Thứ Bảy, 31/10/2020 Cấu trúc Cổng Đăng nhập
Tin hoạt động SởTin trong tỉnhTin trong nướcTin thế giớiTin tổng hợpSở hữu trí tuệHoạt động KH&CN cơ sởPhổ biến pháp luậtPhòng, chống dịch bệnh COVID-19
TIN TỨC - SỰ KIỆN: Tin trong nước
Cập nhật: Thứ Hai, ngày 31/8/2020

Cảm biến áp lực hữu cơ
Từ những nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực điện tử số và đo lường điện tử, TS. Đào Thanh Toản và các cộng sự ở khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Giao thông Vận tải đã chế tạo ra nhiều thiết bị tự động theo dõi tình trạng công trình xây dựng cũng như sức khỏe con người.
Thiết bị cảm biến do nhóm của TS. Đào Thanh Toản phát triển.
Một trong số đó là cảm biến áp lực hữu cơ, thiết bị tuy nhỏ bé nhưng hữu dụng nếu được áp dụng trong thực tế.
 

Áp dụng công nghệ mới vào Việt Nam

Hiện nay, trên thế giới đã bắt đầu lắp đặt các loại cảm biến để theo dõi tình trạng công trình xây dựng, giúp các đơn vị quản lý kịp thời phát hiện hư hỏng, đảm bảo an toàn cho người sử dụng, đồng thời cung cấp các số liệu phục vụ công tác nghiên cứu hoặc cải tiến thiết kế. Trong khi đó, ở Việt Nam, việc lắp đặt cảm biến cho các công trình xây dựng vẫn còn hạn chế do rào cản giá thành. “Chủ yếu được lắp đặt trong các cây cầu hiện đại mới xây dựng như cầu Nhật Tân,… với khoảng 9-10 loại cảm biến quan trắc các yếu tố khác nhau, đi kèm trong gói hệ thống điện tử, tổng giá trị mỗi gói này khoảng vài chục tỷ đồng”, TS. Đào Thanh Toản, khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Giao thông vận tải, người và các cộng sự đã nghiên cứu chế tạo cảm biến áp lực hữu cơ giá thành rẻ nhưng có hiệu quả tương đương so với các loại cảm biến hiện có trên thị trường, cho biết.

Không phải ngẫu nhiên mà TS. Đào Thanh Toản lại có ý tưởng này. Đây là hướng nghiên cứu mà anh vẫn theo đuổi kể từ lúc còn làm nghiên cứu sinh ở Viện KH&CN tiên tiến Nhật Bản (JAIST) cho đến khi về công tác tại trường ĐH Giao thông vận tải. “Kể từ khi về nước năm 2014, chúng tôi đã thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu trong lĩnh vực này, từ các đề tài cấp trường, cấp bộ cho đến cấp nhà nước như ‘Phát triển các thiết bị hữu cơ hiệu suất cao dựa trên bán dẫn không gian p tinh chế” do Bộ GG,VH, TT, KH&CN Nhật Bản tài trợ hay “Điều khiển điện áp ngưỡng trong vi mạch CMOS hữu cơ’ do quỹ NAFOSTED tài trợ”, anh cho biết. Những đề tài chủ yếu liên quan đến vật liệu hữu cơ, thiết bị bán dẫn và các loại vi mạch… như vậy đã giúp TS. Đào Thanh Toản có được những hiểu biết tương đối đầy đủ về nguyên lý hoạt động của các loại cảm biến, thiết bị không dây…, những yếu tố nền tảng để phát triển thành các cảm biến hữu dụng sau này.

Lựa chọn công nghệ phù hợp với Việt Nam

Trong quá trình tìm hiểu, anh nhận thấy phần lớn các loại cảm biến áp lực hữu cơ dùng để quan trắc các công trình xây dựng trên thị trường hiện nay sử dụng công nghệ cầu điện trở (strain gauge), gồm một sợi dây kim loại mảnh đặt trên một tấm cách điện đàn hồi. Nguyên lý hoạt động khá đơn giản: dây kim loại bị lực tác động sẽ dẫn đến thay đổi điện trở. Do vậy, người ta sẽ gắn strain gauge vào bề mặt vật liệu để đo sự biến dạng của vật liệu thông qua việc đo sự thay đổi của điện trở - điện trở sẽ giảm khi chịu lực nén và tăng khi chịu lực kéo dãn.

Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ strain gauge để sản xuất cảm biến ở Việt Nam không phải là điều đơn giản vì cần có phòng sạch, đòi hỏi chi phí đầu tư lớn. “Điều kiện chế tạo cảm biến theo công nghệ này phải cực kì tinh khiết, chỉ cần lệch một chút thôi là sai số sẽ rất lớn, ảnh hưởng đến độ nhạy của cảm biến”, TS. Đào Thanh Toản cho biết.

 

TS. Đào Thanh Toản. Ảnh: Thanh An
TS. Đào Thanh Toản. Ảnh: Thanh An

 

Vậy làm thế nào để chế tạo cảm biến trong điều kiện của Việt Nam? Để trả lời câu hỏi này, TS. Đào Thanh Toản và các cộng sự đã đề xuất chế tạo cảm biến sử dụng vật liệu polyme bằng phương pháp ép nhiệt. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã đặt một lớp vật liệu mỏng bằng polyme giữa hai tấm điện cực bằng nhôm và dùng máy ép nhiệt ở nhiệt độ 80oC để liên kết các thành phần lại với nhau. Sau đó, cảm biến sẽ được nối với thiết bị thu thập dữ liệu: gồm mạch tích hợp (IC) và mạch nhúng. “Khi có sự biến dạng cơ học như uốn cong, nứt gãy, cảm biến sẽ phát tín hiệu. Thiết bị thu thập dữ liệu sẽ thu thập các tín hiệu, xử lý và tính toán theo một công thức do chúng tôi xây dựng, sau đó sẽ truyền bằng bluetooth về điện thoại hoặc máy tính liên tục để theo dõi sự thay đổi theo thời gian thực”, TS. Đào Thanh Toản giải thích về nguyên lý hoạt động.

Thoạt nhìn, quy trình này có vẻ đơn giản nhưng thực tế, để tìm ra công thức tính giá trị điện dung và điều kiện tối ưu để chế tạo cảm biến, nhóm nghiên cứu đã tốn nhiều thời gian mày mò thử nghiệm. “Đơn giản như để tìm ra nhiệt độ ép phù hợp để polyme kết dính tốt nhất mà không bị cháy, chúng tôi phải mất đến 1-2 năm. Để thử nghiệm hoạt động của cảm biến, chúng tôi phải đổ dầm xi măng và gắn cảm biến vào, mỗi lần thử nghiệm xong là dầm đấy sẽ hỏng và bỏ đi luôn, chúng tôi phải làm vài chục lần nên cũng khá tốn kém”, anh cho biết. “Tuy nhiên, một điều thuận lợi là chúng tôi cũng nhận được sự ủng hộ của nhà trường, nhiều doanh nghiệp trực thuộc trường đã nhiệt tình hỗ trợ chúng tôi trong quá trình thử nghiệm”.

Những nỗ lực của nhóm nghiên cứu đã đem lại kết quả: cảm biến áp lực hữu cơ do TS. Đào Thanh Toản và các cộng sự chế tạo bằng phương pháp ép nhiệt có độ nhạy tương đồng, thậm chí một số lần thử nghiệm còn cho kết quả tốt hơn cảm biến thông thường, trong khi giá thành chỉ bằng khoảng một nửa. “Cảm biến sản xuất theo phương pháp này có tính mềm dẻo cao, kích thước lớn, vì vậy sẽ giảm số lượng cảm biến cần sử dụng, cảm biến được dán lên bề mặt công trình cần giám sát (như dầm, sàn bê tông, cột, trụ,...) để theo dõi tình trạng như cong, nứt nên dễ dàng thay thế, sửa chữa”, anh cho biết.

