Mới đây, nhóm Nano quang tử y-sinh (NanoBioPhotonics – Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã nghiên cứu sáng chế ra máy đo quang phổ tán xạ Raman kiểu mới với khả năng tăng độ phân giải tín hiệu tán xạ lên gấp 3 lần so với trạng thái tĩnh, đồng thời giúp mẫu đo không bị phá hủy hoặc cháy nổ.

Dẫu rằng phép đo phổ Raman không phải là một thứ gì đó mà người dân thường nghe đến nhưng trong giới kĩ sư, nhà nghiên cứu khoa học,…, phương pháp đo mang tên nhà vật lý Ấn Độ này lại là một công cụ không thể thiếu bởi những ứng dụng đặc biệt của nó.

Từ hóa học (phân tích, định danh hóa chất), khoa học vật liệu (xác định cấu trúc, thành phần cấu tạo) đến khảo cổ, hải quan (kiểm tra phát hiện các chất cấm), phép đo phổ Raman giúp xác định thành phần của mẫu trong phòng thí nghiệm mà không cần phải trực tiếp tiếp xúc với đối tượng, xét trên bản chất của những đối tượng thường là những nguyên vật liệu nguy hiểm hoặc chưa rõ nguồn gốc.

Cụ thể, quang phổ Raman là một kỹ thuật quang phổ phân tử, sử dụng sự tương tác của ánh sáng với vật chất để hiểu rõ hơn về cấu tạo hoặc đặc tính của vật liệu. Thông tin được cung cấp bởi quang phổ Raman là kết quả của quá trình tán xạ ánh sáng, trong khi quang phổ hồng ngoại phụ thuộc vào sự hấp thụ ánh sáng.

Quang phổ Raman mang lại thông tin về các rung động trong và giữa các phân tử và có thể cung cấp thêm sự hiểu biết về một phản ứng.

Hiệu ứng quang phổ Raman được đặt theo tên của Ngài C.V. Raman, người đã phát hiện ra quang phổ này và đã được trao giải thưởng Nobel Vật lý năm 1930 cho công trình của mình. 

Sáng chế máy đo quang phổ tán xạ Raman kiểu mới

Trong thời gian gần đây, nhiều nhà khoa học, kĩ sư đã nghiên cứu để chế tạo nên các loại thiết bị đo phổ Raman kiểu mới và tập trung phát triển theo hướng tiện lợi, dễ di chuyển để có thể áp dụng vào môi trường thực tế chứ không còn là ở trong phòng thí nghiệm.

Máy đo quang phổ tán xạ Raman của nhóm nghiên cứu NanoBioPhotonics. Ảnh: Mỹ Hạnh

Theo đó, những nhà khoa học ở Viện Vật lý và Học viện Kỹ thuật quân sự nhằm tìm ra giải pháp có thể tự phát triển được máy đo quang phổ tán xạ Raman mà không cần đi mượn, sử dụng nhờ nữa đã nghiên cứu phát triển tạo ra máy đo Raman kiểu mới.

Nhóm nghiên cứu tập trung vào việc nâng cao độ nhạy và cường độ của tín hiệu Raman. Nhóm thực hiện điều này bằng việc phân tích, tìm hiểu nguyên nhân cháy nổ thường gặp khi sử dụng phương pháp tán xạ.

Sau nhiều lần thử nghiệm và trải qua vô số thất bại, nhóm nghiên cứu của PGS.TS. Liên và PGS.TS. Hòa đã tìm ra giải pháp là thay vì thiết kế bàn mang mẫu cố định như các loại máy trước đây, nhóm nghĩ đến việc làm bàn mang mẫu có khả năng dịch chuyển cơ học hoặc ngẫu nhiên theo tần số tùy ý.

Giải pháp của nhóm sau đó được đăng ký và được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền sáng chế số 1-0031678 công bố vào tháng 4.2022.

(Theo Bài viết hợp tác giữa Cục Sở hữu trí tuệ và Báo Khoa học Phát triển-Tia sáng)