định hướng nghiên cứu của các PTN liên quan đến khoa học và công nghệ vật liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
_______________________

ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA CÁC PTN LIÊN QUAN ĐẾN
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

TT
Tên PTN
Định hướng nghiên cứu
I
Trường Đại học Bách Khoa
1
PTN trọng điểm
Quốc gia Vật
liệu Polymer &
Composite
PTN tập trung nghiên cứu theo 04 hướng chính sau:
(1) Vật liệu polyme và compozit tiên tiến (Advanced
Polymer and Composite Materials)
- Vật liệu polyme dẫn điện: ứng dụng trong solar cell,
các vi mạch, OLED
- Vật liệu nanocomposite trên nền polymer, cao su gia
cường bằng nanoclay, cacbon nanotube … có tính
năng đặc biệt: như có khả năng chịu nhiệt cao, chịu
mài mòn, có khả năng chống thấm khí, giảm nội nhiệt
và kháng ăn mòn, chống rung, có khả năng hấp thụ
sóng radar… nhằm ứng dụng các ngành công nghiệp,
vận tải, xây dựng, quân sự…
(2) Vật liệu polyme và compozit thân thiện môi
trường, có khả năng phân hủy sinh học (Green

Composite, Biodegradable polymer, Biodegradable
composite)
- Vật liệu composite trên nền polyme gia cường bằng
sợi thiên nhiên: như sợi xơ dừa, sợi sisal, sợi đay…
nhằm ứng dụng trong ngành xây dựng, trang trí nội
thất, các phụ kiện xe hơi…
- Vật liệu polymer, composite có khả năng phân hủy
sinh học trên nền PLA, PHB
- Vật liệu tái chế: tái chế phế phẩm như bao bì, chai lọ
bằng nhựa PP, PP/PE, PET… nhằm giảm ô nhiễm môi
trường.
(3) Vật liệu polyme y sinh
- Các vật liệu hydrogel y sinh nhạy nhiệt và pH: phục
vụ dẫn truyền thuốc chữa bệnh
- Các vật liệu polymer dùng làm dụng cụ / phụ kiện y
sinh như stent thông mật, răng

(4) Vật liệu composite nâng cao thay thế vật liệu
truyền thống (thép, gỗ): ứng dụng trong công nghiệp hóa
chất, phụ kiện ô tô, xây dựng, giao thông …
2
PTN Công nghệ
Vật liệu

Các lĩnh vực tập trung nghiên cứu trong giai đoạn hiện nay
được xây dựng dựa trên số lượng nhân lực hiện có là:
- Vật liệu nano
- Vật liệu dẫn điện
- Vật liệu áp điện
- Vật liệu ứng dụng trong lĩnh vực năng lượng: organic

solar cell, solar cell, pin
Bên cạnh các hướng nghiên cứu được thực hiện hoàn toàn tại
PTN, một số hướng nghiên cứu cũng dự kiến được triển khai
trên cơ sở hợp tác và sử dụng nguồn nhân lực chung trong
khoa CNVL, trường Đại Học Bách Khoa là:
- Vật liệu sinh học (vật liệu y sinh, vật liệu môi trường,
vật liệu dễ phân hủy)
- Vật liệu composite
- Vật liệu siêu bền
- Vật liệu cao su
- Vật liệu hấp thụ sóng radar
- Vật liệu trong pin nhiên liệu
3
PTN Nghiên cứu
Cấu trúc Vật
liệu

Định hướng nghiên cứu tại PTN (4 hướng chính):
(1) Nghiên cứu tổng hợp, phân tích cấu trúc và ứng dụng
của vật liệu MOFs. Cụ thể gồm các nội dung sau:
- Tổng hợp và phân tích cấu trúc vật liệu MOFs sử dụng
các kim loại chuyển tiếp và các ligand chứa nhóm
carboxylic acid với những bộ khung carbon khác
nhau.
- Định hướng ứng dụng các vật liệu MOFs nói trong
lĩnh vực lưu giữ khí hydrogen, khí thiên nhiên, biogas
… làm nhiên liệu thay thế cho nguồn xăng, dầu, diesel
truyền thống.
- Định hướng ứng dụng các vật liệu MOFs trong lĩnh
vực lưu giữ khí carbon dioxide để sử dụng làm nguyên

liệu cho ngành công nghệ hóa học, làm dung môi xanh
(green solvent) carbon dioxide siêu tới hạn. Ngoài ra,
việc lưu giữ khí carbon dioxide còn được ứng dụng
trong lĩnh vực xử lý môi trường.
- Định hướng ứng dụng các vật liệu MOFs làm vật liệu

xúc tác acid rắn cho ngành tổng hợp hữu cơ thay thế
cho các xúc tác acid rắn truyền thống.
(2) Nghiên cứu tổng hợp, phân tích cấu trúc và ứng dụng
của các vật liệu xúc tác:
- Tổng hợp và xác định cấu trúc các loại vật liệu nano
từ tính (superparamagnetic nanoparticles) ứng dụng
làm xúc tác trong ngành tổng hợp hữu cơ, cũng như sử
dụng vật liệu nano từ tính làm chất mang xúc tác phức
kim loại chuyển tiếp theo định hướng của hóa học
xanh.
- Tổng hợp và xác định cấu trúc của các vật liệu xốp
trên cơ sở silicat như các vật liệu SBA-15, SBA-16 và
những vật liệu tương đương. Định hướng ứng dụng
các vật liệu này làm chất màng xúc tác hoặc biến tính
các vật liệu này làm xúc tác cho lĩnh vực tổng hợp hữu
cơ và hóa dầu.
- Tổng hợp và xác định cấu trúc của các vật liệu nano
kim loại, đặc biệt là những kim loại chuyển tiếp, định
hướng ứng dụng làm xúc tác nano cho lĩnh vực xử lý
khí thải, lĩnh vực tổng hợp hữu cơ và hóa dầu.
(3) Nghiên cứu tổng hợp, phân tích cấu trúc và ứng dụng
của các vật liệu chất lỏng ion (ionic liquid):
- Tổng hợp và xác định cấu trúc của các vật liệu chất
lỏng ion trên cơ sở các amine thơm và amine mạch hở,

các dẫn xuất chứa lưu huỳnh và phospho chứa những
bộ khung carbon khác nhau theo định hướng ứng
dụng.
- Tổng hợp và xác định cấu trúc của các vật liệu chất
lỏng ion có nguồn gốc từ thiên nhiên, từ những phế
phẩm nguồn gốc tự nhiên thay thế cho những nguyên
liệu nguồn gốc dầu mỏ theo định hướng của Hóa học
xanh.
- Định hướng ứng dụng các chất lỏng ion làm dung môi
xanh thay thế cho những dung môi hữu cơ dễ bay hơi,
dễ cháy nổ và độc hại trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ
hóa dược.
- Sử dụng các vật liệu MOFs, vật liệu xúc tác nano kim
loại chuyển tiếp, vật liệu silicat biến tính ở hai hướng
nghiên cứu nói trên làm xúc tác trong dung môi xanh

là các chất lỏng ion, ứng dụng trong lĩnh vực tổng hợp
hữu cơ hóa dược theo định hướng của hóa học xanh.
(4) Nghiên cứu điều chế, phân tích cấu trúc và ứng dụng
của các vật liệu nano nguồn gốc tự nhiên có hoạt tính
sinh học:
- Tìm kiếm những nguồn nguyên liệu có hoạt tính sinh
học sẵn có từ thiên nhiên ở Việt Nam để điều chế các
sản phẩm có cấu trúc nano khác với những sản phẩm
nguồn gốc tự nhiên truyền thống.
- Tìm điều kiện công nghệ thích hợp để sản xuất các vật
liệu nano hữu cơ nguồn gốc tự nhiên có thể áp dụng
vào thực tế sản xuất. Xác định cấu trúc và các thông
số hóa lý của những vật liệu nano hữu cơ làm cơ sở
cho việc ứng dụng vật liệu này.

