NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Tên luận án: “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát các tính chất của vi cộng hưởng quang tử ID làm cảm biến quang”
Mã số: 62.44.01.27
Chuyên ngành: Vật liệu quang học, quang điện tử và quang tử
Họ và tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Thúy Vân
Khóa học: 2013-2017
Cơ sở đào tạo: Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
1. Đã chế tạo thành công cấu trúc vì cộng hưởng quang tử ID bằng silic xốp sử dụng phương pháp ăn mòn điện hóa với độ đồng đều cao. Cấu trúc vì cộng hưởng quang tử ID có dải bước sóng hoạt động trong vùng khả kiến từ 400-800nm với bước sóng cộng hưởng khoảng 650nm.
2. Đã xây dựng thành công thiết bị cảm biến quang tử dựa trên cấu trúc vì cộng hưởng 1D để xác định hàm lượng một số chất hữu cơ và thuốc bảo vệ thực vật trong môi trường nước. Thiết bị cảm biến này có khả năng đo ở hai chế độ là đo lỏng (sử dụng với thuốc bảo vệ thực vật) và đo hơi (dùng cho các dung môi hữu cơ).
3. Trong trường hợp pha lỏng, thiết bị cảm biến quang tử được sử dụng để xác định nồng độ của hai loại thuốc bảo vệ thực vật là atrazine và endosulfan (với hai đồng phân alpha (a) endosulfan và beta (B) endosulfan) trong môi trường nước với nồng độ thấp, độ nhạy cao, và độ đặc hiệu cao, đáp ứng các tiêu chuẩn của nước sinh hoạt và nước ngầm. Giới hạn phát hiện (LOD) của cảm biến quang tử thu được là 0,13 µg.mL¹ đối với a-endosulfan và 0,08 µg.mL¹ đối với ẞ-endosulfan. LOD thu được từ 0,32 đến 0,57 pgmL¹ tương ứng với atrazine trong axit humic và trong nước. Chúng tôi cũng xác định được thời gian phân rã của atrazine trong axit humic và trong nước khoảng 60 đến 150 ngày.
4. Trong trường hợp pha hơi, cảm biến quang tử được sử dụng để xác định nồng độ của một số loại dung môi hữu cơ bằng phương pháp hóa hơi các hợp chất hữu cơ (VOC). Phương pháp này cho độ nhạy cao nhất tại nồng độ thấp của dung môi bởi vì nó có thể tạo ra một áp suất hơi lớn trên bề mặt của cảm biến do vậy làm tăng khả năng hấp thụ hơi các chất cần phân tích vào các lỗ xốp. Phương pháp VOC bao gồm 3 bước: làm nóng dung dịch tương ứng với nhiệt độ sôi của từng chất, điều khiển vận tốc dòng khí đi qua bình chứa dung dịch và làm lạnh buồng cảm biến. Trường hợp xác định nồng độ ethanol trong nước độ nhạy thu được cao nhất từ phương pháp VOC là 6,9 nm/%, chúng tôi tính được LOD=0,014% (với độphân giải của máy phổ là 0,1 nm) tương đương với sự thay đổi chiết suất khoảng 1,2.106. Đặc biệt, phương pháp hóa hơi các hợp chất hữu cơ có khả năng phát hiện nồng độ thấp của methanol có trong dung dịch cồn 30% (v/v) và 45% (v/v) với LOD tính toán được tương ứng lên tới 0,01% và 0,04%. Dựa trên phương pháp này, ta có thể xác định được hàm lượng của methanol có trong các loại rượu và rượu giả là chế phẩm từ cồn công nghiệp. Kết quả này đã mở ra một con đường mới trong việc kiểm soát chất lượng của các đồ uống có cồn sử dụng cảm biến quang tử nano làm bằng silic xốp.
