Nghiên cứu chế tạo cảm biến quang tử nano ứng dụng xác định nồng độ chất hữu cơ (dung môi, atrazine) trong môi trường lỏng. Mã số đề tài: VAST03.06/15-16

Chủ nhiệm đề tài ThS. Nguyễn Thúy Vân
Đơn vị thực hiện Viện Khoa học Vật liệu
Thời gian thực hiện 2015 - 2016
Tổng kinh phí 600 triệu đồng
Xếp loại đề tài Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

Nghiên cứu chế tạo linh kiện cảm biến quang tử trên cơ sở cấu trúc buồng vi cộng hưởng một chiều và thiết kế chế tạo hệ thiết bị phân tích, ứng dụng đo nồng độ chất hữu cơ hòa tan trong môi trường lỏng (dung môi như ethanol; methnol hòa tan trong xăng dầu, atrazine hòa tan trong nước và axít humic).

Kết quả đạt được

-    Về khoa học: Đã chế tạo thành công linh kiện cảm biến quang tử một chiều trên cơ sở silic xốp có bước sóng cộng hưởng nằm trong vùng 400-800nmm, xây dựng thành công hệ thiết bị cảm biến quang tử nano ứng dụng xác định nồng độ chất hữu cơ (dung môi, atrazine) trong môi trường lỏng với hai phương pháp đo: phương pháp đo cảm biến lỏng và cảm biến pha hơi sử dụng kỹ thuật điều khiển nhiệt độ và dòng khí thổi qua dung dịch để đồng thời đo nồng độ và loại chất tan.
-    Về ứng dụng: Thiết bị cảm biến quang tử sử dụng cấu trúc buồng vi cộng hưởng nói trên được ứng dụng để đo nồng độ chất hữu cơ hòa tan trong môi trường lỏng. Thiết bị với hai phương pháp đo trên đã phát hiện được sự thay đổi của nồng độ methanol trong xăng đến 0.2%, phát hiện đến nồng độ 0.8 pg/ml của atrazine trong nước và 1.4 pg/ml của atrazine trong axit humic, phát hiện đến nồng độ 0.32 μg/ml của α-endosulfan trong nước và 0.21 μg/ml β-endosulfan trong nước. Thiết bị cũng có khả năng phát hiện methanol trong rượu với độ nhạy và giới hạn phát hiện thu được ở nhiệt độ dung dịch 55oC và nhiệt độ cảm biến ở 14oC là 5,19 nm/% và 0,0038% cho dung dịch ethanol 30% và 7.57 nm /% và 0,0026% cho dung dịch ethanol 45% trong trường hợp độ phân giải của thiết bị đo là 0,02 nm.

ntvan

Những đóng góp mới

Thiết kế, chế tạo thành công thiết bị cảm biến quang tử dựa trên cấu trúc buồng vi cộng hưởng 1D làm bằng silic xốp với hai phương pháp đo: phương pháp cảm biến pha lỏng (với các dung môi hữu cơ không bay hơi) và phương pháp cảm biến pha hơi (với các dung môi dễ bay hơi – Volatile organic compound-VOC) để xác định các dung môi hữu cơ với nồng độ thấp.

Sản phẩm

- Các bài báo đã công bố (liệt kê):
Bài báo đăng trên tạp chí quốc tế ISI:
Van Hoi Pham, Huy Bui, Thuy Van Nguyen, The Anh Nguyen, Thanh Son Pham, Van Dai Pham, Thi Cham Tran, Thu Trang Hoang and Quang Minh Ngo, Progress in the research and development of photonic structure devices, Adv. Nat.Sci: Nanosci. Nanotechnol. 7, 015003, 17pp, 2016.
    Bài báo đăng trên tạp chí quốc tế không ISI:
Van Hoi Pham, Thuy Van Nguyen, The Anh Nguyen, Van Dai Pham and Bui Huy, “Nano porous silicon microcavity sensor for determination organic solvents and pesticide in water”, Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 5, 045003, 9pp, 2014.
Bài báo đăng trên hội nghị khoa học quốc tế và trong nước: 01
Thuy Van Nguyen, Van Dai Pham, Thi Cham Tran, The Anh Nguyen, Thuy Chi Do, Van Hoi Pham and Bui Huy, A vapor sensor based on nano-porous silicon microcavity for determination of fuel mixtures, Proc. of the 4th academic conference on natural science for young scientists, master& PhD students from asean countries, Bangkok, Thailan. 15-18 December 2015, ISBN 978-604-913-08-5, pp.131-137, 2016.
- Các bằng sáng chế, giải pháp hữu ích (liệt kê): 01
- Hỗ trợ đào tạo: 01 NCS, 01 ThS, 02 sinh viên

Địa chỉ ứng dụng

Kiến nghị của chủ nhiệm đề tài (nếu có):
Chủ nhiệm đề tài cũng như tập thể nhóm nghiên cứu mong muốn tiếp tục nhận được sự ủng hộ của Ban lãnh đạo Viện hàn lâm KH&CN VN cũng như Ban lãnh đạo Viện KHVL cho hướng nghiên cứu sử dụng cảm biến quang tử nano để xác định nồng độ thấp của các dung môi hữu cơ.

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".