- Kết hợp với Viện Hóa học Hà Nội, Trường Đại Học Y
Dược TP. Hồ Chí Minh, Trường Đại Học Khoa Học
Tự Nhiên - Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh trong
việc khảo sát hoạt tính sinh học của vật liệu nano hữu
cơ làm cơ sở cho việc ứng dụng vật liệu này trong lĩnh
vực thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và dược phẩm.
- Nghiên cứu đưa ra công nghệ sản xuất các sản phẩm
có sử dụng vật liệu nano hữu cơ nguồn gốc tự nhiên,
từ đó có thể chuyển giao công nghệ cho các cơ sở sản
xuất các sản phẩm thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và
dược phẩm.
4
PTN Công nghệ
Hóa học & dầu
khí

PTN tập trung nghiên cứu theo những hướng sau:
(1) Phát triển kỹ thuật siêu tới hạn các lĩnh vực:
Chế tạo vật liệu dược: phát triển các kỹ thuật tạo hạt
kích thước nano và submicro dược trong môi trường siêu với
hạn như RESS, RESOLV, RESS-SL, SAS
a. Trích ly và tinh chế dược liệu từ hợp chất thiên
nhiên: sử dụng CO
2
siêu tới hạn kết hợp đồng dung
môi trích ly và tinh chế một số dược liệu có giá trị
cao.
b. Các ứng dụng của kỹ thuật phản ứng trong môi
trường lưu chất siêu tới hạn vào các lĩnh vực:
- Các phản ứng tổng hợp bioethanol từ nguồn phế phẩm

nông nghiệp.
- Các phản ứng tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật

không ăn được trong môi trường cận và siêu tới hạn.
- Các phản ứng trong công nghệ hóa dầu như phản ứng
hydrocracking cặn dầu trong môi trường dung môi
hữu cơ siêu tới hạn.
- Các phản ứng tổng hợp vật liệu nano hợp chất vô cơ
trong môi trường siêu và cận tới hạn.
- Các phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại trong
nước thải.
(2) Công nghệ màng
- Nghiên cứu chế tạo màng lọc (MF, UF, NF, RO) trên
cơ sở vật liệu polymer (polyamide, polysulfone,…)
ứng dụng trong công nghệ hóa học, thực phẩm và môi
trường: sản xuất xăng sinh học, sản xuất nước ngọt từ
nước biển, cô đặc nước quả, xử lý nước sinh hoạt và
nước thải…
(3) Công nghệ chế biến biomass
Vật liệu hấp phụ có nguồn gốc sinh khối (Biomass)
- Nghiên cứu công nghệ chế tạo chất hấp phụ để tinh
chế biogas để làm nhiên liệu cho động cơ.
- Nghiên cứu công nghệ chế tạo chất hấp phụ để thu hồi
hơi xăng (hydro carbons) thất thoát từ các tổng kho
xăng dầu.
- Nghiên cứu công nghệ chế tạo than hoạt tính ứng
dụng trong chế biến thực phẩm và xử lý nước.
Biethanol từ phế phụ phẩm công nông nghiệp: phát
triển kỹ thuật sản xuất bioethanol từ phế phụ phẩm
rơm rạ, phế phụ phẩm trái cây, mỡ cá, dầu phế thải

(4) Ứng dụng kỹ thuật cao trong chế tạo vật liệu tiên tiến
ứng dụng trong vật liệu dược: các kỹ thuật phản ứng, kết
tinh, tạo hạt, trích ly trong môi trường siêu tới hạn, sóng siêu
âm, vi sóng, thủy nhiệt
-
: Các kỹ thuật khối phổ bao gồm: GC MS,
ICP MS, HPLC MS, LC MS MS trong phân tích các
hợp chất hữu cơ và kim loại như dư lượng thuốc trừ
sâu; xử lý ion kim loại nặng trong nước
5
PTN Vật lý tính
toán
PTN tập trung nghiên cứu theo 05 hướng sau:
(1) Vật lý vật liệu tính toán:
- Vật liệu kim loại và hợp kim (Fe, Ni, Co và các hợp

kim của các kim loại này với B và P). PTN tập trung
khảo sát các vấn đề sau:
Khảo sát cấu trúc vi mô
Khảo sát các hiện tượng tinh thể hóa kim loại
đơn nguyên tử: cơ chế nguyên tử của quá trình
chuyển pha.
Khảo sát hiện tượng nóng chảy của các kim
loại đơn nguyên tử, khảo sát cơ chế nguyên tử của
quá trình chuyển pha, khảo sát nhiệt độ nóng chảy ở
nhiệt độ cao và áp suất cao. Đây là hiện tượng được
đặt ra từ hơn 100 năm nay nhưng chưa được giải
quyết một cách tường tận.
Khảo sát các hiện tượng nhiệt động học của
kim loại và hợp kim.

Khảo sát quá trình chuyển pha từ lỏng sang vô
đinh hình.
Mô phỏng cấu trúc và các tính chất nhiệt động
học của các hợp kim phức tạp.
Tính cấu trúc điện tử và các tính chất liên quan
bằng phương pháp ab initio calculations.
- Các oxide (SiO
2
, GeO
2
, Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
, Al
2
O
3
-SiO
2
):
các oxide này đã được PTN khảo sát trong 5 năm qua.
Tuy nhiên, có thể tiến hành khảo sát các tính chất mới
bằng phương pháp ab initio calculations.
(2) Vật lý nano tính toán
- Khảo sát các hiện tượng tinh thể hóa, nóng chảy của

các hạt nano.
- Tính các tính chất nhiệt động học liên quan đến hiện
tượng tinh thể hóa và nóng chảy.
- Khảo sát các hiện tượng chuyển pha dạng solid-solid
trước khi xảy ra nóng chảy.
- Khảo sát sự phụ thuộc vào kích thước của các hiện
tượng tinh thể hóa và nóng chảy.
- Khảo sát cơ chế nguyên tử của các hiện tượng tinh thể
hóa và nóng chảy trong hạt nano.
- Khảo sát cấu trúc vi mô của các trạng thái rắn của hạt
nano.
(3) Vật lý thống kê tính toán
Khảo sát những hệ đơn giản đơn nguyên tử:

- Khảo sát quá trình chuyển pha từ lỏng sang vô định
hình.
Khảo sát pha rắn
Khảo sát cơ chế chuyển pha
Tính các tính chất nhiệt động học
- Khảo sát các hiện tượng tinh thể hóa và hiện tượng
nóng chảy.
- Khảo sát pha rắn của các hệ có thế tương tác đơn giản
khác như thế Honeycomb, Square,…Bên cạnh đó,
hướng đến tìm thế tương tác có thể tổ hợp
quasicrystals hoặc các hợp kim có cấu trúc phức tạp.
- Đẩy mạnh mô phỏng hệ 2 chiều (2D) với thế tương
tác Honeycomb đơn giản đơn nguyên tử vì đây là hệ
gần với vật liệu 2D quan trọng hiện nay (graphene,
silicene, germanene …): khảo sát cấu trúc và các
khuyết tật cấu trúc, khảo sát các hiện tượng chuyển

pha …
Trong thời gian tới, PTN dự kiến mở các lĩnh vực
nghiên cứu mới sau:
(1) Lĩnh vực vật lý sinh học tính toán: mô phỏng các
nguyên tử sinh học; mô phỏng các đối tượng của sinh
học phân tử nói chung như protein, AND; mô phỏng cơ
chế tấn công của các virus nguy hiểm đối với con
người như cơ chế của virus HIV tấn công vào tế bào,…
(2) Mô phỏng quasicrystals: khảo sát quá trình chuyển pha
từ lỏng sang quasicrystals; khảo sát ảnh hưởng của tốc
độ làm lạnh lên chuyển pha; khảo sát cấu trúc vi mô và
các tính chất nhiệt động học của quasicrystals; khảo sát
chuyển pha từ vô dịnh sang quasicrystals; khảo sát hiện
tượng lão hóa; thiết kế những thế tương tác để có thể
tạo quasicrystals đơn giản; khảo sát các tính chất vật lý
của quasicrystals
(4) Mô phỏng vật liệu 2 chiều (2D) một lớp nguyên tử
- Mô phỏng cấu trúc và các khuyết tật cấu trúc của vật
liệu 2 chiều (2D) một lớp nguyên tử như graphene,
silicene, germanene, … bằng phương pháp động lực
học phân tử và phương pháp DFT.
- Khảo sát các hiện tượng chuyển pha trong vật liệu 2D:
hiện tượng nóng chảy, hiện tượng thủy tinh hóa từ

