นักศึกษาประดิษฐ์อุปกรณ์ตรวจจับก๊าซพิษในสิ่งแวดล้อม

อุปกรณ์ที่พัฒนาโดยกลุ่มนักศึกษาจากสถาบันฟิสิกส์เทคนิค มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ฮานอย สามารถตรวจจับก๊าซพิษ เช่น NH3, H2S... ในสิ่งแวดล้อมได้

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2564 โด วัน มินห์ นักศึกษาชั้นปีที่ 63 ของสถาบันฟิสิกส์เทคนิค ได้ริเริ่มแนวคิดการออกแบบและผลิตอุปกรณ์สำหรับวัดก๊าซพิษในสิ่งแวดล้อม ภายใต้การชี้นำของอาจารย์ มินห์ได้ร่วมกับ เจือง ฮอง เกือง, เหงียน ถิ ไม อันห์ และเหงียน หง็อก มินห์ ร่วมกันพัฒนาแนวคิดนี้

หลังจากการวิจัยเป็นเวลา 2 ปี เครื่องวัดก๊าซพิษของกลุ่มนักศึกษาได้รับการอัพเกรดเป็น 3 เวอร์ชัน โดยมี 3 ส่วนหลัก ได้แก่ เปลือก วงจรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ การประมวลผลสัญญาณ และห้องวัด

คุณมินห์กล่าวว่าในสภาพแวดล้อมการผลิตเชิงอุตสาหกรรม มักพบก๊าซพิษหลายประเภท เช่น กลุ่ม NOx, NH3, H2S และ COx ซึ่งกลุ่ม NOx, H2S และ NH3 ส่งผลโดยตรงต่อสุขภาพของมนุษย์ ความเข้มข้นมาตรฐานของก๊าซเหล่านี้ในสภาพแวดล้อมการทำงานต้องต่ำกว่า 50 ppm อุปกรณ์ตรวจวัดที่ผลิตโดยกลุ่มนี้สามารถตรวจจับก๊าซพิษในระดับต่ำ (ความเข้มข้นของก๊าซ 10 ppm) และจะส่งสัญญาณเตือน

อุปกรณ์วัดความเข้มข้นของก๊าซในสิ่งแวดล้อมที่กลุ่มนักศึกษาคิดค้นขึ้น ภาพ: NVCC — อุปกรณ์วัดความเข้มข้นของก๊าซในสิ่งแวดล้อมที่กลุ่มนักศึกษาคิดค้นขึ้น มีหน้าจอแสดงค่าความเข้มข้น ภาพ: *NVCC*

จุดสำคัญและยากที่สุดคือการวิจัยเซ็นเซอร์ที่สามารถทำงานได้เหมือนสวิตช์เปิด-ปิดวงจรไฟฟ้า ในการใช้งานนี้ ก๊าซพิษจะทำหน้าที่เป็นแรงกระทบจากภายนอกที่ทำให้สวิตช์ทำงานโดยการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทาน กลุ่มวิจัยได้เลือก V2O5 เป็นวัสดุสำหรับการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ก๊าซ ที่อุณหภูมิห้อง V2O5 สามารถตอบสนองต่อก๊าซชนิดเดียว คือ แอมโมเนีย (NH3) แต่สำหรับก๊าซพิษชนิดอื่นๆ เช่น H2S, CO, CO2, NO2... แทบจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ หมายความว่าเซ็นเซอร์ไม่สามารถตอบสนองต่อก๊าซชนิดอื่นนอกจาก NH3 ได้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์มีความสามารถในการเลือกสูงภายในขีดจำกัดความเข้มข้นของก๊าซที่ 500 ppm ตามที่กลุ่มวิจัยได้ศึกษา

มินห์กล่าวว่าการทดสอบภาคปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์นี้สามารถตรวจจับก๊าซพิษในสิ่งแวดล้อมและส่งสัญญาณเตือนได้ เมื่อความเข้มข้นของก๊าซเกินระดับมาตรฐาน 50 ppm อุปกรณ์จะส่งสัญญาณเตือนด้วยเสียง นอกจากการเตือนแล้ว อุปกรณ์ยังมีหน้าจอแสดงค่าความเข้มข้นของก๊าซที่จะวัด และวาดกราฟสัญญาณแสดงการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้น

ปัจจุบันมีผลิตภัณฑ์ตรวจวัดก๊าซพิษในสิ่งแวดล้อมวางจำหน่ายในท้องตลาดหลายประเภท ทั้งนำเข้าจากจีน เยอรมนี และญี่ปุ่น มีราคาตั้งแต่หลายล้านไปจนถึงหลายร้อยล้านดองเวียดนาม เวียดนามมีผลิตภัณฑ์บางประเภทที่พัฒนาโดยเวียดนาม แต่หัววัดก๊าซ (ชิปเซ็นเซอร์) ส่วนใหญ่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ

กลุ่มนักศึกษาในวันรับรางวัลผลงานวิจัยนักศึกษาแห่งชาติ ประจำปี 2565 ภาพ : NVCC — กลุ่มนักศึกษาในวันรับรางวัลผลงาน วิจัย นักศึกษาแห่งชาติ ประจำปี 2565 ภาพ : *NVCC*

ศาสตราจารย์เหงียน ดึ๊ก ฮวา รองผู้อำนวยการสถาบันฝึกอบรมนานาชาติด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ (ITIMS) มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฮานอย และอาจารย์ผู้สอน ประเมินว่านี่เป็นผลิตภัณฑ์วิจัยสำหรับนักศึกษา ตั้งแต่การผลิตวัสดุ ชิปเซ็นเซอร์ ไปจนถึงวงจรวัดและการแสดงผลข้อมูล... ผลิตภัณฑ์นี้ยังอยู่ในขั้นตอนการทดสอบ แต่ "ข้อดีคือทางกลุ่มได้ผลิตชิปเซ็นเซอร์ที่มีคุณสมบัติโดดเด่น เช่น การใช้พลังงานต่ำ อัตราการตอบสนองสูง และสามารถตรวจจับก๊าซพิษที่ความเข้มข้นต่ำได้" คุณฮวากล่าว เขาเสนอว่าผลิตภัณฑ์นี้จำเป็นต้องปรับปรุงการออกแบบและคุณสมบัติการทำงานบางอย่างเพื่อให้เหมาะสมและสะดวกต่อการใช้งานในชีวิตประจำวัน

งานวิจัยของกลุ่มเพิ่งได้รับรางวัลรองชนะเลิศในการแข่งขันวิจัยทางวิทยาศาสตร์นักศึกษาแห่งชาติ ประจำปี 2565

บิชเทา

ลิงค์ที่มา