Bác sĩ Việt chế tạo cảm biến phát hiện khí amoniac

Tiến sĩ Nguyễn Chung và cộng sự tại Australia đang nghiên cứu phát triển loại cảm biến siêu nhỏ có khả năng phát hiện khí amoniac trong hơi thở, cảnh báo các vấn đề sức khỏe.

Tiến sĩ Nguyễn Chung, 35 tuổi, nhà nghiên cứu người Việt tại RMIT (Úc), tác giả chính, là thành viên Việt Nam duy nhất cùng với các nhà khoa học đến từ Đại học RMIT (Úc), Đại học Melbourne và Trung tâm Xuất khẩu Photonic Nanosystems của Hội đồng Nghiên cứu Úc (ARC) Viện (TMOS) đã tiến hành nghiên cứu.

Bạn đang xem: Bác sĩ Việt chế tạo cảm biến phát hiện khí amoniac

Cảm biến bao gồm một màng oxit thiếc siêu mỏng và trong suốt, có thể dễ dàng phát hiện amoniac ở mức độ nhỏ hơn nhiều so với các công nghệ tương tự. Thiết bị này hoạt động giống như một “mũi” điện tử có khả năng phát hiện ngay cả lượng amoniac nhỏ nhất. Cảm biến cũng có thể phân biệt giữa amoniac và các loại khí khác với độ chính xác cao hơn các công nghệ khác.

Thảo luận với PV , Tiến sĩ Nguyễn Chung cho biết ý tưởng nghiên cứu ra đời vào đầu năm 2022. Dự án mất gần một năm để hoàn thành hầu hết các phép đo vào tháng 5 năm 2023. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học Vật liệu Top Vật liệu chức năng nâng cao vào tháng 11 năm 2023.

Nhóm nghiên cứu đã gắn oxit thiếc siêu mỏng vào vật liệu cơ bản. (Ảnh: Seamus Daniel/RMIT).

Xem thêm : Bốn con giáp hấp thụ hết vận may ông trời ban tặng, khiến chúng giàu nhất vùng

Tiến sĩ Nitu Syed, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, sự hiện diện của amoniac trong không khí làm thay đổi điện trở của màng oxit thiếc trong cảm biến, nghĩa là nồng độ amoniac càng cao thì sự thay đổi điện trở của thiết bị càng lớn. to lớn. . Nhóm đã tiến hành thí nghiệm với cảm biến trong một thiết bị được thiết kế đặc biệt để kiểm tra khả năng phát hiện khí amoniac ở các nồng độ khác nhau (5 – 500 ppm) và các điều kiện, bao gồm cả nhiệt độ. . Họ cũng kiểm tra độ chính xác của thiết bị trong việc phân biệt amoniac với các loại khí khác, bao gồm CO 2 và metan. Kết quả chứng minh rằng cảm biến này có thể phát hiện amoniac ở nồng độ rất nhỏ nên có thể được thiết kế để phát hiện amoniac trong hơi thở nhằm cảnh báo các rối loạn sức khỏe tiềm ẩn.

Để chế tạo cảm biến, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật chi phí thấp và dễ nhân rộng để gắn oxit thiếc siêu mỏng vào vật liệu nền. Kỹ thuật này khả thi ngay cả trên các vật liệu dẻo – điều thường gây khó khăn cho các phương pháp chế tạo khác. Nhóm nghiên cứu thu được màng oxit thiếc từ bề mặt thiếc nóng chảy ở nhiệt độ 280 độ C. Loại phim này mỏng hơn giấy 50.000 lần. Tiến sĩ Ylias Sabri, Khoa Kỹ thuật, Đại học RMIT (Úc), mô tả : “Phương pháp của chúng tôi chỉ yêu cầu một bước tổng hợp duy nhất mà không cần bất kỳ dung môi độc hại, môi trường chân không hoặc dụng cụ cồng kềnh và đắt tiền.” .