Với tính sáng tạo cao, cảm biến áp lực hữu cơ để theo dõi sức khỏe công trình xây dựng của TS. Đào Thanh Toản và các cộng sự đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền sáng chế vào tháng 5/2020. Ngoài ra, “chúng tôi cũng hướng dẫn được 1 nghiên cứu sinh và có thêm được 2 công bố quốc tế”, anh cho biết.

Những kết quả đạt được đã phần nào khẳng định năng lực và giúp nhóm nghiên cứu có thêm tự tin để thực hiện các ý tưởng mới. “Hiện nay, chúng tôi đang nghiên cứu về cảm biến tải trọng, có thể đo được hàng năm trên một con đường có bao nhiêu phương tiện vận tải chạy qua, có bị vượt quá tải trọng hay không,… Chúng tôi đã nộp đơn sáng chế này và hy vọng cuối năm sẽ được cấp”, anh cho biết.

Tìm ý nghĩa mới trong dữ liệu thu thập

Mặc dù tự tin rằng “độ tin cậy của cảm biến không phải là vấn đề” song TS. Đào Thanh Toản cũng cho biết, việc thương mại hóa sáng chế này còn một quãng đường dài. “Để đưa vào thương mại, chúng tôi phải thực hiện thêm nhiều thử nghiệm nữa, phải qua được công đoạn đăng kiểm của Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, rồi tìm doanh nghiệp chuyển giao, vấn đề giá cả,... rất nhiều thứ phải làm, cũng đòi hỏi đầu tư nhiều”.

Dù mong muốn thương mại hóa sản phẩm chưa thành hiện thực nhưng nhóm nghiên cứu vẫn tiếp tục triển khai ứng dụng các cảm biến này trong khả năng của mình. “Hiện nay chúng tôi đang lắp hệ thống cảm biến quan trắc thường xuyên ở bốn nơi, gồm cầu vượt bên Aeon Mall Long Biên, cầu Thăng Long, một tòa nhà trong trường ĐH Giao thông Vận tải và một cầu vượt gần trường. Hằng ngày hệ thống quan trắc này vẫn liên tục gửi về rất nhiều dữ liệu, chúng tôi có làm một website và đặt nhờ server máy chủ ở trong trường”, anh cho biết. “Chúng tôi muốn thu thập và phân tích xem có thể làm được gì với những dữ liệu thu được đó”.