trạng thái lỏng, hiện tượng tinh thể hóa. Khảo sát cơ
chế nguyên tử của hiện tượng chuyển pha, những quy
luật thay đổi của các đại lượng nhiệt động học, so
sánh với các hiện tượng tương ứng trong vật liệu 3D.
- Tính cấu trúc điện tử của vật liệu 2D bằng phương
pháp DFT: Khảo sát ảnh hưởng của khuyết tật lên cấu

trúc điện tử …
- Khảo sát tương tác giữa vật liệu 2D và môi trường
xung quanh: tương tác graphene-H2O, khảo sát khả
năng tạo thành những liên kết hóa học, ảnh hưởng của
các liên kết hóa học lên cấu trúc của vật liệu và cấu
trúc điện tử của vật liệu …
- Khảo sát pha vô định hình của vật liệu 2D, so sánh với
vật liệu 3D. Khảo sát cấu trúc điện tử của vật liệu 2D
vô định hình.
- Khảo sát hệ vật liệu 2D có kích thước tới hạn (dạng
nanoribbons): khảo sát cấu trúc lõi và cấu trúc biên,
khảo sát ảnh hưởng của kích thước lên cấu trúc, khảo
sát các hiện tượng chuyển pha trong hệ 2D có kích
thước tới hạn …
(5) Hóa-Lý tính toán
Trong hướng này chúng tôi nghiên cứu các phản ứng hóa
học dưới tác dụng của các chất xúc tác và tập trung vào
các chủ đề nghiên cứu cho các ứng dụng trong pin nhiên
liệu:
- Hoạt động của phản ứng hóa học dưới tác dụng của
các chất xúc tác.
- Sự bền vững của các chất xúc tác trong môi trường
acid.
- Cấu trúc vật liệu MOF.
- Ứng dụng của vật liệu MOF trong lưu trữ CO2 và H2.
 Đây là hướng nghiên cứu mới của Phòng thí nghiệm
vật lý tính toán và đã có một số công bố trên các tạp
chí quốc tế. Các phương pháp nghiên cứu sử dụng
trong lĩnh vực này bao gồm: các phép tính lý thuyết
phiếm hàm mật độ, các phương pháp kết hợp giữa

động lực học phân tử cổ điển với các phép tính lý
thuyết phiếm hàm mật độ, mô phỏng Monte Carlo, và
mô hình hóa toán học.

II
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
1
PTN Hóa lý ứng
dụng

PTN tập trung nghiên cứu theo những hướng sau:
(1) Các nguồn năng lượng mới và tái tạo (pin mặt trời, pin
nhiên liệu, pin sạc, pin ion lithium, nhiên liệu sinh học) và
truyền thống (các loại pin sơ cấp và thứ cấp):
- Pin mặt trời chất nhạy quang (Dye-sensitized solar
cell - DSC) trên cơ sở tinh thể nano dioxit titan: (i)
Vật liệu anốt - dioxit titan nano tẩm chất nhạy quang
(phức chất ruthenium); (ii) Vật liệu catốt - lớp phủ dẫn
điện có hoạt tính điện hóa (kim loại trơ, carbon nano,
polymer dẫn điện, …); (iii) Hệ điện ly lỏng, gel, rắn;
(iv) Chấm lượng tử (quantum dot) dùng thay thế/kết
hợp chất nhạy quang cho pin DSC; (v) Quy trình chế
tạo tấm pin DSC.
- Pin sạc và pin ion lithium:
Chế tạo pin sạc lithium-ion ở quy mô phòng thí
nghiệm để sử dụng cho các thiết bị di động với hiệu
thế tiêu chuẩn 3.8-4.2V và dung lượng 120-170
Ah/kg.
Nghiên cứu các vật liệu cho tụ điện điện hóa
Nghiên cứu thử nghiệm và chuyển giao công nghệ chế

tạo cho công nghiệp pin sạc với hiệu điện thế tiêu
chuẩn 3.8-4.2 V trong nước.
Nghiên cứu các thế hệ pin lithium-ion mới có công
suất cao: pin sạc có dải thế rộng 5 V, pin LFO/LTO,
pin lithium-không khí… dựa trên việc ứng dụng vật
liệu điện cực dương có tính năng mới (spinel, spinel
pha tạp, vật liệu phosphate…) và các chất điện giải
tiên tiến như chất lỏng ion
- Pin Nhiên liệu:
Nghiên cứu chế tạo pin nhiên liệu trên cơ sở oxi và
hydro sử dụng màng trao đổi proton (PEMFC). Thiết
kế và phát triển các hệ thống pin nhiên liệu PEMFC
quy mô pilot có khả năng đáp ứng dòng cao (100-
200A) dùng trong động cơ điện như xe hơi điện…
Chế tạo pin nhiên liệu trên cơ sở alcol hoạt động ở
nhiệt độ phòng (quy mô phòng thí nghiệm) phục vụ
cho các thiết bị di động.
Xây dựng các nghiên cứu cơ bản về cơ chế quá trình

xúc tác điện hóa bên trong pin nhiên liệu (phản ứng
oxi hóa nhiên liệu, phản ứng khử oxi). Chế tạo vật liệu
xúc tác cấu trúc nano cho PEMFC và SOFC.
- Biodieseltừ dầu mỡ phế thải (dầu ăn thải, mỡ cá basa,
mỡ gia cầm, …), dầu thực vật không ăn được ( dầu hạt
bông vải, dầu hạt cao su, và đặc biệt chú trọng đến dầu
hạt jatropha) theo các phương pháp: hóa nhiệt, hóa
siêu âm (sonochemistry) và đồng dung môi. Quy trình
công nghệ sản xuất bioethanol từ phế phẩm nông
nghiệp và biodiesel.
- Tổng hợp vật liệu khung kim loại – hữu cơ(metal-

organic framework – MOF) và zeolite imidazole
framework (ZIF) có bề mặt riêng lớn dùng cho lưu trữ
khí Hydro (dùng cho pin nhiên liệu), bắt giữ CO
2
(bảo
vệ môi trường), ứng dụng trong quang điện hóa (pin
mặt trời), chuyển hóa năng lượng và xúc tác.
(2)Nghiên cứu, chế tạo và đánh giá vật liệu tiên tiếnbằng
các kỹ thuật điện hóa hiện đại: vật liệu nano, vật liệu màng
mỏng, vật liệu phỏng sinh học, polymer dẫn điện, ….
Các kỹ thuật điện hóa bao gồm: quét thế tuyến tính và quét
vòng tuần hoàn (linear and cyclic voltammetry), các phương
pháp theo thời gian (chronoamperometry and
chronopotentiometry), phổ tổng trở điện hóa (electrochemical
impedance spectroscopy), các kỹ thuật stripping (anodic,
cathodic and adsorptive stripping techniques),
(3)Vật liệu Polymer:
- Tổng hợp polymer:
Phản ứng gốc tự do có kiềm soát ATRP (Atom
Transfer Radical Polymerization), RAFT, tổng hợp
copolymer.
Polymer khâu mạng quang hóa; polymer dẫn điện;
polymer nhánh cây (dendrimer)
Các hợp chất dị vòng
Polymer có hoạt tính sinh học, tương hợp sinh học,
phân hủy sinh học; polylactide và copolyme; tinh bột
và biến tính tinh bột.
Vật liệu composite và nanocomposite: PS/grapheme,
PMMA/graphene, EVA/graphene, PU/graphene,
polythiophene/graphene , PVDF/graphene, ; natural

