Ngày nay, binh lính và cảnh sát thường sử dụng các thiết bị dựa trên phổ khối để phát hiện các phốtphat hữu cơ – nhóm các hợp chất mà trong đó có cả khí độc thần kinh sarin.
Jyongsik Jang – một nhà nghiên cứu polyme thuộc Đại học Quốc gia Seoul (Hàn Quốc) – mới đây đã sáng chế một loại cảm biến mới rất nhạy, dựa trên polyme với cấu trúc nano, không đắt tiền, đồng thời nhẹ và mềm dẻo, có thể gắn lên chất dẻo và vải sợi để làm thành dụng cụ xách tay.
Cảm biến của Jang sử dụng polyme dẫn điện có giá thành thấp là poly (3,4-etylen-dioxithiophen) – PEDOT.
Khi được bổ sung các nhóm hydroxyl vào các mạch bên, polyme này có thể tương tác với các phốtphat hữu cơ thông qua liên kết hydro. Tương tác này làm thay đổi điện trở của polyme, điều đó có thể được xác định dễ dàng nhờ một kỹ thuật điện tử đơn giản. Cảm biến PEDOT có diện tích bề mặt tương tác với các chất khí trong môi trường càng lớn thì sự đáp ứng càng mạnh. Dựa trên ý tưởng đó, nhóm nghiên cứu của Jang đã tìm cách chế tạo vật liệu PEDOT hydroxyl hóa với cấu trúc nano để tăng tối đa diện tích bề mặt và từ đó sản xuất các cảm biến siêu nhạy.
Các nhà nghiên cứu bắt đầu tạo ra các ống nano từ polyme. Sau đó, họ sử dụng quá trình lắng đọng hơi để phủ lên bề mặt những ống này các mẩu hoặc thanh có kích thước nano. Những ống đã phủ các thanh nano có diện tích bề mặt lớn gấp đôi so với các ống không được phủ. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu tạo ra các thanh điện trở từ các ống nano này và đặt chúng giữa hai sợi dây trên một tấm nhựa để làm thành một dụng cụ cảm biến mềm dẻo.
Để kiểm tra các cảm biến này trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dimetyl metylphosphonat – một loại khí tiêu chuẩn được sử dụng trong phòng thí nghiệm như chất thay thế cho sarin (được xem là một vũ khí hủy diệt hàng loạt).
Kết quả cho thấy, các ống được phủ các thanh nano đã đạt hiệu quả cao nhất, thể hiện được sự thay đổi ở các nồng độ rất thấp cho đến khoảng 10 ppt. Giới hạn phát hiện này cao gấp hai đến ba lần so với các cảm biến đã biết. Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang phát triển một dụng cụ cầm tay bao gồm cảm biến, nguồn năng lượng và tất cả các bộ phận cần thiết khác.
Theo đánh giá của các nhà khoa học khác, ưu điểm của các cảm biến này là có thể được sử dụng liên tục vì các phân tử khí không lưu lại lâu trên polyme.
Hoahocngaynay.com/Hoahoc.info
Nguồn: T/C Công nghiệp hóa chất/Hội Hóa học Việt Nam
