Sử dụng dịch chiết vỏ quả ca cao làm tác nhân khử và ổn định cho quá trình tổng hợp nano đồng có thể thay thế cho các phương pháp hóa học và vật lý tốn kém khác; đồng thời giải quyết được một phần lượng phế phẩm của cây ca cao.
Theo nhiều nghiên cứu, hạt nano đồng có nhiều tính năng ưu việt không thua kém nano bạc hay vàng. Bên cạnh đó, đồng còn được biết đến là chất xúc tác có hoạt tính cao trong quá trình ô xy hóa các khí gây ô nhiễm nói chung và các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) nói riêng. Đồng lại là kim loại khá dồi dào, phổ biến, và dễ tìm thấy trong tự nhiên.
VOCs là một trong những nguyên nhân chủ yếu góp phần vào sự thay đổi khí hậu. Mặt khác, các VOCs thơm như benzene, toluene và xylene có thể gây ung thư và bệnh bạch cầu khi tiếp xúc lâu dài. Nano đồng được xem như một trong những xúc tác tốt, có hiệu quả cao nhất cho quá trình oxy hóa xử lý các VOCs. Chính vì vậy, hạt CuNP đang nhận được sự quan tâm lớn của các nhà nghiên cứu.
Hiện có nhiều phương pháp để tổng hợp CuNP như hủy nhiệt, hóa học, sinh học, vật lý,... Trong đó, phương pháp khử hóa học thường được sử dụng khá phổ biến do hiệu suất cao, dễ thực hiện. Tuy vậy, trở ngại của phương pháp này là thời gian phản ứng dài, ở nhiệt độ quá cao, lượng chất khử còn dư có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường. Để khắc phục hạn chế đó, phương pháp sử dụng dịch chiết các loại thực vật làm chất khử, được xem an toàn, chi phí thấp, không sử dụng đến hóa chất.
Vỏ trái ca cao là một phụ phẩm của cây ca cao, chiếm 60% khối lượng trái, mỗi hecta ca cao thải ra từ 5 - 8 tấn/năm. Sau khi thu hoạch lấy hạt, một phần nhỏ vỏ trái được đem phơi khô để đốt, phần lớn còn lại bị đổ xuống sông, hoặc bỏ trở lại gốc của nó cho phân hủy tự nhiên. Tuy nhiên, nếu không xử lý tốt, thì đây là môi trường cho nhiều loại sâu bệnh hại phát triển, lây lan do vỏ trái chứa nhiều thành phần dinh dưỡng.
Hiện nay, người dân trồng ca cao đang lúng túng trong việc xử lý lượng vỏ thừa này. Trong khi đó, chiết xuất từ vỏ trái ca cao chứa nhiều chất dinh dưỡng và các thành phần như asparic acid, alanine, glumatic acid, flavonoid, polyphenol. Các thành phần này rất phù hợp để sử dụng làm chất khử mang lại hiệu quả cao cho quá trình tổng hợp CuNP.
Trước thực tế đó, nhóm nghiên cứu ở Viện Công nghệ hóa học đã thực hiện đề tài “Sử dụng dịch chiết vỏ quả ca cao để tổng hợp nano đồng có hoạt tính cao oxy hóa sâu VOCs”.
Theo đó, nhóm tác giả đã xây dựng quy trình công nghệ tổng hợp CuNP bằng phương pháp hóa học xanh, với nguyên liệu là CuA(NO3)2 (đồng nitrat), sử dụng dịch chiết vỏ ca cao làm tác nhân khử. Các hạt CuNP tổng hợp được có dạng hình cầu, kích thước đồng đều 30 - 40nm. Thử nghiệm hoạt tính xúc tác của CuNP bằng việc ô xy hóa sâu benzen trong khoảng nhiệt độ từ 275 – 450 độ C. Kết quả cho thấy, độ chuyển hóa benzen đạt trên 90%. Ngoài ra, CuNP còn có khả năng ức chế các vi khuẩn E.coli và Salmonella.
Theo ThS Nguyễn Phụng Anh, Chủ nhiệm đề tài nghiên cứu, sử dụng dịch chiết vỏ quả ca cao làm tác nhân khử và ổn định cho quá trình tổng hợp CuNP giúp tạo ra được những hạt nano đồng sạch, có thể thay thế cho các phương pháp hóa học và vật lý tốn kém khác, đồng thời giải quyết được một phần lượng phế phẩm của cây ca cao hiện nay.
Kết quả đề tài đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu trong năm nay.