rubber/organoclay, PP, PE/organoclay,
PCL/organoclay, PVC/organoclay, PU/organoclay,
rubber-g-PMMA/organoclay.
Polymer chống cháy
Màng polymer cho pin nhiên liệu
- Composiet nhiệt dẻo trên cơ sở sợi tự nhiên (sợi
chuối, sợi tre, …)
Cô lập và biến tính các polyme thiên nhiên: Cao su,
Chitosan, Axit Alginic.
- Tái chế nhựa: từ vỏ chai PET, từ sản phẩm
polycacbonat,…
(4)Quan trắc, phân tích ô nhiễm môi trường khí, đất,
nước và xử lý, phân hủy các chất độc hại, chế tạo các mẫu
test nhanh, mẫu hấp thu thụ động.
- Quan trắc và phân tích ô nhiễm môi trường
- Đào tạo cán bộ quan trắc và quản lý môi trường cho
các tỉnh. Phân tích mẫu, quan trắc môi trường theo
yêu cầu.
- Sản xuất cung cấp cho thị trường các mẫu test nhanh,
dụng cụ phục vụ cho quan trắc môi trường, vệ sinh an
toàn thực phẩm và ngành chăn nuôi, thủy hải sản.
- Tinh chế kim loại, điện phân thu hồi kim loại từ các
nguồn chất thải và phế liệu, phát triển các phương
pháp điện hóa và các hệ xúc tác phân hủy các nguồn ô
nhiễm, ….
(5)Hóa học xúc tác:
- Tìm kiếm và nâng cao hoạt tính xúc tác cho công
nghiệp Hóa Dầu, công nghiệp Hóa chất luôn là đòi hỏi
thường xuyên và cấp bách của thực tế đối với các nhà

nghiên cứu Hóa Lý.
- Chất xúc tác trong xử lý ô nhiễm môi trường;
- Chất xúc tác trong chuyển hóa năng lượng nhằm khai
thác hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo (có nguồn
gốc sinh học và mặt trời).
- Phát triển các hệ xúc tác để chế tạo các đầu dò sinh
học, các loại điện cực chọn lọc, điện cực enzyme, các
vi hệ thống loại dùng một lần để định lượng chất đúng
và chính xác để sử dụng trong y sinh, chẩn đoán bệnh,
phân tích và quan trắc môi trường,

(6) Hóa học nano:chế tạo các vật liệu nano kim loại bằng
phương pháp tổng hợp xanh; nano polymer, nano composite,
…
- Nano TiO2: kính xe, vật liệu tự làm sạch, anod quang
cho pin DSC, …
- Nano bạc: polyurethane chứa bạc nano xốp xử lý nước
nhiễm khuẩn, vải kháng khuẩn; khẩu trang, găng tay
y tế; gel rửa tay sát khuẩn, …
- Nano vàng: mỹ phẩm, kem chống lão hóa
- Nano đồng: thuốc bảo vệ thực vật (chống bệnh nấm
hồng ở cây cao su)
- Nano kẽm, nano platin: diệt khuẩn
- Nano chitosan
- Nano composite polyurethane – SiO2: vật liệu cách
nhiệt
(7)Ăn mòn và bảo vệ vật liệu kim loại trong các môi
trường: không khí, nước, đất, dầu khí, biển ,…
- Nghiên cứu các dạng ăn mòn cục bộ, những dạng ăn
mòn cực kỳ nguy hiểm và chỉ có thể khảo sát bằng

những phương pháp điện hóa hiện đại.
- Đánh giá, thử nghiệm các lớp phủ vô cơ và hữu cơ có
độ bền ăn mòn cao, thích hợp với điều kiện nhiệt đới,
với giá thành thấp, kéo dài tuổi thọ công trình, giảm
chi phí bảo dưỡng, giảm tác động có hại đến môi
trường.
- Tìm và điều chế các hệ ức chế ăn mòn có nguồn gốc
thiên nhiên và có tính thân thiện đối với môi trường
cho các công trình khai thác dầu khí (bơm ép vỉa, cần
khoan, ống chống, dung dịch khoan, …).
Trong giai đoạn từ 2013 – 2015 PTN tập trung nghiên cứu
vào lĩnh vực năng lượng tái tạo, Pin DSC, Vật liệu cho pin
sạc và tụ điện, Vật liệu cho pin nhiên liệu, Vật liệu xúc tác
nano, Hạt nano cho ứng dụng y sinh, Vật liệu Polymer và
Hóa Lý Môi trường.
2
PTN Phân tích
Trung tâm
Những hướng nghiên cứu chính mà PTN sẽ hướng đến là:
- Nghiên cứu xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ, các
thư viện thuốc hóa dược, các hoạt chất ly trích từ nguồn
thiên nhiên.
- Phân tích định lượng hàm lượng hoạt chất trong các loại

dược phẩm, thực phẩm chức năng bằng các thiết bị chính
xác như HPLC, CE, GC-MS, LC-MS, kiểm tra chất
lượng sản phẩm.
- Phân tích định tính, định lượng để kiểm tra các độc tố,
dư lượng kháng sinh, thuốc bảo vệ thực vật, hormon
tăng trưởng, thành phần và hàm lượng các loại phụ gia

có trong thực phẩm, dược phẩm, đánh giá vệ sinh an
toàn thực phẩm, bằng các thiết bị chính xác như HPLC,
CE, GC-MS, LC-MS.
- Nghiên cứu dược động học và xác định cấu trúc các chất
chuyển hóa của các loại hoạt chất sau khi đưa vào cơ thể,
phân tích hàm lượng hoạt chất trong huyết thanh, huyết
tương để chứng minh tương đương sinh học, sinh khả
dụng của dược phẩm bằng LC-MS phân giải cao, NMR.
- Nghiên cứu xác định cấu trúc các polymer sinh học như
protein, DNA, các loại vật liệu hữu cơ, vô cơ bằng LC-
MS phân giải cao, NMR, nhiễu xạ tia X.
- Xây dựng và triển khai các quy trình phân tích phục vụ
nghiên cứu trong lĩnh vực công nghệ sinh học, chẩn
đoán y khoa.
- Tổng hợp các vật liệu có tính năng đặc biệt dùng trong hóa
phân tích
Vật liệu polystyrene siêu khâu mạng, chịu nhiệt, diện
tích bề mặt lớn(>1000 m2) để hấp phụ và làm giàu
làm giàu các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
Các loại vật liệu xốp gắn kết nhiều loại ligand như
C18, các nhóm mang điện tích dương (amine bậc 1, 2,
3, 4), âm (sulfonate, carboxilate) dùng trong kỹ thuật
chiết pha rắn để xử lý mẫu trước khi phân tích
- Chế tạo điện cực nano Au phục vụ yêu cầu phân tích và
sản xuất hydrogen
Điện cực nano Au dùng làm đầu dò điện hóa trong hệ
sắc ký lỏng hiệu năng cao
Điện cực nano Au dùng trong thiết bị điện phân nước
sản xuất hydrogen quy mô phòng thí nghiệm
- Sử dụng thiết bị pyrolyzer kết nối với GC-MS để nghiên

cứu tính chất polymer.
- Khai thác tiềm năng của chemometrics trong các lãnh vực
nghiên cứu như chẩn đoán y khoa (kết hợp với NMR,

