Nhà khoa học chế tạo thành công máy đo nồng độ cồn

Thoạt tiên, TS Toàn dự định nghiên cứu các loại vật liệu nhạy khí. Mục đích là chế tạo chíp cảm biến dò khí ô nhiễm môi trường và khí dễ cháy nổ. Ý tưởng nảy sinh sau khi bà tiến hành khảo sát hầu hết mọi thiết bị đo khí ở Việt Nam, từ hầm mỏ cho tới công ty xăng dầu. Theo kết quả khảo sát, mặc dù máy đo cầm tay ngoại nhập đắt tiền song chíp cảm biến hay hỏng, không sửa chữa được do thiếu linh kiện thay thế. Nguyên nhân hỏng hóc là do chip cảm biến bị chết.

Vào năm 2002, TS Toàn đã chế tạo thử chip cảm biến từ vật liệu nhạy khí. Khi mang chip sang ĐH Tổng hợp Oulu (Phần Lan) để kiểm tra và chuẩn hoá, kết quả thật đáng khích lệ: chip cảm biến của bà nhạy hơn so với một loại chip khác do ĐH Oulou chế tạo. Như vậy, chip cảm biến có độ nhạy cao do TS Toàn chế tạo mở ra khả năng chế tạo thiết bị cầm tay để dò nhiều loại khí. Nó đã được thử nghiệm đối với khí CO, NO, NO2, CH4 (methan) và thậm chí là hơi cồn. Tới giữa năm 2004, TS Toàn đã thiết kế lại để giảm công suất chip từ 1,5-3W xuống còn 0,15-0,4W, do đó hạ thấp mức năng lượng mà chip tiêu thụ.   

Bước ngoặt xảy ra vào cuối tháng 11-2004 khi các lực lượng chức năng tại TP Hồ Chí Minh tiến hành thí điểm đo nồng độ cồn trong hơi thở của người điều khiển phương tiện giao thông trên địa bàn Quận Bình Tân bằng thiết bị ngoại. Nhận thấy đây là một cơ hội tốt để triển khai ứng dụng rộng rãi loại chip cảm biến độ nhạy cao, nhóm nghiên cứu gần chục người do TS Toàn đứng đầu, đã lao vào chế tạo máy đo nồng độ cồn dựa trên những thành quả nghiên cứu của các năm trước đó. TS Toàn tâm sự: ''Dự định của chúng tôi là chế tạo máy đo khí ga hóa lỏng rò rỉ cho công ty xăng dầu; khí CO, CH4 cho hầm mỏ và hơi rượu cồn trong năm 2005. Không ngờ, Việt Nam triển khai đo nồng độ cồn nhanh quá và chúng tôi phải chạy theo thị trường''.

Sau hơn hai tháng miệt mài làm việc, kể cả lúc sát Tết Nguyên Đán, thành quả lao động của họ chính là máy đo nồng độ cồn NPO-2005 (Portable breath Alcolhol Meter) có tích hợp con chip cảm biến. Trái tim của chip cảm biến là màng mỏng oxít đất hiếm kim loại chuyển tiếp (ABO3). Màng có diện tích 6mm2 và được tạo nên từ vô vàn tinh thể ABO3 cỡ vài nanomet liên kết với nhau. Hơi rượu cồn trong luồng khí thổi vào máy sẽ phản ứng với oxy trên bề mặt tinh thể, tạo ra CO2, hơi nước và điện tích. Các thành phần này làm thay đổi độ dẫn của màng và sự thay đổi đó tỷ lệ với nồng độ rượu cồn trong hơi thở. Sau vài chục giây, kết quả đo được hiện thị lên màn hình nhỏ với độ chính xác cao và có thể đo chính xác nồng độ cồn trong hơi thở từ 0 tới 100mg/l.

Máy NPO-2005 có thể đo 999 lần, lưu trữ kết quả đo (thời gian đo, nồng độ hơi cồn và số thứ tự) và cho phép đọc lại kết quả khi cần. Để đảm bảo vệ sinh, máy sử dụng ống thổi dùng một lần cho mỗi người được kiểm tra. Chỉ phải nạp điện cho máy sau khoảng 6 giờ làm việc liên tục. Theo TS Toàn, lợi ích của máy chế tạo trong nước là dễ dàng sửa chữa và thay thế linh kiện khi hỏng. Hiện vẫn chưa thể ước tính được giá thành vì NPO-2005 mới được sản xuất có vài chiếc để thử nghiệm. Tuy nhiên, nếu thương mại hoá thành công sản phẩm này, giá thành sẽ chỉ bằng 70% thiết bị ngoại nhập.

Chiều 3-3 tại phòng làm việc, trước lúc ra sân bay đi TP Hồ Chí Minh để giới thiệu sản phẩm, TS Toàn cho biết thêm nhóm nghiên cứu của bà sẽ tập trung vào sản xuất và thử nghiệm thực tế ba loại sản phẩm gồm máy đo nồng độ rượu cồn, đo khí ga hóa lỏng và đo CO, CH4 trong năm 2005. Chuyến đi công tác lần này của bà cũng nhằm mục đích thử nghiệm xem máy có đạt yêu cầu sử dụng thực tế hay chưa để còn hoàn thiện tiếp cũng như so sánh với các máy ngoại nhập đang được sử dụng hiện nay. Vẫn với mong mỏi như bao nhà khoa học khác, bà nói: ''Nếu máy đo này đáp ứng được nhu cầu thị trường, tôi chỉ hy vọng tìm được đối tác để sản xuất máy''.