THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung
- Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo các cảm biến huỳnh quang dựa trên nano kim loại quý để ứng dụng phát hiện nhanh thuốc trừ sâu
- Mã số: B2023-TNA-05
- Chủ nhiệm: PGS.TS. Trần Thu Trang
- Tổ chức chủ trì: Đại học Thái Nguyên
- Thời gian thực hiện: 1/2023 – 12/2024 – Gia hạn 06 tháng, đến 30/6/2025.
2. Mục tiêu
- Chế tạo được các cảm biến huỳnh quang trên nền vật liệu nano Au và Ag được chức năng hóa bề mặt với các phân tử màu hữu cơ, có mặt của enzyme để phát hiện nhanh thuốc trừ sâu.
- Thử nghiệm được các cảm biến chế tạo để phát hiện nhanh thuốc trừ sâu thuộc họ Organophosphorus
3. Tính mới và sáng tạo
- Nghiên cứu thử nghiệm phát hiện thành công thuốc trừ sâu thuộc họ Organophosphorus (Clopirifos) bằng sử dụng cảm biến huỳnh quang dựa trên cơ sở các hạt nano kim loại quý.
- Giải thích thành công cơ chế của cảm biến huỳnh quang dựa trên vật liệu nano kim loại quý và chất màu trong phát hiện thuốc trừ sâu.
4. Kết quả nghiên cứu
1. Chế tạo thành công các dạng nano vàng bạc với hình dạng và kích thước khác nhau bằng phương pháp hóa khử và phương pháp quang hóa. Các nano bạc dạng cầu có kích thước khoảng 8-10 nm, phân bố đồng đều. Các nano bạc dạng tam giác, kích thước cạnh khoảng 50 nm. Chế tạo thành công nano vàng dạng cầu kích thước cỡ…., Đã khảo sát, phân tích cấu trúc, tính chất quang bằng các phép đo phổ nhiễu xạ tia X và phổ hấp thụ.
2. Đã chức năng hóa các hạt nano bạc với phân tử màu hữu cơ RhB, và khảo sát tính chất phổ huỳnh quang của RhB khi có mặt của các hạt nano bạc và đĩa nano bạc dạng tam giác. Quan sát được hiện tượng dập tắt huỳnh quang của phần tử màu RhB khi có mặt các hạt nano bạc, và đĩa nano bạc. Cơ chế hiện tượng dập tắt huỳnh quang đã được nghiên cứu làm rõ.
3. Đã thử nghiệm thành công cảm biến huỳnh quang dựa trên hệ nano bạc và chất màu RhB phát hiện thuốc trừ sâu Chlorpirifos. Đã so sánh đối chiếu sử dụng phương pháp cảm biến huỳnh quang với cảm biến tăng cường tán xạ Raman trong phát hiện thuốc trừ sâu Chlorpirifos và kết quả cho thấy hai phương pháp có độ nhạy tương đồng khi sử dụng vật liệu là hạt nano bạc trong hệ cảm biến. Đã xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng của các cảm biến chế tạo được cỡ 8 ppm.
5. Sản phẩm
5.1. Sản phẩm khoa học
5.1.1. Bài báo khoa học quốc tế:
- 01 bài báo đăng tên tạp chí khoa học có trong chỉ mục trích dẫn của WoS Q1 (IF=3.9): T. T. Trang, T. T. H. Pham, N. V. Dang, P. T. Nga, M. V. Linh, and X. H. Vu, "Revealing the high efficiency of fluorescence quenching of rhodamine B by triangular silver nanodisks due to the inner filter effect mechanism," RSC Advances, vol. 14, no. 14, pp. 9538-9546, 2024, doi: 10.1039/d4ra00575a.
