Nhà khoa học nữ nhạy bén với thị trường
Thoạt tiên, TS Toàn dự định nghiên cứu các loại vật liệu nhạy khí. Mục đích là chế tạo chíp cảm biến dò khí ô nhiễm môitrường và khí dễ cháy nổ. ý tưởng nảy sinh sau khi bà tiến hành khảo sát hầu hết mọi thiết bị đo khí ở Việt Nam, từ hầm mỏ cho tới công ty xăng dầu. Theo kết quả khảo sát, mặc dù máy đo cầm tay ngoạinhập đắt tiền song chíp cảm biến hay hỏng, không sửa chữa được do thiếu linh kiện thay thế. Nguyên nhân hỏng hóc là do chip cảm biến không hoạt động.Vào năm 2002, TS Toàn đã chế tạo thử chip cảm biến từ vật liệu nhạy khí. Khi mang chip sang ĐH Tổng hợp Oulu (PhầnLan) để kiểm tra và chuẩn hoá, kết quả thật đáng khích lệ: chip cảm biến của bà nhạy hơn so với một loại chip khác do ĐH Oulou chế tạo. Như vậy, chip cảm biến có độ nhạy cao do TS Toàn chế tạo mở rakhả năng chế tạo thiết bị cầm tay để dò nhiều loại khí. Nó đã được thử nghiệm đối với khí CO, NO, NO 2,CH 4(methan) và thậm chí là hơi cồn. Tới giữa năm 2004, TS Toàn đã thiếtkế lại để giảm công suất chip từ 1,5-3W xuống còn 0,15-0,4W, do đó hạ thấp mức năng lượng mà chip tiêu thụ.
Bước ngoặt xảy ra vào cuối tháng 11/2004 khi các lực lượng chức năng tại TP.HCM tiến hành thí điểm đo nồng độ cồn trong hơi thở của người điều khiển phương tiện giao thông trên địa bànQuận Bình Tân bằng thiết bị ngoại. Nhận thấy đây là một cơ hội tốt để triển khai ứng dụng rộng rãi loại chip cảm biến độ nhạy cao, nhóm nghiên cứu gần chục người do TS Toàn đứng đầu, đã lao vàochế tạo máy đo nồng độ cồn dựa trên những thành quả nghiên cứu của các năm trước đó. TS Toàn tâm sự: ""Dự định của chúng tôi là chế tạo máy đo khí ga hoá lỏng rò rỉ cho công ty xăng dầu; khí CO, CH4cho hầm mỏ và hơi rượu cồn trong năm 2005. Không ngờ, Việt Nam triển khai đo nồng độ cồn nhanh quá và chúng tôi phải chạy theo thị trường"".
Sau hơn hai tháng miệt mài làm việc, kể cả lúc sát Tết Nguyên Đán, thành quả lao động của họ chính là máy đo nồng độcồn NPO-2005 (Portable breath Alcolhol Meter) có tích hợp con chip cảm biến. Trái tim của chip cảm biến là màng mỏng oxít đất hiếm kim loại chuyển tiếp(ABO 3). Màng có diện tích 6mm2và được tạo nên từ vô vàn tinh thể ABO 3cỡ vài nanomet liên kết với nhau. Hơi rượu cồn trong luồng khí thổi vào máy sẽ phản ứng với oxy trên bề mặt tinh thể, tạo ra CO2, hơi nước và điện tích. Các thành phần này làm thay đổi độ dẫn của màng và sự thay đổi đó tỷ lệ với nồng độ rượu cồn trong hơi thở. Sau vài chục giây, kết quả đo được hiện thị lên mànhình nhỏ với độ chính xác cao và có thể đo chính xác nồng độ cồn trong hơi thở từ 0 tới 100mg/l.
 |
Con chip cảm biến: màng mỏng
|
 |
Sắp tới, TS Toàn dự định cải tiến máy đo để có thể kết nối với máy tính, tải thông tin từ máy để lưu trữ |
 |
PGS.TS. Nguyễn Ngọc Toàn, Trưởng phòng thí nghiệm công nghệ và vật lý màng mỏng, với máy đo nồng độ cồn NPO-2005 |
