Nhóm nghiên cứu Đại học Công nghệ phát triển cảm biến phát hiện khí amoniac trong 30 giây
Cảm biến phát hiện amoniac do GS.TS Nguyễn Năng Định, khoa Vật lý Kỹ thuật và Công nghệ Nano, trường Đại học Công nghệ (Đại học Quốc gia Hà Nội) cùng các cộng sự nghiên cứu và chế tạo.
Amoniac (NH3) là loại khí độc không màu, khó nhận biết trong không khí. Trên thực tế, khí này có thể tồn tại với nồng độ thấp trong môi trường sống, lao động hàng ngày. Nếu nồng độ (tính theo ppm) vượt quá ngưỡng cho phép (50 ppm), chỉ trong 15 phút, NH3 gây nhiễm độc cho cơ thể con người.
Vốn có kinh nghiệm phát triển linh kiện bán dẫn từ vật liệu nano như điôt phát quang hữu cơ (OLED), pin mặt trời hữu cơ (OSC), khi nghe thông tin những vụ ngộ độc khí thải amoniac, năm 2018, GS Định bắt tay nghiên cứu, chế tạo cảm biến.
GS Nguyễn Năng Định cho biết, cảm biến do nhóm nghiên cứu chế tạo có thể phát hiện nồng độ amoniac từ mức dưới 10 ppm trong thời gian phản hồi dưới 30 giây.
Cảm biến có kích thước milimet, sử dụng mang nano để hấp phụ khí amoniac.
Cảm biến amoniac được chế tạo kết hợp ba loại vật liệu, gồm polymer dẫn điện, oxit graphene và ống nanocarbon. Các vật liệu này có ưu điểm về khả năng hấp phụ, tính truyền hạt tải và cơ học tốt, để làm lớp màng siêu nhạy với amoniac.
Nhóm thử nghiệm các tỷ lệ phối trộn khác nhau cho ba vật liệu và tìm ra công thức, tạo lớp màng tổng hợp có khả năng hấp phụ amoniac cao tới 95%.
Theo GS Định, cảm biến này phát hiện amoniac theo nguyên lý, khi lớp màng nano tiếp xúc với khí amoniac, nồng độ khí càng cao, điện trở cảm biến càng tăng lên. Với độ nhạy tương đối đạt 0,031%/ppm, nhóm nghiên cứu dự định tích hợp tính năng phát quang của vật liệu nano, chấm lượng tử đưa vào cảm biến, có thể hiển thị khi phát hiện lượng khí độc vượt quá ngưỡng. Ngoài ra, nhóm có thể phát triển phần mềm server giám sát từ xa dữ liệu thu nhận được từ các thiết bị cảm biến.
GS Định cho biết, trong sản xuất công nghiệp hoặc trang trại nuôi gia súc, gia cầm, cảm biến này có thể lắp cách nhau khoảng 1 m để phát hiện nhanh khí amoniac phân tán trong môi trường. Ông cũng hy vọng trong tương lai gần có thể phối hợp cùng các nhóm nghiên cứu trong nước về cảm biến khí để sớm thương mai hóa sản phẩm, giảm phụ thuộc nguồn thiết bị nhập ngoại.
Phương Mai (T/h)