LC/MS, GC/MS), phân loại và phân nhóm nhanh các mẫu
vật rắn (kết hợp với Pyrolyzer-GC/MS)
- Nghiên cứu quy trình để định lượng độc tố, dư lượng
kháng sinh, thuốc bảo vệ thực vật, hormon tăng trưởng, thành
phần và hàm lượng các loại phụ gia có trong thực phẩm,
dược phẩm, đánh giá vệ sinh an toàn thực phẩm, bằng các
thiết bị chính xác như sắc ký lỏng hiệu năng cao, điện di mao
quản, sắc ký khí với các đầu dò MS, UV, EC, RI, FID, ECD.
- Phân tích thành phần isoform và cấu trúc của protein tái tổ
hợp thông qua việc xác định phân tử lượng, bản đồ peptid,
trình tự amino acid, phục vụ các nghiên cứu trong lĩnh vực
công nghệ sinh học và dược phẩm
3
PTN Vật liệu
tiên tiến
Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng các vật liệu tiên tiến vào sản
xuất và đời sống:
- Vật liệu cấu trúc nano: Chế tạo và nghiên cứu các
tính chât đặc trưng và khả năng ưng dụng của các vật
liệu cấu trúc nano 0,1,2 chiều, chủng loại điện môi,
bán dẫn vô cơ, hữu cơ và kim loại: cac hướng cụ thể
trong giai đoạn gần đây:
Cấu trúc đơn lớp, đa lớp dạng màng của các vật
liệu mới Graphene, MoS
2
…chê tạo bằng phương

pháp CVD và phương pháp hóa học
Cấu trúc dạng thanh (rod), sợi (wire) hay hạt
(particle) của các vật liệu kim loại như Ag, Au, Pt,
Cu…hay vật liệu bán dẫn như TiO
2
, ZnO, AZO,
NZO, Si, CdS, CdSe, CdTe….chế tạo bằng
phương phap hóa học (dung dịch, sol-gel) ,
phương pháp điện hóa, phương pháp PVD (phun
xạ, bốc bay, nuôi tinh thể theo cơ chế VLS…) hay
cac phương pháp CVD (nhiệt CVD, PE-CVD)
Cấu trúc dạng màng (độ dày màng trên 50 nm) của
các vật liệu bán dẫn vô cơ như Si:H, CdSe, CdTe,
CdS, TiO
2
, ZnO…hay vật liệu bán dẫn hữu cơ như
PEDOT, MEH-PPV, PFO, Ir(PPY), Alq3, PVK,
P
3
HT, C
60
…và. các điện cực trong suốt dẫn điện
TCO chế tạo bằng phương phap sol-gel, hóa học…
và PVD (phún xạ, thăng hoa chân không….)
…
- Linh kiện: Trên cơ sở nghiên cứu quy trình chế tạo và

các tính chất đặc trưng của các vật liệu nói trên. Định
hường ứng dụng của PTN thông qua việc chế tạo linh
kiện quang-điện và cảm biến

Solar cell vô cơ và hữu cơ trên cơ sở Si:H (cấu trúc
PIN hay NIP) và polymer dẫn P
3
HT, C
60
(cấu trúc
blend)
Diod phát quang vô cơ trên cơ sở Si:H và hữu cơ
dạng màng mỏng (OLED) trên cơ sở polymer dẫn
PEDOT, MEH-PPV, PFO, Ir(PPY), Alq3, PVK.
Cảm biến khí trên cơ sở vật liệu graphene hay
polymer dẫn.
Bước đầu định hướng chế tạo cảm biên sinh học
trên nền vật liệu oxit kim loại (cụ thể là ZnO cấu
trúc nano 0 vá 1 chiều)
Ứng dụng các vật liệu bán dẫn cấu trúc nano có
khả năng làm tăng hiệu suất của linh kiện quang-
điện như hạt nano Au, Ag, TiO2, CdS, CdSe ,
nanowire ZnO, AZO, NZO hay tăng độ nhạy
hoặc tính lọc lựa khi như nanowire Ag, ZnO…, và
các điện cực TCO phục vụ cho chế tạo linh kiện
quang-điện
Bước đầu định hướng chế tạo chip vi lưu ứng dụng
trong công nghệ sinh học
- Vật liệu khối: Do hạn chế về cơ sở vật chất nên định
hướng nghiên cứu vật liệu khối của PTN còn rất hạn
hẹp
Chế tạo, nghiên cứu vật liệu Nhiệt phát quang; ứng
dụng đo liều và định tuổi bằng Nhiệt phát quang.
4

PTN Vật liệu Kỹ
thuật cao
PTN tập trung nghiên cứu theo những hướng sau:
A. Về nghiên cứu cơ bản (02 hướng)
(1) Linh kiện Quang điện trên cơ sở vật liệu:
- Vô cơ: Si, ZnO…
- Hữu cơ: Poly (3-hexylthiophene) (P3HT) hoặc (6,6)-
phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM) …
Nghiên cứu chế tạo pin mặt trời hữu cơ, cấu trúc
lai hóa vô cơ/hữu cơ bằng Solgel, PECVD…
Khảo sát các tính chất cấu trúc tinh thể, quang,
điện (XRD, XPS, FESEM, PL, RAMAN, I-V,
HALL, kĩ thuật trở kháng…)

Chế tạo thử nghiệm pin mặt trời: khảo sát hiệu suất
chuyển đổi quang - điện theo các điều kiện chế tạo
khác nhau.
(2) Vật liệu, linh kiện điện tử và cảm biến:
- Nghiên cứu tổng hợp vật liệu và tính chất của linh
kiện điện tử, cảm biến.
- Chế tạo linh kiện điện tử trên nền cấu trúc ReRAM
(bộ nhớ, mạch logic)
a. Các loại màng ôxít trong suốt dẫn điện (ITO, ZnO pha
tạp…) ứng dụng làm điện cực linh kiện quang điện từ (pin
mặt trời ).
- Tính chất đặc biệt của vật liệu màng mỏng trong suốt
dẫn điện (transparent conducting – TC) là khả năng
dẫn điện gần như kim loại nhưng lại trong suốt trong
vùng khả kiến tương tự như các chất điện môi. Do đặc
điểm này mà vật liệu TC xuất hiện trong hầu hết các

ứng dụng ở đó tính dẫn điện và trong suốt cao được
đồng thời yêu cầu. Rất nhiều ứng dụng điện tử, quang
điện tử dựa trên vật liệu TC đã được nghiên cứu phát
triển. Những thiết bị dạng màng mỏng bao gồm:
chống ngưng tụ hơi nước cho cửa sổ máy bay, phương
tiện cơ giới; màng chắn tĩnh điện, màn chắn nhiễu
điện từ; gương phản xạ nhiệt cho cửa sổ và bóng đèn
nhiệt; điện cực trong suốt cho màn hình hiển thị tinh
thể lỏng (LCD), màn hình plasma, màn điện sắc; đi-ốt
phát quang hữu cơ (OLED), điện cực cho pin mặt trời
dựa trên Si vô định hình; các tiếp xúc bán dẫn cho ứng
dụng điện tử trong suốt. Các công nghệ đang phát
triển hiện nay là các tivi màn hình phẳng định vị cao
(High Definition TV), màn hình lớn với độ phân giải
siêu cao cho máy tính để bàn, cửa sổ phát xạ thấp
(Low Emission), cửa sổ điện sắc, màng mỏng
photovoltaic (PV), thiết bị cầm tay thông minh, màn
hình cảm ứng, các thiết bị phát quang…
- Chế tạo màng mỏng dẫn điện trong suốt bằng phương
pháp phún xạ.
- Kháo sát ảnh hưởng của oxy và nhiệt độ chế tạo lên
tính chất quang – điện của màng ITO (XRD, XPS, PL,
HALL…).

