano vàng, nhụ vàng ............................................. 9<br /> 1.3.1. Lịch sử ................................................................................................. 9<br /> 1.3.2. Các phương pháp chế tạo hạt nano vàng ............................................... 8<br /> 1.3.3. Phương pháp khử hoá học ................................................................... 9<br /> 1.3.4. Phương pháp từ thực vật .....................................................................10<br /> 1.4. Các hướng ứng dụng gần đây ....................................................................11<br /> 1.4.1. Khám phá mới về sự diệt tế bào bằng hiệu ứng quang nhiệt ...............11<br /> 1.4.2. Xúc tác quang hóa khả kiến nhờ các hạt nano vàng. ...........................13<br /> 1.4.3. Phát hiện ung thư qua hơi thở .............................................................14<br /> Chương 2: Ứng dụng của hạt vàng ....................................................................16<br /> 2.1. Sử dụng các hạt nano vàng để loại bỏ thủy ngân ra khỏi nước .............16<br /> 2.2. Chẩn đoán ung thư vú bằng que thử… ..................................................17<br /> 2.3. Ứng dụng của các hạt nano vàng trong công nghiệp hóa chất ...............18<br /> 2.4. Ứng dụng trong xử lí môi trường ...........................................................19<br /> 2.5. Ứng dụng trong xử lí nước ...................................................................19<br /> 2.6. Nâng cao hiệu suất pin mặt trời bằng các hạt nano vàng ........................20<br /> 2.7. Phương pháp mới chẩn đoán ung thư gan ..............................................21<br /> 2.8. Nano vàng và ứng dụng thực tiễn ..........................................................21<br /> 2.9.Triễn vọng tương lai ................................................................................23<br /> Kết luận ....................................................................................................24<br /> Tài liệu tham khảo ................................................................................................25<br /> <br /> GV Đoàn Thị Thúy Liễu - Trường THPT Trấn Biên<br /> <br /> 4<br /> <br /> Hạt vàng và các ứng dụng<br /> <br /> 1.1. Giới thiệu về hạt vàng<br /> Vàng là tên nguyên tố hoá học có kí hiệu Au và số nguyên tử 79 trong bảng tuần<br /> hoàn. Là kim loại chuyển tiếp (hoá trị 3 và 1) mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, màu vàng<br /> và chiếu sáng khi thành khối, nhưng có thể có màu đen, hồng ngọc hay tía khi được<br /> cắt nhuyễn.Vàng không phản ứng với hầu hết các hoá chất nhưng lại chịu tác dụng<br /> của nước cường toan (aqua regia) để tạo thành axit cloroauric cũng như chịu tác động<br /> của dung dịch xyanua của các kim loại kiềm. Kim loại này có ở dạng quặng hoặc hạt<br /> trong đá và trong các mỏ bồi tích và là một trong số kim loại đúc tiền, có giá trị vô<br /> cùng to lớn trong cuộc sống của con người từ xưa tới nay.<br /> Thời Trung Cổ, vàng thường được xem là chất có lợi cho sức khoẻ, với niềm tin<br /> rằng một thứ hiếm và đẹp phải là thứ tốt cho sức khoẻ. Thậm chí một số người theo<br /> chủ nghĩa bí truyền và một số hình thức y tế thay thế khác coi kim loại vàng có sức<br /> mạnh với sức khoẻ. Một số loại muối của vàng thực sự có tính chất chống viêm và<br /> đang được sử dụng trong y tế để điều trị chứng viêm khớp và các loại bệnh tương tự<br /> khác.Tuy nhiên, chỉ các muối và đồng vị của vàng mới có giá trị y tế, khi là nguyên<br /> tố (kim loại) vàng trơ với mọi hoá chất nó gặp trong cơ thể. Ở thời hiện đại, tiêm<br /> vàng đã được chứng minh là giúp làm giảm đau và sưng do thấp khớp và lao.<br /> Ngày nay, nhờ vào tiến bộ trong lĩnh vực khoa học Nano (Nanoscience),<br /> người ta có thể xác định thêm nhiều đặc tính khác của kim loại này. Khi khoa học<br /> công nghệ phát triển và nhu cầu sử dụng trong các ứng dụng sinh - y học, thì hạt<br /> vàng có thêm ứng dụng mới trong thực tiễn dưới dạng đặc biệt đó là đó là: hạt Nano<br /> vàng (Hình 1).<br /> <br /> Hình 1: Hạt nano vàng (Au) với 2 liên kết điện tích bề mặt và dạng sản xuất tiêu thụ<br /> trên thế giới<br /> (Nguồn: http://www.devicelink.com/ivdt/archive/00/03/004.html )<br /> GV Đoàn Thị Thúy Liễu - Trường THPT Trấn Biên<br /> <br /> 5<br /> <br />