https://khoahocphattrien.vn/
Tin, bài cùng lĩnh vực
Chương trình RDP - cầu nối cho các nhà nghiên cứu Việt Nam toàn cầu (29/10/2020)
60 dự án vào vòng bán kết cuộc thi Startup Wheel (29/10/2020)
Tuần lễ Kết nối công nghệ và ĐMST trong nông nghiệp (29/10/2020)
Phát triển khu công nghiệp thông minh: Xu thế tất yếu (29/10/2020)
Adobe vá lỗ hổng do chuyên gia Việt phát hiện (29/10/2020)
Triệu Phong đẩy mạnh ứng dụng công nghệ sinh học vào sản xuất (27/10/2020)
Huy động tối đa mọi nguồn lực để phát triển KH&CN (27/10/2020)
Hướng phát triển kháng thể chống COVID-19 (27/10/2020)
Phát triển điện rác ở Việt Nam: Doanh nghiệp không thể độc hành (27/10/2020)
Startup cần luôn sẵn sàng cho những cuộc gặp chớp nhoáng với nhà đầu tư (27/10/2020)
Vinh danh các giải pháp góp phần chuyển đổi số quốc gia (26/10/2020)
Giải pháp quản lý truy xuất nguồn gốc vùng trồng (26/10/2020)
Nước mắm truyền thống Việt Nam sẽ có tiêu chuẩn và logo riêng (26/10/2020)
Thực hiện tiêu chuẩn, đo lường: Ngăn chặn hàng kém chất lượng (26/10/2020)
Sản xuất vaccine từ hạt giả virus gây bệnh lở mồm long móng (26/10/2020)
METALEX Vietnam 2020: Kết nối, chuyển giao công nghệ ngành cơ khí chế tạo (23/10/2020)
Công nghệ thực tế ảo giúp xác định mức độ bất ổn về mặt tâm lý của con người (23/10/2020)
Phát triển đô thị thông minh: Nhiệm vụ cốt lõi trong tiến trình chuyển đổi số quốc gia (23/10/2020)
Trao Giải thưởng sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam, Giải thưởng WIPO năm 2019 (23/10/2020)
Sản xuất vaccine vô hoạt nhũ dầu phòng cúm chủng mới A/H5N1 (23/10/2020)
Thuần dưỡng loài cá cảnh bản địa quý hiếm (23/10/2020)
Xử lý rác thải sau lũ bằng chế phẩm sinh học (23/10/2020)
Hội nghị thường niên của lãnh đạo các tổ chức năng suất quốc gia (23/10/2020)
Nền tảng tự động hóa quy trình đầu tiên tại Việt Nam (23/10/2020)
Beowulf Blockchain cung cấp nền tảng số cho Techfest 2020 (23/10/2020)
Năng suất - yếu tố quyết định khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp (21/10/2020)
Khởi nghiệp với khát vọng ham đọc sách (21/10/2020)
Tiềm năng ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý chất thải vi nhựa (21/10/2020)
Trung tâm TAC được vinh danh là cơ quan nhà nước chuyển đổi số xuất sắc (21/10/2020)
Nghiên cứu chọn tạo giống khoai tây có năng suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh mốc sương có thể sản xuất quanh năm tại Đà Lạt (21/10/2020)
Sử dụng chất khử để cải thiện hiệu quả của pin mặt trời perovskite toàn phần (21/10/2020)
Khai mạc ITU Digital World 2020: Toàn cầu cùng xây dựng thế giới số (21/10/2020)
Giảm hư hỏng trái thanh long bằng chế phẩm trichobrachin (21/10/2020)
Đề án 996: Đổi mới hoạt động đo lường theo hướng đồng bộ và hiện đại (21/10/2020)
Đổi mới hoạt động đo lường để hỗ trợ đắc lực cho doanh nghiệp (19/10/2020)
Máy cày phao nổi cho vùng đất ngập nước (19/10/2020)
Dự án 1000 bộ gene: Khai thác nguồn dữ liệu gene của người Việt (19/10/2020)
Trao giải cuộc thi Phụ nữ khởi nghiệp năm 2020 (16/10/2020)
Sản xuất tinh dầu dược liệu bằng công nghệ tinh chế phân đoạn và nano (16/10/2020)
Chính phủ số là chiến lược trọng tâm quốc gia của Việt Nam (16/10/2020)
60% tiêu chuẩn của Việt Nam hài hòa tiêu chuẩn quốc tế, khu vực (16/10/2020)
“Gỡ khó” cho hoạt động thương mại hóa các sản phẩm khoa học công nghệ (16/10/2020)
Đề xuất tiêu chí xác định doanh nghiệp công nghệ cao (16/10/2020)
Khai mạc Hội nghị Pháp quy Hạt nhân toàn quốc lần thứ IV (16/10/2020)
Công nghệ xử lý triệt để bùn thải góp phần phát triển nông nghiệp xanh (16/10/2020)
Ứng dụng CRISPR/Cas chọn tạo giống lúa chống chịu các điều kiện bất lợi (16/10/2020)
Hướng đến nền nông nghiệp hữu cơ (15/10/2020)
Nghiên cứu công nghệ chế tạo bạc hợp kim đồng - Graphite sử dụng trong ngành cán thép (15/10/2020)
Triển lãm trực tuyến về thiết bị, công nghệ ngành cơ khí (15/10/2020)
Hội nghị KH&CN hạt nhân trẻ: Nhiều báo cáo xuất phát từ các đề tài nghiên cứu cấp nhà nước (15/10/2020)
Tải ứng dụng Khai báo y tế toàn dân NCOV
Ứng dụng trên IOS
Ứng dụng trên Android
Báo cáo số 119/BC-SKHCN về việc Báo cáo kết quả công tác tháng 10 và kế hoạch tháng 11 năm 2020

