Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hoá học: Nghiên cứu chế tạo nano silica từ tro vỏ trấu và vật liệu lai nano silica/chitosan ứng dụng làm chất kháng nấm bệnh thực vật

Mục tiêu của luận án là điều chế một loại vật liệu lai có hoạt tính kháng bệnh hại thực vật cộng hợp tính chất của cả hai vật liệu vô cơ nano SiO2 và hữu cơ chitosan KLPT thấp (OC). Hiệu ứng kháng và tạo kích kháng đối với một số vi sinh vật gây bệnh trong luận án này được thực hiện trên các cây trồng như lúa, thanh long và cao su là những loại nông sản chủ lực, có giá trị kinh tế cao tại Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hoá học: Nghiên cứu chế tạo nano silica từ tro vỏ trấu và vật liệu lai nano silica/chitosan ứng dụng làm chất kháng nấm bệnh thực vật BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------------------------------- LÊ NGHIÊM ANH TUẤN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO NANOSILICA TỪ TRO VỎ TRẤU VÀ VẬT LIỆU LAI NANOSILICA/CHITOSAN ỨNG DỤNG LÀM CHẤT KHÁNG NẤM BỆNH THỰC VẬT Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số : 9.44.01.13 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC TP.HCM – 2021 Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học 1: TS. Bùi Duy Du Người hướng dẫn khoa học 2: GS.TS. Nguyễn Quốc Hiến Phản biện 1: …………………….…… Phản biện 2: …………………………. Phản biện 3: …………………………. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm 202…. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Ngày nay, việc nghiên cứu sử dụng chất thải trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, chế biến thủy hải sản, … thành các vật liệu mới ứng dụng trong đời sống nhằm tiết kiệm nguồn tài nguyên hữu hạn của nhân loại là cần thiết. Nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản là những ngành sản xuất có vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam. Phế thải của các ngành này như tro vỏ trấu có thể tổng hợp thành vật liệu silica và vỏ tôm điều chế thành vật liệu sinh học chitosan (CS) để ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Tùy vào phương pháp điều chế, vật liệu SiO2 từ tro vỏ trấu sẽ có kích thước khối hoặc nanomét. Hai vật liệu SiO2 ở kích thước nanomét và chitosan đều thể hiện hoạt tính kháng vi sinh vật. Tùy khối lượng phân tử (KLPT) của CS khi ứng dụng trên thực vật, chúng thể hiện khả năng kháng vi sinh vật hoặc kích thích tạo ra các enzyme chitinase, glucanase,… đề kháng lại bệnh. Vật liệu tổng hợp giữa nano SiO2 và oligochitosan (OC) có tiềm năng sử dụng làm chất kháng bệnh thực vật sinh học, ít độc hại để thay thế thuốc bảo vệ thực vật hóa học. Vì lý do trên, luận án lựa chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo nano silica từ tro vỏ trấu và vật liệu lai nano silica/chitosan ứng dụng làm chất kháng nấm bệnh thực vật”. Mục tiêu của luận án là điều chế một loại vật liệu lai có hoạt tính kháng bệnh hại thực vật cộng hợp tính chất của cả hai vật liệu vô cơ nano SiO2 và hữu cơ chitosan KLPT thấp (OC). Hiệu ứng kháng và tạo kích kháng đối với một số vi sinh vật gây bệnh trong luận án này được thực hiện trên các cây trồng như lúa, thanh long và cao su là những loại nông sản chủ lực, có giá trị kinh tế cao tại Việt Nam. Kết quả của luận án là cơ sở khoa học mở ra hướng tổng hợp vật liệu lai kháng vi sinh vật từ phế thải tro vỏ trấu, vỏ tôm làm chất kiểm soát bệnh cây trồng trong sản xuất nông nghiệp an toàn. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Tổng hợp vật liệu nano SiO2, vật liệu lai nano SiO2/OC từ tro vỏ trấu và CS; nghiên cứu hiệu ứng kiểm soát bệnh thực vật của chúng. Vật liệu mới nano SiO2/OC sử dụng với mục tiêu thay thế thuốc bảo vệ thực vật độc hại trong sản xuất nông nghiệp. 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án Nghiên cứu điều chế nano SiO2 từ tro vỏ trấu bằng phương pháp nhiệt phân tro, phương pháp tổng hợp và nhiệt phân gel SiO2/CS. Nghiên cứu điều chế OC có KLPT thấp từ 3.000 - 7.000 g.mol-1 từ CS bằng phương pháp xử lý H2O2 nồng độ thấp kết hợp với chiếu xạ dung dịch chitosan bằng tia -Co60. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu lai nano SiO2/OC bằng phương pháp phối trộn nano SiO2 với OC và phương pháp kết tủa nano SiO2 bằng phản ứng giữa Na2SiO3 với ion H+ trong dung dịch OC. Thử nghiệm in vivo hiệu lực kích kháng và ức chế bệnh thực vật của vật liệu nano SiO2/OC đối với bệnh đốm nâu trên cây thanh long, bệnh nấm hồng trên cây cao su, bệnh đạo ôn và bạc lá trên cây lúa. Bản luận án này bao gồm 99 trang (chưa bao gồm tài liệu tham khảo và phụ lục) với bố cục như sau: Mở đầu. Chương 1: Tổng quan. Chương 2: Thực nghiệm Chương 3: Kết quả và thảo luận. Kết luận và kiến nghị. Những đóng góp mới của luận án Danh mục các công trình đã công bố CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Cấu tạo, tính chất của nano SiO2, OC và vật liệu lai của chúng. Silica là một oxit của silic, công thức phân tử là SiO2, nó không 2 tồn tại dưới dạng phân tử riêng lẻ mà liên kết thành các phân tử rất lớn do phản ứng ngưng tụ giữa các nhóm silanol (Si-OH). Việc sử dụng silica vào các lĩnh vực khác nhau phụ thuộc vào độ tinh khiết, cấu trúc mạng tinh thể và vi cấu trúc của chúng. Theo các nghiên cứu, silica trong vỏ trấu có kích thước hạt từ 10 - 40 nm và được phân bố giữa các lớp tế bào thực vật xenlulo, hemixenlulo và lignin. Oligochitosan được điều chế bằng phương pháp cắt đứt liên kết β-1,4 glucozit trong cấu tạo của phân tử CS bằng các tác nhân như enzym, hóa học và bức xạ tạo thành CS có KLPT thấp. OC và CS đều có khả năng kháng vi sinh vật và tạo kháng thể cho cây trồng chống lại sự xâm nhập của nấm gây bệnh. Khả năng kháng vi sinh vật gây bệnh của CS tăng theo chiều tăng của KLPT, khả năng tạo kháng thể thực vật tăng theo chiều giảm của KLPT. Các OC với KLPT < 10.000 g.mol-1 thì thể hiện khả năng tạo ra các kháng thể như chitinase, glutanase,… rõ rệt hơn CS có KLPT lớn. Vật liệu lai nano SiO2/OC bao gồm các hạt nano SiO2 phân tán trong dung dịch OC, nó tương tác với nhau bằng tương tác tĩnh điện, lực Van der Waals hoặc có thể hình thành liên kết hydro, cộng hóa trị. Sự tương tác ...