Những ngôi nhà mới xây thường có lớp sơn tường rất đẹp, bóng mịn. Tuy nhiên, sau một thời gian sơn, một số mảng tường nhà lại có dấu hiệu bong tróc từng mảng nhỏ hoặc bị bong luôn một mảng lớn khiến tường nhà trở nên mất thẩm mỹ và gây bụi bẩn cho ngôi nhà. Đặc biệt những ngôi nhà đã sử dụng lâu năm thì lớp tường vôi hoặc sơn trở nên sần sùi, dễ dàng bong ra để lộ lớp gạch vữa trông rất xấu. Mặc dù có thể sơn lại được, nhưng chỉ trong thời gian ngắn lớp sơn lại bong ra hoặc sần sùi trở lại trông rất mất mỹ quan, sự sang trọng của ngôi nhà.

Hiện nay các hãng sơn nổi tiếng đã đề xuất các phương pháp xử lý, như: sử dụng các loại sơn lót kháng kiềm dòng acrylic, thủy tinh lỏng... thậm chí có nơi còn phải đục tường trát lại, nhưng các giải pháp trên đều không mang lại hiệu quả vì: Sơn lót kháng kiềm chỉ xử lý được bề mặt bên ngoài, khi sơn khô tính kháng kiềm mất dần và không xử lý được hiện tượng nấm mốc và muối hóa, còn việc đục ra trát lại gây tốn kém về kinh tế và các lớp trát kém đồng nhất.

Cũng xuất phát từ chính ngôi nhà của gia đình, sau khi sơn tường xong một thời gian thì tường có hiện tượng phồng rộp, màu bị lốm đốm thành từng đám với các kích cỡ khác nhau. Chính vì vậy, các tác giả đã nghiên cứu ra giải pháp sử dụng công nghệ Nano bạc điều chế phức hợp để xử lý được các hiện tượng: Nấm mốc - muối hóa - bong tróc để khi sơn vào thì sơn bám bền chặt, không bị đẩy ra với giá thành rẻ, an toàn.

Công nghệ Nano là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nano mét (ký hiệu là nm; 1nm = 10-9m). Ở kích thước nano, vật liệu sẽ có những tính năng đặc biệt mà vật liệu truyền thống không có được, đó là do sự thu nhỏ kích thước và tăng diện tích mặt ngoài.

Bạc là một nguyên tố có tính kháng khuẩn tự nhiên, có phổ rộng tiêu diệt các loài vi sinh vật gây bệnh, đồng thời là một chất thân thiện với môi trường, không gây hiệu ứng độc hại dối với cơ thể con người và động vật khi được sử dụng với liều lượng vừa đủ cho việc khử trùng.

Axit acrylic (IUPAC: Prop-2-enoic acid) là một hợp chất hữu cơ với công thức CH₂=CHCOOH. Đây là một axit cacboxylic không no đơn giản nhất, bao gồm một nhóm vinyl liên kết trực tiếp với nhóm cacboxyl. Chất lỏng không màu này có mùi đặc trưng chát hay chua, axit này có thể trộn lẫn với nước, rượu, ête và chloroform. Axit acrylic được sản xuất từ propylen, một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất etilrn và xăng, có công thức là:

CH₂ = CHCH₃ + ³/₂ O₂ → CH₂ = CHCO₂H + H₂O

Axit acrylic và các este của nó dễ dàng kết hợp với nhau tạo thành axit polyacrylic hoặc các monome khác bằng cách phản ứng với các liên kết đôi của chúng, hình thành homopolymer hoặc copolymer, được sử dụng để sản xuất các loại nhựa, sơn phủ, chất kết dính, chất đàn hồi khác, cũng như sơn màu và sơn sàn.

Thiết bị sử dụng Công nghệ Nano Bạc điều chế phức đa năng

Còn nấm mốc (fungus) là vi sinh vật chân hạch, ở thể tản (thalophyte), tế bào không có diệp lục tố, sống dị dưỡng (hoại sinh, ký sinh, cộng sinh), vách tế bào cấu tạo chủ yếu là chitin, có hay không có celuloz và một số thành phần khác có hàm lượng thấp. Những khu vực ẩm thấp, ít thoáng khí chính là điều kiện sống lý tưởng của chúng, vì thế mà nấm mốc thường xuyên trú ngụ tại các nhà tắm, gác bếp, nhà vệ sinh... Đặc trưng khí hậu cảu Việt Nam là nóng ẩm, mưa nhiều, khí hậu nồm ẩm chính là điều kiện lý tưởng cho các loại nấm mốc hoạt động mạnh. Chúng phát triển rất nhanh, chỉ trong thời gian ngắn có thể đấy lớp sơn ra gây nên hiện tượng phồng rộp sơn tường.

