| Kết quả chính của đề tài | - Về khoa học: (1) Đã chế tạo được nhiều hệ vật liệu để làm điện cực TENG. Trong đó đã tìm được vật liệu mới cho điện cực TENG sử dụng tổ hợp polymer PGMG-GA-PVA dựa trên PHMG (Polyhexamethylene guanidine hydrochloride), PVA (Polyvinyl Alcohol) và GA (Glutaraldehyde). Cấu trúc TENG chế tạo được bằng phương pháp in 3D cho điện áp đỉnh 664,5 V, dòng ngắn mạch 116,8 uA, với lực nhấp-nhả 10 N tần số 1 Hz. Giá trị điện áp duy trì 98% sau 360.000 vòng nhấp nhả (kết quả được công bố tại RSC Advances 2025, 15, 18327). (2) Đã thử nghiệm chế tạo được các điện cực TENG bằng các công nghệ khác nhau như in 3D, eletrospinning, phương pháp đúc, phương pháp gạt phủ,... Bằng phương pháp gạt phủ đã chế tạo được cấu trúc TENG dựa trên chitosan–polyhexamethylene guanidine hydrochloride - glutaraldehyde (CS-PHMG-GA) cho giá trị điện áp đỉnh 1470,6 V, công suất 12 mW tại tải 10 MΩ ở độ ẩm 40%; hoạt động ổn định trong điều kiện độ ẩm cao đến 90% (thế mạch hở 862,7 V, công suất đầu ra 6,5 mW). Cấu trúc TENG thể hiện hoạt tính kháng khuẩn rất mạnh, loại bỏ hiệu quả vi khuẩn E. coli (ở nồng độ 1,6 × 104 CFU mL-1) và S. aureus (ở nồng độ 1,7 × 104 CFU mL-1) chỉ trong vòng 60 giây ở độ ẩm tương đối 90% (kết quả được công bố tại RSC Advances 2025, 15, 844). (3) Đã thiết kế, chế thử các cấu trúc TENG theo các nguyên lý nhấp-nhả, trượt, một điện cực, tự do. Tuỳ vào ứng dụng cụ thể để lựa chọn nguyên lý phù hợp trong đó cấu trúc TENG nhấp- nhả phù hợp hơn cho nhiều ứng dụng. Các cấu trúc được thiết kế là một khối thống nhất, có thể làm việc, thử nghiệm độc lập. (4) Đã thiết kế, chế tạo thành công module TENG cho chiếu sáng LED, gồm 4 cấu trúc TENG tiếp xúc nhấp-nhả được ghép song song. Điện áp ra của module sau chỉnh lưu đạt 288 V; xung dòng điện (đỉnh) 340 µA, xung điện áp (đỉnh) 680 V, công suất 0,23 W. (5) Đã công bố được 02 bài báo trên tạp chí SCIE, 01 bài báo VAST2 và 01 bài kỷ yếu hội nghị trong nước. Tham gia đào tạo 01 NCS, 01 học viên cao học liên quan đến TENG. - Về ứng dụng: |
| Những đóng góp mới | (1) Đã nghiên cứu ra vật liệu mới cho TENG dựa trên polyme nitrocellulose/polymethyl methacrylate, polyhexamethylene guanidine hydrochloride-glutaraldehyde- polyvinyl alcohol (PHMG-GA-PVA), chitosan - polyhexamethylene guanidine hydrochloride-glutaraldehyde (CS-PHMG-GA), polyme polyvinyl chloride/polyvinylidene fluoride (PVC/PVDF) áp dụng các phương pháp chế tạo đa dạng (đúc, in 3D, electrospinning, gạt phủ). (2) Đã thiết kế các cấu trúc TENG tiếp xúc nhấp - nhả, trượt, một điện cực và tự do và module TENG cấp nguồn cho LED. (3) Đã khảo sát tính chất điện và kháng khuẩn của vật liệu, module TENG. Cấu trúc TENG CS-PHMG-GA/FEP cho giá trị điện áp đỉnh - đỉnh đạt 1470,6 V và công suất 12 mW tại tải 10 MΩ ở độ ẩm 40%. Ngoài ra, cấu trúc TENG còn thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ, loại bỏ hiệu quả vi khuẩn E. coli (ở nồng độ 1,6 × 104 CFU mL-1 và S. aureus (ở nồng độ 1,7 × 104 CFU mL-1) chỉ trong vòng 60 giây ở độ ẩm tương đối 90%. (4) Đã hình thành được nhóm nghiên cứu về TENG tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, mở ra tiềm năng hợp tác quốc tế về TENG. *** Sản phẩm cụ thể giao nộp: - Các bài báo đã công bố (liệt kê) (i) Nguyen T. T. Duong, Le T. T. Tam, Doan T. Tung, Nguyen T. Dung, Nguyen A. Duc, Ngo T. Dung, Phan N. Hong, Le T. Lu and Phan N. Minh, Mechanical and electric friction properties of Polymethyl methacrylate – Nitrocellulose blend polymer for triboelectric nanogenerators, Communications in Physics, 34 (3) (2024), 227-236. https://doi.org/10.15625/0868-3166/20197 (VAST2) (ii) D. T. Tung, L. T. T. Tam, N. T. T. Duong, H. T. Dung, N. T. Dung, N. A. Duc, P. N. Hong, N. T. Dung, P. N. Minh and L.T. Lu, A novel polymer composite from polyhexamethylene guanidine hydrochloride for high performance triboelectric nanogenerators (TENGs), RSC Adv., 2025, 15, 844-850. 10.1039/d4ra07768g (SCIE) (iii) Doan T. Tung, Hoang T. Dung, Le T. T. Tam, Bui V. Cuong, Ha M. Dung, Duong V. Dat, Ngo T. Dung, Nguyen T. Dung, Phan N. Minh, Le T. Lu, Antibacterial and electrical performance of triboelectric nanogenerators based on polyhexamethylene guanidine hydrochloride in high humidity environments, RSC Adv., 15 (2025) 18237-18244. https://doi.org/10.1039/D5RA02735G (SCIE) (iv) Nguyen Thi Thuy Duong, Doan Thanh Tung, Duong Van Thiet, Nguyen Tuan Dung, Hoang Tran Dung, Nguyen Thi Ngoc Linh, Le Trong Lu, Phan Ngoc Minh, A study on mechanical and electrical properties of some systems of nano energy conversion devices (TENG, THEG), Proceeding of IWVA 2023, 08-11 November 2023, Phan Thiet, Vietnam, 387-390. (NMD-048-P) - Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ) + 05 bản vẽ kỹ thuật: 4 cấu trúc TENG: nhấp nhả, trượt, đơn cực và tự do, 1 Module TENG chiếu sáng LED. + 04 cấu trúc TENG: Kích thước đơn mẫu: 01 mẫu 13 cm x 13 cm; 02 mẫu 13,5 cm x 13,5 cm; 01 mẫu 13 cm x 14 cm; Hoạt động phát điện được theo cơ chế ma sát điện. + 01 module TENG: Điện áp một chiều sau chỉnh lưu 288 V, công suất đỉnh của module 0,23 W, độ bền hoạt động > 10000 chu kỳ. Được bảo quản tại Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. |