Kế hoạch số 05/KH-SKHCN về việc Kế hoạch tuyên truyền về cải cách hành chính năm 2020 của Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Trị

Kế hoạch số 42/KH-SKHCN về việc Kế hoạch tổ chức Cuộc thi tìm hiểu Công tác cải cách hành chính năm 2020 của Sở Khoa học và Công nghệ

Quyết định số 284/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc công nhận kết quả thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh "Phát huy những phẩm chất tốt đẹp của con người Quảng Trị trong thời kỳ hội nhập và phát triển"

Quyết định số 283/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc công nhận kết quả thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh: "Nghiên cứu xây dựng mô hình kết nối Cung - Cầu hàng hóa hỗ trợ phụ nữ phát triển kinh tế"

Quyết định số 276/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Hội đồng khoa học và công nghệ tư vấn thẩm định đề cương nhiệm vụ Khoa học và Công nghệ cấp cơ sở xét giao trực tiếp, thực hiện năm 2020: "Xử lý chất thải chăn nuôi lợn, gà và tận dụng sản xuất phân bón hữu cơ chất lượng phục vụ sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Quảng Trị"

Quyết định số 277/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Hội đồng khoa học và công nghệ tư vấn thẩm định đề cương nhiệm vụ Khoa học và Công nghệ cấp cơ sở xét giao trực tiếp, thực hiện năm 2020: "Tạo lập, quản lý và phát triển nhãn hiệu chứng nhận "Gạo sạch Diên Sanh" dùng cho sản phẩm gạo của huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị"

Quyết định số 278/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Hội đồng khoa học và công nghệ tư vấn thẩm định đề cương nhiệm vụ Khoa học và Công nghệ cấp cơ sở xét giao trực tiếp, thực hiện năm 2020: "Nghiên cứu xây dựng chiến lược phát triển khoa học và công nghệ tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2021-2025, tầm nhìn đến năm 2030"

Quyết định số 275/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Hội đồng tư vấn xác định nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh năm 2020 (lần 3)

Quyết định số 272/QĐ-SKHCN về việc Quyết định về việc thành lập Hội đồng tư vấn thẩm định nội dung nhiệm vụ TXTCN của các đơn vị sự nghiệp trực thuộc Sở KH CN thực hiện năm 2021

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học phục vụ bảo tồn và phát triển cây Lan Giả Hạc

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: Nghiên cứu nhân giống và trồng thử nghiệm cây Vanilla trong nhà lưới theo hướng VietGap tại thôn Quyết Tâm, xã Tân Hợp, huyện Hướng Hóa

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: Nghiên cứu nhân giống và trồng thử nghiệm cây Lan Kim Tuyến tại vùng Bắc Hướng Hóa

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: Nghiên cứu xây dựng CSDL số về di tích lịch sử cấp Quốc gia đặc biệt Thành cổ Quảng Trị và những điểm lưu niệm sự kiện 81 ngày đêm chiến dịch năm 1972, góp phần hỗ trợ phát triển du lịch Quảng Trị

Thông báo về việc kết quả xét chọn tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài: "Nghiên cứu xây dựng giải pháp nâng cao hiệu quả đấu tranh phòng, chống tội phạm sử dụng công nghệ cao trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Quy chế tiếp công dân của Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Trị
Nội quy tiếp công dân
Thống kê lượt truy cập
Số người online 141
Hôm nay 3.415
Hôm qua 5.033
Tất cả 2.617.776

© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUẢNG TRỊ
Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị
Chịu trách nhiệm: Trần Ngọc Lân, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ
 204 Hùng Vương, Đông Hà; ĐT: 0233.3550 382. Hệ thống chạy tốt nhất trên trình duyệt Cốc cốc.

Thiết kế và xây dựng: Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN
Ghi rõ nguồn Dostquangtri khi sử dụng thông tin từ website này