하노이 과학기술대학 기술물리연구소의 학생 그룹이 개발한 이 장치는 환경에서 NH3, H2S 등의 독성 가스를 감지할 수 있습니다.
2021년부터 기술물리학 연구소 K63 학생인 도 반 민은 환경 중의 독성 가스를 측정하는 장치를 설계하고 제조하는 아이디어를 내놓았습니다. 강사의 지도를 받아, 민은 쭝 홍 쿠옹, 응우옌 티 마이 안, 응우옌 응옥 민과 함께 이 아이디어를 발전시켰습니다.
2년간의 연구 끝에 학생 그룹의 독성가스 측정 장치는 셸, 전자 제어 회로, 신호 처리, 측정 챔버 등 3가지 주요 부분으로 구성된 3가지 버전으로 업그레이드되었습니다.
민씨는 산업 생산 환경에서는 NOx, NH3, H2S, COx류 등 많은 종류의 독성 가스가 자주 발생하며, 그 중 NOx, H2S, NH3류는 인체 건강에 직접적인 영향을 미친다고 말했다. 작업 환경에서 이 가스의 허용 농도 기준은 50 ppm 미만입니다. 연구팀이 개발한 측정 장치는 낮은 농도(10ppm 가스 농도)에서도 존재하는 독성 가스를 감지하고 경고를 보냅니다.
학생 그룹이 발명한 환경 내 가스 농도를 측정하는 장치에는 농도값을 표시하는 화면이 있다. 사진: NVCC
가장 중요하고 어려운 점은 전기 회로처럼 회로 전류를 켜고 끌 수 있는 스위치처럼 작동할 수 있는 센서를 연구하는 것입니다. 이 응용 프로그램에서는 독성 가스가 외부 자극으로 작용하여 저항을 변화시켜 스위치가 작동하게 합니다. 연구팀은 가스 감지 애플리케이션에 적합한 소재로 V2O5를 선택했습니다. 실온에서 V2O5는 암모니아(NH3)라는 한 가지 가스에만 반응할 수 있지만, H2S, CO, CO2, NO2 등 다른 독성 가스에는 거의 변화가 없습니다. 즉, 이 센서는 NH3 이외의 다른 가스에는 반응할 수 없다는 뜻입니다. 즉, 연구팀이 연구한 가스 농도 한계인 500ppm 내에서 이 센서가 높은 선택성을 가지고 있다는 것을 보여줍니다.
민 씨는 실제 실험을 통해 이 장치가 주변 환경에서 독성 가스의 존재를 감지하고 경고를 줄 수 있다는 것을 보여주었다고 말했습니다. 가스 농도가 기준 수준인 50 ppm을 초과하면 장치는 부저 신호로 경고합니다. 경고 외에도 이 장치에는 측정 대상 가스의 농도 값을 표시하고 농도 변화의 신호 곡선을 그리는 통합 화면이 있습니다.
현재 시중에는 환경 중의 독성 가스를 측정하는 다양한 종류의 제품이 판매되고 있다. 중국, 독일, 일본 등지에서 수입해 온 제품들이며, 가격은 수백만 동에서 수억 동에 이른다. 베트남에서 개발된 제품도 일부 있지만, 대부분의 가스 센서(센서 칩)는 해외에서 수입해야 합니다.
2022년 전국 학생 과학 연구상을 수상하는 날의 학생 그룹. 사진: NVCC
하노이 과학기술대학교 국제재료과학연수원(ITIMS) 부소장 겸 강사인 응우옌 둑 호아 교수는 이것이 재료 제조, 센서 칩, 측정 회로 및 데이터 디스플레이에 이르기까지 학생 연구 제품이라고 평가했습니다. 이 제품은 아직 테스트 단계에 있지만 "그룹이 저전력 소모, 높은 응답 속도 및 저농도에서 독성 가스를 감지하는 능력과 같은 뛰어난 기능을 갖춘 센서 칩을 제조했다는 것이 장점"이라고 호아 씨는 말했습니다. 그는 제품이 일상 사용에 적합하고 편리하게 만들어지려면 디자인과 일부 작동 기능이 개선되어야 한다고 제안했습니다.
이 그룹의 연구는 최근 2022년 전국 학생 과학 연구 대회에서 2등을 차지했습니다.
비치 타오
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