- Khảo sát ảnh hưởng của nguyên tố pha tạp In, Ga và
nhiệt độ chế tạo lên tính chất quang – điện của màng
ZnO (XRD, XPS, PL, HALL…).
b.Vật liệu màng mỏng ôxít ứng dụng trong bộ nhớ linh kiện
điện tử RRAM (ZnO, TiO
2

, WOx, Cr
x
O
y
…)
- Hiện nay công nghệ thu nhỏ của phần tử tích cực
(Transistor) trên chíp đã đạt tới giới hạn ở mức 10-7m.
Đòi hỏi quy trình chế tạo mới để chế tạo các bộ vi xử
lý, các loại RAM, ROM (bộ nhớ). Bộ nhớ truy cập
ngẫu nhiên (RAM) có thể thuộc dạng khả biến
(volatile) hoặc thuộc dạng không khả biến
(nonvolatile). Bộ nhớ khả biến là bộ nhớ mà dữ liệu sẽ
mất khi tắt nguồn cấp điện như bộ nhớ truy cập ngẫu
nhiên động (DRAM) và bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên
tĩnh (SRAM). Trong bộ nhớ không khả biến, dữ liệu
lưu trữ không bị mất khi tắt nguồn cấp điện. Các thiết
bị bộ nhớ luôn có ưu và nhược điểm. Ví dụ, DRAM
có dung lượng cao và mật độ cao, nhưng thuộc loại
khả biến và phải được làm mới mỗi vài phần nghìn
giây dẫn đến việc nâng cao tiêu thụ điện năng.
SRAMs có đáp ứng nhanh chóng, nhưng vẫn chưa ổn
định và có kích thước lớn. Bộ nhớ Flash, mà hiện nay
đang rất phổ biến, công suất cao, không khả biến
nhưng đáp ứng tương đối chậm. Một bộ nhớ lý tưởng
sẽ có công suất cao, đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao, và
mức tiêu thụ điện năng thấp, cũng như là không khả
biến và tích hợp tốt hơn so với công nghệ hiện tại.
- Trong những năm gần đây, nhiều loại bộ nhớ không
khả biến như bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên sắt điện
(FRAM), bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên Từ

tính(MRAM), bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên thay đổi
pha (PRAM), và bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên điện trở
(ReRAM), đã được nghiên cứu rộng rãi. Trong bộ nhớ
ReRAM, sự chuyển đổi điện trở thuận nghịch giữa hai
trạng thái điện trở cao và thấp dưới tác dụng của điện
trường có lợi thế do chế tạo dễ dàng, cấu trúc đơn
giản, khả năng tích hợp cao, đáp ứng nhanh, mật độ
tích hợp cao, và khả năng tương thích tốt với các ôxít
kim loại trong công nghệ bán dẫn (CMOS). Do đó, vật

liệu có thể dùng trong RRAM đã được quan tâm
nghiên cứu rộng rãi. Với việc thu nhỏ các bộ vi xử lý
và bộ nhớ, máy điện toán cũng sẽ được thu nhỏ kích
thước, máy điện toán nano, nhưng công suất tính toán
và dung lượng lưu trữ thì tăng lên hàng nghìn, thậm
chí hàng triệu lần so với hiện nay.
- Chế tạo màng mỏng ôxít kim loại chuyển tiếp bằng
phương pháp phún xạ.
- Khảo sát cơ chế truyền dẫn điện tích và đảo điện trở
thuận nghịch của màng mỏng ôxít kim loại chuyễn
tiếp theo oxy, trạng thái ion hóa của kim lại chuyển
tiếp, vật liệu điện cực với các phương pháp phân tích
(I-V, XPS, FESEM, XRD, PL…).
- Chế tạo bộ nhớ dữ liệu và mạch logic với qui mô
phòng thí nghiệm.
B. Nghiên cứu triển khai ứng dụng (02 hướng)
(1) Màng mỏng chắn bức xạ nhiệt trên thủy tinh ứng
dụng trong xây dựng (kính xây dựng) và trên màng nhựa
ứng dụng trong nông nghiệp công nghệ cao (nhà kính)
- Màng mỏng chắn bức xạ có chức năng phản xạ ánh

sáng hồng ngoại (λ ≥ 760 nm) mà vẫn truyền qua cao
trong vùng khả kiến (400 nm ≤ λ ≤ 760 nm), gọi là
gương nóng truyền qua.
- Chế tạo màng mỏng chắn bức xạ nhiệt trên diện tích
lớn (kính xây dựng, PE) bằng phương pháp phún xạ.
(2) Màng mỏng dẫn điện trong suốt trên đế thủy tinh và
đế dẻo (PE) làm điện cực cho pin mặt trời, linh kiện điện
tử
- Độ truyền qua > 80% (vùng khả kiến và hồng ngoại)
- Điện trở suất 10-4 Ohm.cm
Trong giai đoạn từ 2013 – 2015 PTN tập trung nghiên cứu
vào lĩnh vực, vật liệu cho pin mặt trời, vật liệu cho OLED,
vật liệu cho bộ nhớ linh kiện điện tử, vật liệu thân thiện với
môi trường, vật liệu cho nông nghiệp công nghệ cao.
5
Các PTN thuộc
Khoa Khoa học
Vật liệu
(1) Khoa học Vật liệu ứng dụng trong Công nghệ thông
tin – Điện tử Viễn thông.Hướng nghiên cứu tập trung vào
các vật liệu có cấu trúc khối, màng mỏng, sợi, ống, hạt… ví
dụ như vật liệu quang tử - photonic; linh kiện vi điện tử như
bộ nhớ điện từ (MRAM, ReRAM…); phát quang, thu

quang, ghép nối quang, tách và lọc ánh sáng, tế bào quang
điện…
- Linh kiện vi điện tử như bộ nhớ điện từ RRAM từ các
loại vật liệu màng mỏng: SrTiO
3
pha tạp Cr, ZnO,

TiO
2
, Cr
x
O
y
, WO
x
. Vật liệu từ tính ứng dụng trong bộ
nhớ từ, linh kiện từ tính (LaMnO
3
, NdMnO
3
, SrMnO-
3
). Các loại vật liệu tạo thành sẽ có bộnhớlý tưởng
sẽcócông suất cao, đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao,
vàmức tiêu thụ điện năng thấp, cũng nhưlàkhông khả
biến và tích hợp tốt hơn so vớicông nghệ hiện tại, và
có khả năng tương thích tốt với các ôxít kim loại trong
công nghệ bán dẫn (CMOS). Và với việc thu nhỏ các
bộ vi xử lý và bộ nhớ, máy điện toán cũng sẽ được thu
nhỏ kích thước, máy điện toán nano, nhưng công suất
tính toán và dung lượng lưu trữ thì tăng lên hàng
nghìn, thậm chí hàng triệu lần so với hiện nay.
- Vật liệu sợi quang học: Vật liệu ứng dụng trong sợi
quang học có hiệu ứng quang phi tuyến bậc cao được
chế tạo từ thủy tinh tellurite (78TeO2 - 5ZnO -
12Li2O – 5Bi2O3 (TZLB) và thủy tinh phosphate
45P2O5 – 30ZnO – 10Na2O – 15K2O (PZNK)). Loại

vật liệu này thu hút được sự chú ý lớn vì có sự đa
dạng về cấu trúc hình học nên có nhiều tính chất vượt
trội hơn những loại thủy tinh khác như: Có độ bền cơ
học cao (cao hơn thủy tinh chalcogenide), ổn định
trong môi trường không khí ẩm và khả năng chống ăn
mòn tốt, có độ truyền qua cao trong vùng bước sóng
từ 0.4 µm đến 5 µm, chiết suất tuyến tính và phi tuyến
cao, dễ pha tạp với nhiều loại ion đất hiếm, có tính
mềm dẻo nên dễ tạo hình hơn vật liệu silica. Chính
nhờ những ưu điểm trên nên thủy tinh tellurite được
sử dụng phổ biến trong sợi quang học dùng ánh sáng
hồng ngoại.
- Tổng hợp vật liệu thủy tinh-gốm SiO
2
-SnO
2
pha tạp các
ion Er
3+
bằng phương pháp sol-gel ứng dụng trong chế
tạo laser hồng ngoại gần.
(2) Khoa học Vật liệu ứng dụng trong Công nghệ sinh
học – Tế bào gốc – Y học. Hướng nghiên cứu tập trung vào
các vật liệu mới ở dạng màng mỏng, sợi, ống, hạt như vật liệu

nano từ tính, vật liệu MEMS, vật liệu polymer tương thích
sinh học … ứng dụng trong sinh học, y học.
- Vật liệu hạt nano từ tính (Fe
3
O