- 01 bài báo đăng tên tạp chí khoa học có trong chỉ mục trích dẫn của WoS Q2 (IF=3.6): T. T. Tran, X. H. Vu, T. L. Ngo, T. T. H. Pham, D. D. Nguyen, and V. D. Nguyen, "Enhanced Raman scattering based on a ZnO/Ag nanostructured substrate: an in-depth study of the SERS mechanism," Phys Chem Chem Phys, Jun 1 2023, doi: 10.1039/d2cp05732h
- 01 bài báo đang chờ kết quả trả lời phản biện trên tạp chí Optical Materials (ISI-Q1): Pham Thi Nga , Tran Thu Trang* , Xuan Hoa Vu , Ngo Thị Lan , Thi Thu Ha Pham, Nguyen Van Dang , Nguyen Van Hao , Chu Thi Anh Xuan , Dong Thi Linh, “Dual Optical Sensing of Chlorpyrifos Using Silver Nanoparticles: A Comprehensive Study from Experimental Detection to Elucidating Mechanism”.
5.1.1.2. Bài báo khoa học trong nước:
04 bài đăng trên tạp chí khoa học trong nước:
1. T.T.Trang, “Investigation of the fluorescence quenching depending on excitation wavelengths of Rhodamine B to quantify silver nanoparticles via the inner filler effect”; TNU Journal of Science and Technology, 229(06):104-111, doi: 10.34238/tnu-jst.9606 – HĐGSNN tính 0.75 điểm
2. T. T. Trang, "Study of Detection of Melamine Via Surface-Enhanced Raman Scattering Method Based on Silver Nanoparticles," TNU Journal of Science and Technology, vol. 229, no. 06, pp. 195-201, 2024, doi: 10.34238/tnu-jst.10008. – HĐGSNN tính 0.75 điểm
3. T. T. Trang, "Study of Photoinduced Processes of a Dyad Bdp-C60 under Excited Both Its Donor and Acceptor Moieties," TNU Journal of Science and Technology, vol. 228, no. 06, pp. 34-40, 2023, doi: 10.34238/tnu-jst.7259. - HĐGSNN tính 0.75 điểm.
4. T. Thu Trang, "Clarifying Contribution of SERS Mechanism Based on Semiconductor Material - ZnO Microtube in Probing Methylene Blue," VNU Journal of Science: Mathematics - Physics, vol. 40, no. 1, 2024-03-20 2024, doi: 10.25073/2588-1124/vnumap.4888. – HĐGSNN tính 1 điểm.
5.2. Sản phẩm đào tạo
- Hỗ trợ đào tạo 01 NCS đúng hướng nghiên cứu của đề tài. ThS.NCS. Phạm Thị Ngà (CNĐT đồng hướng dẫn)
- Đào tạo 01 thạc sĩ, bảo vệ thành công và có nội dung theo hướng nghiên cứu của đề tài: “Nghiên cứu chế tạo cảm biến huỳnh quang nhằm ứng dụng phát hiện thuốc trừ sâu” Luận văn thạc sĩ ngành Quang học, Trường Đại học Khoa học – ĐHTN. CNĐT là hướng dẫn chính.
5.3. Sản phẩm ứng dụng
- 01 quy trình chế tạo cảm biến huỳnh quang để phát hiện thuốc trừ sâu thuộc họ Organophosphrus
- 200 ml dung dịch nano kim loại được chức năng hóa với các chất màu RhB, R6G.
- 01 báo cáo thử nghiệm ứng dụng cảm biến huỳnh quang để phát hiện nhanh thuốc trừ sâu thuộc họ Organophosphorus.
6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu
- Kết quả của đề tài được công bố là các bài báo khoa học trên các tạp chí trong nước và quốc tế.
- Báo cáo của đề tại được lưu tại thư viện làm tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu, giảng dạy và học tập các bậc đại học và sau đại học ngành Vật lý, quang học, khoa học vật chất… tại đại học Thái Nguyên.
- Kết quả nghiên cứu chế tạo các cảm biến huỳnh quang để phát hiện thuốc trừ sâu sẽ được chuyển giao đến các sinh viên, học viên, giảng viên và các nhà khoa học quan tâm.