Các nhà nghiên cứu chính bao gồm Tiến sĩ Nitu Syed, Tiến sĩ Ylias Sabri và Tiến sĩ Nguyễn Chung (từ trái sang) trong phòng thí nghiệm tại Đại học RMIT. (Ảnh: Seamus Daniel/RMIT)

Tiến sĩ Nguyễn Chung cho biết, cảm biến thu nhỏ này mang lại giải pháp an toàn và gọn nhẹ hơn trong việc phát hiện khí độc so với các kỹ thuật hiện có. Các phương pháp phát hiện amoniac hiện tại cung cấp các phép đo chính xác nhưng yêu cầu thiết bị phòng thí nghiệm đắt tiền và kỹ thuật viên có trình độ, đồng thời yêu cầu nhiều mẫu và sự chuẩn bị phức tạp. Quá trình này thường tốn thời gian và bất động do kích thước cồng kềnh của thiết bị. Ngoài ra, để sản xuất cảm biến phát hiện amoniac, cần có các quy trình phức tạp và tốn kém để chuẩn bị các lớp vật liệu nhạy cảm cho quá trình sản xuất cảm biến.

Cảm biến mới của nhóm có thể phân biệt ngay lập tức giữa mức độ an toàn và nguy hiểm của amoniac trong môi trường. anh ấy nói : “Kỹ thuật gắn oxit thiếc này có thể được mở rộng quy mô, do đó mang lại cơ hội sản xuất hàng loạt với giá cả phải chăng hơn ”.

Xem thêm : Vận may đổ dồn vào ngày 1/2 và 2/3 âm lịch. 3 con giáp sang chảnh nhất làng, giàu nhất làng, được tự do mang theo hàng tỷ USD.

Ông cho biết nhóm nghiên cứu gặp khó khăn trong việc xác định đặc tính của vật liệu vì tính chất siêu mỏng của nó (oxit thiếc của nhóm chỉ dày 2 nanomet). Thiết lập một hệ thống đo khí đáng tin cậy cũng là một thách thức. Tuy nhiên, sự hợp tác của nhiều nhà nghiên cứu, chuyên gia đến từ Đại học RMIT và Đại học Melbourne đã giúp nhóm vượt qua thử thách.

Nhóm nghiên cứu hy vọng có thể hợp tác với các đối tác trong ngành để tiếp tục phát triển và sản xuất phiên bản tiếp theo của cảm biến nhằm tối ưu hóa hiệu suất của nó. Phương pháp của nhóm tương thích với các quy trình sản xuất hiện có trong ngành công nghiệp silicon và do đó phù hợp cho sản xuất hàng loạt.

Ước tính có khoảng 235 triệu tấn amoniac được sản xuất trên toàn cầu mỗi năm để đáp ứng nhu cầu của nhiều ngành công nghiệp. Amoniac được quảng bá là một trong những phương pháp hiệu quả để lưu trữ hydro trong sản xuất nhiên liệu xanh và sản lượng amoniac dự kiến ​​sẽ tăng trong vài năm tới.

Tuy nhiên, việc tiếp xúc với nồng độ amoniac quá cao có thể dẫn đến bệnh phổi mãn tính và tổn thương cơ quan không thể phục hồi. Rò rỉ khí amoniac trong quá trình vận chuyển và vận hành nhà máy gây ra nhiều rủi ro và có thể gây tử vong. Vì vậy, việc phát hiện amoniac hiệu quả và đáng tin cậy là điều cần thiết để đảm bảo an toàn. Khí này cũng được tìm thấy trong hơi thở của con người và có thể được sử dụng như một “dấu ấn sinh học” quan trọng để chẩn đoán nhiều bệnh như rối loạn liên quan đến thận và gan.

Tiến sĩ Nguyễn Chung nhận bằng Thạc sĩ Kỹ thuật Hóa học tại Đại học Bách khoa TP.HCM năm 2014. Anh hiện là nghiên cứu viên tại Khoa Kỹ thuật, Đại học RMIT, lĩnh vực nghiên cứu của anh chủ yếu tập trung vào hóa học nghiên cứu kim loại lỏng. và tổng hợp các vật liệu 2D để sử dụng trong các ứng dụng điện tử và cảm biến.

• Khí amoniac giết người nhanh như thế nào?
• Lần đầu tiên phát hiện khí Amoniac ở tầng đối lưu
• Cảm biến cực nhạy – triển vọng cho da nhân tạo

Chia sẻ

Nguồn: https://bachhoaxanh.edu.vn
Danh mục: Phong Thuỷ