Thiết kế chế tạo nguyên mẫu thiết bị di động có độ nhạy cao và độ giới hạn phát hiện nhỏ trên tinh thể quang tử silic khối và silic xốp dùng để phát hiện ô nhiễm asen trong nước

Ở Việt Nam, tình trạng ô nhiễm asen rất nặng. Theo số liệu báo cáo về tình hình ô nhiễm asen của UNICEF năm 2004 đăng trên trang web của Trung tâm Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên Nước Quốc gia - Bộ Tài nguyên và Môi trường, Việt Nam là một trong các quốc gia có tình trạng ô nhiễm asen rộng trong nhiều địa phương. Hà Nam, Hà Nội, Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình, Hải Dương là những vùng bị ô nhiễm asen nặng nề nhất, vớinồng độ cao gấp hàng chục đến hàng trăm lần tiêu chuẩn về nước uống (10 ppb) và nước sinh hoạt (50 ppb) theo qui định của WHO và của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam.

Nhiễm độc asen mãn tính thường xảy ra do người dân sử dụng nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm asen với nồng độ cao (> 50 μg/L) sau một thời gian dài (sau khoảng 5 - 15 năm). Mức độ tổn thương phụ thuộc vào độ nhạy cảm của từng cá thể, vào liều lượng, phương thức và thời gian tiếp xúc cũng như nguồn và dạng hoá học của asen. Biểu hiện lâm sàng của bệnh rất đa dạng, do asen có thể gây tác động tới chức năng của nhiều hệ cơ quan: hô hấp, đường ruột, tim mạch, hệ thần kinh và thận. Các biểu hiện nhiễm độc asen bán cấp tính với các triệu chứng chán ăn, buồn nôn, khô họng, tiêu chảy, yếu thần kinh, ngứa ngáy chân, vàng da, và ban đỏ. Asen gây các bệnh như: sừng hoá da, bệnh hắc tố và mất sắc tố da, Bệnh Bowen, bệnh đen và rụng móng chân, tăng huyết áp, tiểu đường…Sau khoảng 15 - 20 năm kể từ khi phát hiện, người nhiễm độc asen có thể chuyển sang ung thư và tử vong. Các bệnh ung thư thường gặp do nhiễm asen là ung thư da, phổi, bàng quang.

Từ thực trạng trên, nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ Vi Điện tử và Tin học do
TS. Nguyễn Thị Minh Hằng làm chủ nhiệm, đã thực hiện đề tài: “Thiết kế chế tạo nguyên mẫu thiết bị di động có độ nhạy cao và độ giới hạn phát hiện nhỏ trên tinh thể quang tử silic khối và silic xốp dùng để phát hiện ô nhiễm asen trong nước” trong thời gian từ năm 2014 đến 2017. Đây là một đề tài mới trong lĩnh vực cảm biến và thiết bị trên cơ sở công nghệ và linh kiện MEMS/NEMS.

Vi mc tiêu chế to nguyên mu thiết bị đo nồng độ asen trong nướccó độ nhy cao và gii hn phát hin thp, đề tài đã thu được các sn phm chính như sau:

- 10 nội dung nghiên cứu, chi tiết hóa thành 68 chuyên đề nghiên cứu

- 10 mẫu cảm biến loại 1 (PhC BSi), 10 mẫu cảm biến loại 2 (PhC PSi), 10 chip cảm biến các loại,

- 2 sản phẩm nguyên mẫu thiết bị,

- 3 tài liệu thiết kế và quy trình công nghệ chế tạo hai loại cảm biến và nguyên mẫu thiết bị.

Đề tài có triển vọng tạo ra sản phẩm thiết thực và có nghĩa to lớn với khả năng phát hiện nhanh asen, một trong những kim loại nặng có tính độc cao cho sức khỏe con người và rất phổ biến ở Việt Nam. Từ đó tiến tới các bài toán xử lý ô nhiễm asen trong nước nhằm giảm số người bị mắc các bệnh hiểm nghèo do nhiễm độc asen, tránh tổn thất về người và của.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14599/2017) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)