Ngày nay, do nhu cầu sử dụng vật liệu xây dựng ngày càng lớn, đặc biệt là cát sỏi đá tự nhiên... do việc khai thác cát trên các dòng sông nước ngọt thượng nguồn đã gây nên hiện tượng sụt lở đất... vì vậy nhiều nơi cát nước ngọt bị cấm khai thác dẫn đến việc khan hiếm cát nước ngọt. Để đáp ứng được nhu cầu vật liệu xây dựng ngày càng tăng, một số doanh nghiệp đã khai thác cát vùng ven biển (cát nước mặn, cát nước lợ...) các loại cát này có chứa lượng muối NaCl, CaCl₂... muối này lại có tính hút ẩm mạnh và thường chảy ra ngoài làm mảng tường phồng rộp và đẩy sơn ra ngoài.

Sau thời gian nghiên cứu, thử nghiệm các tác giả đã xây dựng được quy trình điều chế Bạc - Oleacrylate như sau:

Lấy 1,7 gam bạc nitrat AgMO₃, dạng muối kết tinh màu trắng hòa tan vào 100 ml nước cất, thêm vào dung dịch 0,62 gam natrihydroxit NaOH để tạo ra kết tủa Ag₂O có màu đen. Hòa tan kết tủa bằng một lượng vừa đủ (dung dịch chứa 8 gam) amonihydroxit NH₄OH, để tạo thành dung dịch phức bạc trong suốt. Cho thêm một lượng 8 gam chất hoạt động bề mặt axit oleic, khuấy đều trên máy khuấy từ trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng để tạo ra dung dịch đồng nhất và có độ ngớt cao.
Sau đó cho thêm 1,2 gam đường Glucozo khuấy đều trên máy khuấy từ để thực hiện phản ứng khử, trong quá trình khử sử dụng đèn bức xạ UV để kích thích phản ứng khử và điều khiển phân bổ kích thước hạt nano bạc. Thêm 8 gam dung dịch CH₂ = CH-COOH 98% khuấy đều trên máy khuấy từ và bức xạ laze sử dụng cảm biến sóng siêu âm làm phân cực để tạo phức Bạc Oleacrylate.

Để tăng thêm khả năng ưa nước ra bên ngoài có thể pha thêm các axits cacboxilic, có khả năng tan tốt hơn để tăng thêm độ dính ướt mà không làm phân hủy cầu nội {NH3}, vì đã có hai đầu kỵ nước hướng vào nhau nên H+ không thể xâm nhập vào bên trong. Dựa vào đặc điểm đó và để pha thêm axit không độc hại, không chống nghịch với màu sơn nên đã dùng 6 gam axit acrylic 98%, loại axit được dùng trong sản xuất sơn lót kháng kiềm để các ion acrylate ở trong dung dịch tiếp tục gắn kết với lớp bảo vệ và hình thành lớp bảo vệ thứ hai với dầu ưa nước hướng ra ngoài. Chính cấu trúc này khiến các hạt nano bạc phân tán đều trong nước, không bị kết đám.

Hiện nay trên thị trường mới chỉ dùng nước Javen để tẩy mốc tường, nhưng sản phẩm này lại tạo ra muối NaCL làm mặn tường, gây nên hiện tượng muối hóa, hơn nữa dùng Javen sơn thường bị phai màu do Javen có tính tẩy màu.

Hình 4. Mô tả cấu tạo phức Nano Bạc - Oleacrylate theo Kan Sen Chou

Hình 5. Chụp phổ hồng ngoại (IR) chứng minh công thức và sự tồn tại của phức Nano Bạc - Oleacrylate

Sản phẩm phức Bạc - Oleacrylate là sản phẩm đầu tiên xử lý được 3 hiện tượng nấm mốc, bong tróc, muối hóa tường mà trên thị trường chưa có sản phẩm nào tương tự như vậy.

Các tác giả đã tiến hành thực nghiệm sử dụng sản phẩm tại các xã Sơn Hà, Sơn Lai, Quảng Lạc, thành phố Tam Điệp... kết quả đã thành công, hiệu quả trong kinh tế với giá thành hợp lý, an toàn trong sử dụng.

Hiện nay, hãng sơn 4 Orange của các hàng sơn nổi tiếng: Mycolor, Dulex, Boss, Expo đang sử dụng thử nghiệm và kết hợp nghiên cứu hoàn thiện sản phẩm với gia thành thấp, để đưa chế phẩm phức Bạc Oleacrylate ra thị trường trong thời gian tới.

Thu Hoài