Phát triển hệ thiết bị FET (field effect transistor) trên cơ sở vật liệu nano carbon bằng kỹ thuật in phun và định hướng ứng dụng trong chẩn đoán sớm sự nhiễm vi khuẩn Sepsis ở người.

Trong nhiệm vụ này, nhóm nghiên cứ đã tổng hợp và ứng dụng thành công vật liệu nano các bon (oxit graphene dạng khử, rGO) trong cảm biến dựa trên transistor hiệu ứng trường (FET). Lớp vật liệu rGO phủ lên kênh dẫn của FET làm tăng độ dẫn điện và hiệu ứng chuyển điện tử (electron transfer) trên kênh. Kết quả là độ nhạy của FET tăng lên đáng kể so với trước khi được chức năng hoá bởi rGO. Độ nhạy của thiết bị đạt 2.0 µA.mM-1.cm-2 và giới hạn phát hiện đạt 250 µM.

Với sự hợp tác, hỗ trợ của đối tác tại phòng thí nghiệm Itodys vật liệu rGO cũng đã được khảo sát với các công thức mực in khác nhau dùng cho máy in phun DMP-2831. Mực in rGO sau đó được in thành công lên đế Kapton.

Phía đối tác vẫn đang tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu sử dụng máy in phun để in trực tiếp điện cực trên cơ sở các loại mực in graphene. Phía chúng tôi đã và đang tối ưu hoá chất lượng của vật liệu rGO cũng như tạo các công thức mực in trên cơ sở rGO dùng cho máy in phun.

Nhiệm vụ cũng góp phần đào tạo thế hệ trẻ với 02 học viên thạc sỹ tại trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội.

Sản phẩm cụ thể giao nộp:

- Các bài báo đã công bố:
[1] Thi Thu Vu, Thi Ngoc Nga Dau, Cong Thanh Ly, Do Chung Pham, Thi Thanh Ngan Nguyen, and Van Trinh Pham, Aqueous electrodeposition of (AuNPs/MWCNT-PEDOT) composite for high-affinity acetylcholinesterase electrochemical sensors, Journal of Materials Science 55 (2020) 9070-9081.
[2] Nguyen Thi Thanh Ngan, Nguyen Danh Thanh, Nguyen Thi Lan, Duong Thanh Tung, Cao Thi Thanh, Nguyen Van Chuc, Vu Thi Thu, Liquid-gated field-effect-transistor based on chemically reduced graphene oxide for sensing neurotransmitter acetylthiocholine, Communications in Physics 32(3) (2022). DOI:https://doi.org/10.15625/0868-3166/16737.
- Đào tạo: 02 thạc sỹ.

Vật liệu rGO chức năng hoá kênh dẫn FET thay vì vật liệu graphene đã cho thấy hiệu quả trong việc tăng độ nhạy của cảm biến cũng như độ linh động của các hạt tải trên kênh dẫn của thiết bị. rGO qua đó cũng cho thấy là vật liệu hứa hẹn và phù hợp cho việc chế tạo mực in để trực tiếp in các linh kiện của cảm biến bằng phương pháp in phun.

Thông qua nhiệm vụ, nhóm nghiên cứu đã phát triển hơn nữa sự hợp tác đôi bên với phía đối tác. Hướng nghiên cứu sử dụng máy in phun để in linh kiện và chủ động trong chế tạo mực in trên cơ sở graphene và dẫn xuất của graphene sẽ mang lại triển vọng to lớn không chỉ trong hoạt động nghiên cứu tại USTH và VAST mà còn ở Việt Nam. Từ kết quả của nhiệm vụ này, chúng tôi dự kiến xây dựng các dự án nghiên cứu mới với phía đối tác (Đại học Paris Diderot, Pháp) và mong nhận được sự hỗ trợ của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đặc biệt là Ban Hợp tác Quốc tế.