4
và Fe
2
O
3
) có phủ vật
liệu thích nghi sinh học (Dextran,. PEG, Chitosan,
Alumin) ứng dụng trong đánh dấu và phân tách các
thực thể sinh học. Với mục đích tạo ra một phương
pháp chuyển gen vừa mang lại hiệu quả cao mà vừa
giữ được lại đặc tính “gốc” của tế bào dựa vào việc sử
dụng hạt nano từ (kỹ thuật tách từ - magnetic
separation) để chuyển gen vào tế bào nói chung và tế
bào gốc nói riêng. Quá trình nghiên cứu phân tách
được thực hiện hai giai đoạn: Đánh dấu thực thể sinh
học cần nghiên cứu và tách các thực thể được đánh
dấu ra khỏi môi trường bằng từ trường. Ngoài ra việc
chế tạo vật liệu hạt nano từ tính (Fe
3
O
4
và Fe
2
O
3
) có
phủ vật liệu thích nghi sinh học (Dextran,. PEG,
Chitosan, Alumin) còn được ứng dụng trong y học:
tăng cường độ tương phản của ảnh cộng hưởng từ
trong chẩn đoán bệnh.

- Vật liệu trên nền Poly ( -caprolactone) (PCL) tổng
hợp với trọng lượng phân tử cao (M
n
>100 000) được
gia cường bằng đất sét có cấu trúc dạng lớp ở kích
thước nano. Tính chất cơ lý của vật liệu được cải thiện
và có tiềm năng ứng dụng làm các vật liệu thay thế
xương và khớp trong cơ thể người.
- Vật liệu cảm biến sinh học (biosensor) ứng dụng cho
việc chẩn đoán bệnh trong y học và truyền dẫn thuốc.
Các hướng nghiên cứu tập trung chính trong lĩnh vực
cảm biến này là:
Chế tạo chip sợi nano Au với giá thành thấp bằng
phương pháp bốc bay và ăn mòn góc nghiêng
(Deposition and Etching under Angle-DEA). Việc chế
tạo được chip chứa sợi nano Au hoàn chỉnh sẽ đóng
một vai trò rất quan trọng cho việc hoàn thành nghiên
cứu chế tạo và ứng dụng của cảm biến sinh học để
phát hiện phần tử sinh học như interleukin-
8mRNA,….
Thiết kế DNA probe thích hợp cho sự gắn kết hoá học
chọn lọc cao và ổn định bề mặt Au và interleukin-

8mRNA,… Từ đó nâng cao độ nhạy và độ ổn định
cũng như độ đặc hiệu của cảm biến.
- Tổng hợp vật liệu nanocomposite trên nền nhựa cánh
kiến biến tính bằng epoxy và hạt nanosilica ứng dụng
trong việc điều chế màng bảo vệ men răng.
- Vật liệu nano chức năng ứng dụng trong môi trường:
Vật liệu được điều chế từ các vật liệu ôxít có chiết

suất khác nhau và vật liệu kim loại được cấu trúc ở
dạng màng mỏng đa lớp có các lớp ô xít xen kẽ nhau
hoặc ô xít và kim loại xen kẽ nhau ví dụ như TiO
2
,
Ag, Ti, SiO
2
…. Các loại vật liệu nano này được
nghiên cứu nhằm vào ứng dụng làm vật liệu chống
nóng, chống lạnh vì có tính lọc lựa ánh sáng có thể
điều khiển nhiệt độ và cường độ ánh sáng trong nhà
kính nhằm duy trì môi trường sống ổn định cho cây
trồng;
Ứng dụng làm phân bón cung cấp các nguyên tố
dưỡng chất vi lượng như Fe, Mn, Cu, B, Mo, Co, Ni,
Se cho cây trồng thông qua bón lá và bón rễ, hạn chế
dư thừa và đầu độc cây trồng và đất đai, nguồn nước.
Ngoài ra các vật liệu nano này còn được ứng dụng vào
việc sử dụng màng bọc trái cây và hoa sẽ giúp ngăn
ngừa sâu bệnh.
- Vật liệu nano Ag có kích thước nano đồng nhất (nhỏ
hơn 20nm) bằng phương pháp sol gel nhằm ứng dụng
cho vật liệu y tế có tính khử khuẩn cao.
(3) Vật liệu ứng dụng trong Khoa học Môi trường. Hướng
nghiên cứu tập trung vào các vật liệu mới ở dạng màng
mỏng, sợi, ống, hạt… trong ứng dụng chuyển hóa năng
lượng, bảo vệ và xử lý ô nhiễm môi trường
- Pin năng lượng mặt trời lai hóa hữu cơ có các lớp
chuyển tiếp dị thể là ZnO có cấu trúc nano đẳng
hướng một chiều kết hợp với lớp chuyển tiếp hữu cơ

trên nền polymer dẫn P3HT:PCBM được doping bằng
các loại vật liệu có cấu trúc nano như grapheme hoặc
nano vàng nhằm tăng khả năng truyền tải điện tích và
tăng hiệu suất chuyển hóa quang năng (trên 5%). Vật
liệu được ứng trong việc chuyển hóa quang năng
thành điện năng và sử dụng trong các thiết bị linh kiện

điện tử.
- Vật liệu ZnO có cấu trúc nano đẳng hướng một chiều
ứng dụng trong linh kiện quang điện tử.
- Vật liệu cấu trúc nano trong xử lý ô nhiễm môi
trường. Nghiên cứu tập trung vào việc tinh chế, xử lý
và biến tính các loại nguyên vật liệu sẵn có dồi dào ở
nước ta như đât sét (khoáng montmorillonite, MMT),
silica (từ vỏ trấu xay xát từ gạo) nhằm ứng dụng trong
việc xử lý các ion kim loại nặng như Hg
2+
, Pb
2+
, Cd
2+
,
Co, As…gây ô nhiễm môi trường nước; và vật liệu hấp
phụ khí ứng dụng trong việc xử lý khí thải CO
2
, CO,
NO
2
trong nhà máy hoặc xe cộ.
- Vật liệu thân thiện môi trường: Chế tạo ra vật liệu có

khả năng phân huỷ sinh học trên nền nhựa polyvinyl
alcohol, tinh bột, polylactide acid, sợi thực vật (tre,
trấu, mùn gỗ…) ứng dụng trong lĩnh vực nhựa thân
thiện môi trường như vật liệu composite trong xây
dựng, trang trí nội thất, vật liệu được gia cường có
tính cơ lý và khả năng chịu nhiệt cao và đặc biệt là
ứng dụng lĩnh vực bao bì tự hủy sinh học.
(4) Vật liệu composite và nanocomposite ứng dụng trong
lĩnh vực nhựa kỹ thuật. Hướng nghiên cứu tập trung vào
các vật liệu polymer được gia cường từ nguồn nguyên liệu
vô cơ/hữu cơ tự nhiên tái tạo hoặc không tái tạo được. Ứng
dụng trong lĩnh vực vật liệu siêu bền, siêu nhẹ, thân thiện
với môi trường cho xây dựng. Vật liệu composite dùng cho
kỹ thuật điện, điện tử sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.
Ống composite chịu áp lực cao và chống ăn mòn hóa chất
dùng trong công nghiệp đóng tàu và các ngành công nghiệp
khác.
- Vật liệu polymer composite: được điều chế từ các
nguồn thực vật như: vỏ trấu, mạt gỗ, sơi tre… Đây là
các nguồn nguyên liệu tái tạo được giá rẻ và phong
phú của Việt Nam với vai trò làm pha gia cường cho
vật liệu polymer phổ biến như PE, PP, PVC… đến các
loại nhựa lỹ thuật như HIPS, ABS, nylon…Vật liệu
composite tạo thành có các tính chất cơ hóa lý cải
thiện như độ bền kéo, uốn, độ kháng va đập, kháng xé
và độ chiu nhiệt cao với khả năng chậm cháy tốt.

