Tiến sĩ Việt và nghiên cứu cảm biến gây chú ý tại Úc

Amoniac được quảng bá là một trong những phương pháp hiệu quả để lưu trữ hydro trong quá trình sản xuất nhiên liệu xanh, theo đó sản lượng amoniac dự kiến sẽ còn tăng trong vài năm tới.

Tuy nhiên tiếp xúc với amoniac nồng độ cao vượt ngưỡng có thể dẫn đến bệnh phổi mãn tính và tổn thương nội tạng không thể phục hồi. Việc rò rỉ khí amoniac trong quá trình vận chuyển cũng như vận hành nhà máy tiềm ẩn nhiều rủi ro và có thể gây nguy hiểm chết người. Do đó, khả năng phát hiện amoniac một cách hiệu quả và đáng tin cậy là tối cần thiết nhằm đảm bảo an toàn. Khí này cũng được tìm thấy trong hơi thở của con người và có thể được sử dụng như là "dấu ấn sinh học"(biomarker) quan trọng để chẩn đoán nhiều bệnh như các rối loạn liên quan đến thận và gan.

Nhóm nghiên cứu gắn oxit thiếc siêu mỏng lên vật liệu nền. Ảnh: Seamus Daniel/RMIT

TS Nguyễn Chung, 35 tuổi, nghiên cứu viên gốc Việt tại Đại học RMIT (Úc) cùng với các nhà khoa học từ cùng trường Đại học, Đại học Melbourne và Trung tâm xuất sắc về Hệ thống nano quang tử (TMOS) thuộc Hội đồng Nghiên cứu Australia (ARC) thực hiện nghiên cứu phát triển cảm biến siêu nhỏ có khả năng phát hiện khí amoniac trong hơi thở. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí hàng đầu về khoa học vật liệu Advanced Functional Materials hồi tháng 11/2023.

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

TS Nguyễn Chung cho biết, cảm biến thu nhỏ này đem đến giải pháp an toàn và nhỏ gọn hơn để phát hiện khí độc so với các kỹ thuật hiện có. Những phương pháp phát hiện amoniac hiện tại cho ra các phép đo chính xác nhưng đòi hỏi thiết bị phòng thí nghiệm đắt tiền với kỹ thuật viên có trình độ, đồng thời cũng cần nhiều mẫu thử và phải chuẩn bị cầu kỳ. Quá trình này thường tốn thời gian và không cơ động do các thiết bị có kích thước cồng kềnh. Ngoài ra, để sản xuất ra cảm biến phát hiện amoniac cần các quy trình tốn kém và phức tạp mới có thể chuẩn bị được các lớp vật liệu có độ nhạy cho việc chế tạo cảm biến.

Nhóm của TS Nguyễn Chung mong muốn hợp tác với các đối tác trong ngành để tiếp tục phát triển và chế tạo phiên bản cảm biến tiếp theo nhằm tối ưu khả năng hoạt động của loại cảm biến này. Phương pháp của nhóm tương thích với các quy trình sản xuất hiện có trong ngành công nghiệp silicon, do đó phù hợp để sản xuất hàng loạt.

TS Nguyễn Chung nhận bằng Thạc sĩ Kỹ thuật hóa học từ 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 chủ yếu tập trung vào hóa học kim loại lỏng và tổng hợp vật liệu 2D để sử dụng trong các ứng dụng điện tử và cảm biến.