Nghiên cứu chế tạo các đế SERS (tán xạ Raman tăng cường bề mặt) có cấu trúc nanô bạc dạng lá và hoa trên silic để phát hiện dư lượng thuốc bảo vệ thực vật - Mã số: VAST.ĐLT.04/17-18

Chủ nhiệm đề tài TS Lương Trúc Quỳnh Ngân
Đơn vị thực hiện Viện Khoa học Vật liệu
Thời gian thực hiện 2017 - 2018
Tổng kinh phí 500 triệu đồng
Xếp loại đề tài Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

Chế tạo ra vật liệu nanô bạc có cấu trúc phức tạp như các cành lá nanô bạc (silver nanodendrites - AgNDs) hay hoa nanô bạc (silver nanoflowers - AgNFs),… trên silic (Si) bằng các phương pháp lắng đọng hóa học và lắng đọng điện hóa sau đó sử dụng các đế này làm các senxơ để phát hiện lượng vết của thuốc trừ sâu pyridaben thông qua kỹ thuật tán xạ Raman tăng cường bề mặt (Surface-Enhanced Raman Scattering - SERS). Giới hạn phát hiện thuốc trừ sâu (pyridaben) mà đề tài dự định đạt đến là 0,1 ppm.

Kết quả đạt được

- Về khoa học:

  • Đã chế tạo được các đế SERS là các AgNDs@Si bằng phương pháp lắng đọng hóa học và lắng đọng điện hóa và khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện chế tạo lên cấu trúc hình thái của các AgNDs từ đó tìm ra được điều kiện chế tạo để có được các AgNDs có cấu trúc tối ưu cho ứng dụng SERS.
  • Đã chế tạo được các đế SERS là các AgNFs@Si bằng phương pháp lắng đọng hóa học và khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện chế tạo lên cấu trúc hình thái của các AgNFs từ đó tìm ra được điều kiện chế tạo để có được các AgNFs có cấu trúc tối ưu cho ứng dụng SERS.

- Về ứng dụng:

  • Đã sử dụng hai loại đế SERS là AgNDs@Si và AgNFs@Si để phân tích phát hiện lượng vết của thuốc trừ sâu pyridaben và thấy được rằng cả hai loại đế SERS trên đáp ứng tốt cho việc phân tích pyridaben ở trạng thái tinh khiết (với giới hạn phát hiện đạt được là 0,011 ppm đối với đế AgNDs@Si và 0,014 đối với đế AgNFs@Si) và ở trong thuốc trừ sâu thương mại Koben 15EC (có thể phát hiện với nồng độ thấp hơn 0,1 ppm).

Một số hình ảnh của đề tài:

ltqngan1

ltqngan2

ltqngan3

Những đóng góp mới

Đã chế tạo được các hệ cành lá và hoa nanô bạc trên Si bằng phương pháp lắng đọng hóa học và lắng đọng điện hóa với cấu trúc điều khiển được và tìm ra được cấu trúc tối ưu cho ứng dụng SERS. Các đế SERS này có thể phát hiện được thuốc trừ sâu pyridaben đến nồng độ thấp hơn 0,1 ppm.

Sản phẩm

- Các bài báo đã công bố:

  1. Luong Truc Quynh Ngan, Kieu Ngoc Minh, Dao Tran Cao, Cao Tuan Anh and Le Van Vu, Journal of Electronic Materials, 2017, Vol. 46, 3770-3775.
  2. Kieu Ngoc Minh, Cao Tuan Anh, Luong Truc Quynh Ngan and Le Van Vu and Dao Tran Cao, Communications in Physics, 2016, Vol. 26, No. 3, 241-246. (Xuất bản năm 2017)
  3. Cao Tuấn Anh, Hoàng Thị Thu Hải, Kiều Ngọc Minh, Lương Trúc Quỳnh Ngân, Đào Trần Cao, Lê Văn Vũ, Vũ Mạnh Hùng, Trịnh Phi Hiệp, Nguyễn Lê Phương, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 2018,Tập 23, Trang 338.
  4. Dao Tran Cao, Kieu Ngoc Minh, Cao Tuan Anh, Luong Truc Quynh Ngan, Nguyen Ngoc Hai, and Le Van Vu (2017), “Synthesis and use of silver microflowers for dectecting traces of cyanide by surface-enhanced Raman spectroscopy”, Proceedings of IWNA 2017, 08-11 November 2017, Phan Thiet, Vietnam, 551-554.

- Các sản phẩm cụ thể:

  • 10 đế SERS có kích thước 0,6x0,6 cm2 bao gồm: 05 đế SERS dạng cành lá nanô bạc trên Si được chế tạo bằng phương pháp lắng đọng điện hóa và 05 đế SERS dạng hoa nanô bạc trên Si được chế tạo bằng phương pháp lắng đọng hóa học. Các đế SERS này đều có thể phát hiện được thuốc trừ sâu pyridaben có nồng độ thấp hơn 0,1 ppm. Các đế này đều được bảo quản trong các hộp kín có kích thước 1,5x1,5 cm2, ở nhiệt độ phòng và hiện được đặt tại phòng thí nghiệm của tổ đề tài (phòng 317 – nhà A2 – Viện Khoa học vật liệu, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội).

- Các sản phẩm khác:

  • Quy trình: Đề tài bao gồm 01 quy trình chế tạo các đế SERS là các vật liệu cành lá và hoa nanô bạc trên đế Si kèm theo các ảnh SEM, và XRD. Nội dung chi tiết của quy trình được trình bày trong phần phụ lục của bản báo cáo.
  • Kết quả về đào tạo: Các kết quả của đề tài sẽ là một phần nội dung trong luận án tiến sĩ của NCS Kiều Ngọc Minh.
Địa chỉ ứng dụng

* Kiến nghị:

Tổ đề tài mong muốn được thực hiện tiếp một đề tài cấp Viện Hàn lâm hoặc cấp cao hơn về SERS.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".