- Vật liệu polymer nanocomposite: được nghiên cứu tập
trung với các pha gia cường phân tán ở kích thước
nano như khoáng montmorillonite, vermiculite bắt

nguồn từ Mỏ Tam Bố, Ninh Gia của Việt Nam; và
silica được điều chế từ phế thải vỏ trấu bắt nguồn từ
Đồng Bằng Sông Cửu Long. Các loại polymer nền sử
dụng thường được ứng dụng trong lĩnh vực nhựa kỹ
thuật cao như POPP, PA… dùng trong màng bao bì
chống thấm khí, và ABS, PS… dùng trong vật liệu
linh kiện điện tử có khả năng chịu nhiệt tốt.
(5) Vật liệu tính toán: mô phỏng tính toán trong các lĩnh
vực khoa học môi trường và năng lượng. Đây là một
hướng nghiên cứu hỗ trợ, định hướng và kiểm chứng các
nghiên cứu thực nghiệm
- Sử dụng lý thuyết phiếm hàm mật độ (density
functional theory, DFT) để triển khai những phương
pháp tính toán để dùng trong những mô hình oxide
kim loại. Những oxide kim loại được đưa vào tầm
ngắm trong tương lai là TiO2 và ZnO, vốn dĩ là những
oxide kim loại không mới và có ứng dụng đặc biệt
trong pin mặt trời. Với sự hỗ trợ của việc nghiên cứu
lý thuyết, hướng nghiên cứu đạt mục tiêu tìm ra nhiều
điều mới mẻ về khuyết tật cũng như sự pha tạp trong
các oxide này.
- Sử dụng các hàm lý thuyết để nghiên cứu sự phân hủy
của các chất khí có chứa nguyên tử halogen, như
ClOOCl, COCl2, CH2CHCl, hay khí ozone.
- Mô phỏng cấu trúc màng lọc sắc đa bằng thuật toán
tối ưu hóa di truyền nhằm tăng cường hiệu suất phát
sáng của đèn LED.
Ngoài ra cũng đã và đang thực hiện các hướng tính
toán mô phỏng lý thuyết như sau:
- Các kết quả mô phỏng phân bố trường và vùng năng

lượng đối với cấu trúc photonic crystals; kết quả mô
phỏng phân tử vật liệu nano.
- Mô phỏng phân tử vật liệu ZnO pha tạp
- Mô phỏng phân bố trường và tính toán cấu trúc vùng
năng lượng của tinh thể quang tử
- Mô phỏng vật liệu dị hình polymer – carbon nanotube

ứng dụng cho pin mặt trời.
- Mô phỏng bằng phương pháp lượng tử cho qui trình
chuyển qua của một số cấu trúc vật liệu vô cơ như
TiO2, ZnO.
- Xây dựng bề mặt thế năng và động học phân tử.
- Mô phỏng cấu trúc tuần hoàn và phản ứng hóa học
của vật liệu polymer, graphene dựa trên nguyên lý thứ
nhất.
- Mô phỏng chuyển pha cấu trúc vật liệu bằng
metadynamics dựa trên ab-initio molecular dynamics.
- Mô phỏng plasma trong hệ phún xạ magnetron bằng
phương pháp particle-in-cell – Monte Carlo collisions.
III
PTN Công nghệ Nano
1
PTN Công nghệ
Nano
Tiếp tục những thành tựu đã đạt được từ nhiều năm trước, từ
năm 2013 đến năm 2015, Phòng Thí Nghiem Công Nghệ
Nano (LNT) hướng đến các nghiên cứu có khả năng triển
khai thực tế phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội nói chung và
phát triển bền vững vùng Đồng bằng Sông Cửu Long
(ĐBSCL) nói riêng. Cụ thể, LNTsẽ đẩy mạnh nghiên cứu phá

triển và ứng dụng vật liệu và linh kiện micro-nano ứng dụng
trong nông nghiệp, môi trường và y dược:
(1) Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano có khả năng khử
khuẩn ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản (tốm, cá).
Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano (nano bạc…) và ứng
dụng trong bảo quản trái cây, đặc biệt là trái cây xuất
khẩu và xử lý nước ao tôm nhằm phòng ngừa bệnh
tôm. Vật liệu nano có khả năng diệt khuẩn, nấm trên
vỏ trái cây, các loài vi khuẩn, tảo có khả năng gây
bệnh tôm trong môi trường nước nuôi tôm.
(2) Nghiên cứu chế tạo vật liệu và linh kiện nano ứng
dụng trong xử lý làm sạch môi trường.
- Màng lọc cấu trúc micro dùng để lọc nước (dùng cho
các tỉnh vùng ĐBSCL).
- Hệ thống xử lý môi trường nước nuôi thủy sản (phục
vụ ngành nuôi và xuất khẩu thủy sản).
- Vật liệu nano khử khuẩn và tự làm sạch phủ trên gạch
men lót tường, kính xây dựng và kính xe hơi (dùng
cho công nghiệp xây dựng và sản xuất xe hơi).
- Vật liệu nano ứng dụng trong chế tạo tủ lạnh, máy

lạnh có tính năng khử khuẩn (phục vụ công nghiệp sản
xuất hàng điện tử tiêu dùng).
(3) Nghiên cứu chế tạo cảm biến nano sinh hóa ứng dụng
trong kiểm tra chất lượng môi trường nước nuôi tôm
và phát hiện bệnh tôm.
Nghiên cứu chế tạo hệ thống cảm biến sinh hóa nano thay thế
các loại máy đo đắt tiền đang bán trên thị trường, ứng dụng
trong đo đạc các chỉ tiêu chất lượng môi trường nước nuôi
tôm và phát hiện sớm bệnh tôm. Đặc điểm hướng tới của hệ

thống cảm biến này là có độ nhạy cao, thời gian đáp ứng
ngắn (tốc độ phản ứng nhanh), độ lặp lại cao (tính thuận
nghịch tốt), tiêu thụ năng lượng ít và giá thành rẻ. Ngoài ra,
hướng phát triển là giá trị đo đạc từ hệ thống cảm biến nano
này có thể kết nối với bộ hiển thị/lưu trữ dữ liệu và có thể
truyền dữ liệu đo được qua các hệ thống mạng không dây
(wifi, GSM, 3G…) để có thể theo dõi tình trạng chất lượng
nước từ xa và liên tục. Ngoài ra hệ thống mạng không dây
còn tiết kiệm chi phí lắp đặt dây nối, giúp giảm bớt chi phí
đầu tư.
- Hệ thống cảm biến hóa học nano có thể đo các chỉ tiêu
chất lượng môi trường nước nuôi tôm như: nồng độ
oxy hòa tan, NH
3
, sulfide, độ kiềm, nitrite (NO
2
),
nitrat (NO
3
), thể oxy hóa, kim loại nặng (chì,
cadnium, thủy ngân, đồng, sắt, kẽm,vv).
- Cảm biến sinh học nano có thể phát hiện nhanh các
tác nhân gây bệnh tôm như virus gây bệnh taura, bệnh
tốm trắng, bệnh đầu vàng.
(4) Nghiên cứu chế tạo vật liệu và linh kiện quang điện tử
sản xuất và sử dụng năng lượng sạch.
- Pin năng lượng mặt trời: pin mặt trời hiệu suất cao,
chế tạo bằng công nghệ màng mỏng thân thiện môi
trường, giá thành thấp, có thể sử dụng ở các vùng sâu
vùng xa chưa có mạng lưới điện quốc gia.

- Đèn LED tiết kiệm năng lượng: các loại đèn tiết kiệm
năng lượng sử dụng bóng LED được chế tạo bằng
công nghệ nano.
- Pin nhiên liệu (fuel cell): ứng dụng kỹ thuật pin nhiên
liệu oxy rắn (SOFC) để sản xuất điện và nhiệt từ nhiên
liệu sinh khối.