Thiết bị đo và định vị từ trường Trái đất độ nhạy cao được chế tạo tại Việt Nam dựa trên hiệu ứng từ giảo-áp điện và kỹ thuật GPS

        Cảm biến nhạy từ trường hiện đang là một trong những hướng rất được quan tâm trong nhiều lĩnh vực khác nhau như thăm dò, khoan trắc khoán sản; dò tìm dưới đáy biển; cảnh bảo sớm các thiên tai và đặc biệt là các ứng dụng trong tác chiến quân sự. Cùng với đó, định hướng và mục tiêu của Phòng thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Micro và Nano trong giai đoạn hiên nay là tập trung phát triển các sản phẩm ứng dụng dựa trên thế mạnh sẵn có về nghiên cứu cơ bản của phòng thí nghiệm.

Hình ảnh nhóm nghiên cứu chụp tại buổi thử nghiệm trên biển Cát Bà - Hải Phòng

        Do vậy mà ý tưởng về một thiết bị từ kế vector khảo sát từ trường Trái đất có độ nhạy cao đủ để đáp ứng cho nhiều ứng dụng thực tiễn đã được nhóm xây dựng và cụ thế hóa. Quá trình phát triển cho sản phẩm này gắn chặt với các nghiên cứu về vật liệu từ giảo-áp điện và hiệu ứng của nó. Đây là một hiệu ứng thú vị cho phép biến đổi năng lượng từ thành năng lượng điện giúp ghi nhận tín hiệu của các biến đổi từ tính ở lối ra. Tuy nhiên, để đạt được một hiệu quả về độ nhạy của cảm biến cao đến độ nhạy nanoTesla thì phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ lõi chính là công nghệ chế tạo cảm biến. Rất nhiều khó khăn đã gặp phải khi nhóm tìm cách cải tiến chất lượng của cảm biến và cuối cùng bằng kinh nghiệm nhiều năm trong nghiên cứu về vật liệu này cùng với đó là sự sáng tạo của PGS.TS. Đỗ Thị Hương Giang thì đã giúp nhóm có được một bằng sáng chế của Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền vào năm 2019.

Hình ảnh các thành viên trong nhóm đang bố trí thiết bị phục vụ đo thử nghiệm

        Sản phẩm chế tạo được đã được tiến hành kiểm định, đánh giá và chạy thử nghiệm trong điều kiện từ trường Trái đất thực tế. Các kết quả thu được cho thấy, thiết bị đo có độ nhạy cao cỡ nanoTesla (với từ trường Trái đất trung bình tại Việt Nam vào khoảng 40.000 nanoTesla) độ phân giải đạt được là 0.1 nanoTesla, và dải đo từ trường có thể lên tới 150.000 nanoTesla. Nếu so sánh các thông số đặc trưng của cảm biến từ trường dựa trên hiệu ứng này với các hiệu ứng khác thì khá tương đương thậm chí còn tốt hơn so với các cảm biến cùng hiệu ứng hiện nay trên thế giới. Tuy nhiên công nghệ để chế tạo ra cảm biến dựa trên hiệu ứng từ giảo-áp điện này lại đơn giản hơn rất nhiều, tính nội địa hóa cao và hơn nữa là được chế tạo bởi chính những thành viên và máy móc sẵn có tại phòng thí nghiệm. 

 Bộ ổn định cho thiết bị cùng với màn hình hiển thị của cảm biến

Các kết quả do của thiết bị đã được ghi nhận ở nhiều vị trí trên vùng biển Cát Bà

        Khi nhắc tới một sản phẩm công nghệ được thương mại hóa thì yêu tố công nghệ lõi chính là thứ giúp cho sản phẩm đó có chỗ đứng trên thị trường. Đối với sản phẩm máy đo và định vị từ trường này thì nhóm nghiên cứu đã nắm được toàn bộ công nghệ sản xuất cho cảm biến cũng chính là cốt lỗi công nghệ của cả thiết bị và có khả năng nâng cấp cũng nhưng cải tiến cho từng ứng dụng riêng biệt. Những điểm trên càng củng cố cho định hướng ban đầu của phòng thí nghiệm là hướng tới các sản phẩm ứng dụng thực tiễn.

        Bằng sáng chế cũng như sản phẩm này của phòng thí nghiệm sẽ là một trong những cơ sở thực tiễn nhất để đưa ra và kết hợp với những nhà sản xuất tiềm năng từ đó thương mại hóa các sản phẩm khoa học xuất phát nghiên cứu trong phòng thí nghiệm-thứ mà đang rất cần hiện nay tại nước ta.

Hình ảnh chụp cùng GS. VS. Nguyễn Văn Hiệu nhân ngày thành lập trường

        Sự phát triển của khoa học công nghệ nước ta đang diễn ra rất mạnh mẽ không chỉ riêng trong các lĩnh vực nổi bật nhưng công nghệ thông tin, điện tử viễn thông mà ngay cả vật lý - lĩnh vực được coi là nghiên cứu cơ bản thì chúng ta vẫn có thể thấy được những bước tiến rõ rệt thể hiện được rõ ràng sự khát vọng, năng động và tinh thần đổi mới sáng tạo trong mỗi nhà khoa học hiện nay. 

HÌnh ảnh bộ 5 sản phẩm đã được hoàn thiện

        Trong một buổi phỏng vấn với Trường Đại học Công nghệ - ĐHQGHN, PGS. TS. Đỗ Thị Hương Giang đã nhận định rằng: chính sự cởi mở, chia sẻ và trao đổi thông tin giữa các nhóm nghiên cứu khác nhau đã giúp cho các sản phẩm khoa học công nghệ có cơ hội phát triển và thành công. Những sản phẩm hay cũng đề tài nghiên cứu chính là chiếc cầu nối giúp kết nối các nhóm hay các nhà khoa học ở nhiều lĩnh vực lại với nhau giúp tăng kiến thức và mở ra nhiều cơ hội hợp tác cùng nghiên cứu giải pháp để giải quyết các vấn đề thực tiễn hiện nay.