NGHIÊN CỨU, THƢƠNG MẠI SENSƠ HÓA HỌC VÀ SINH HỌC
1. Sản xuất thương mại các loại sensơ [21]
Nhật Bản là một trong những nƣớc năng đông nhất, đi đầu trong linh vực sensơ hòa học. Vi vậy, có thê lây Nhật làm vi dụ điển hình để đánh giá sự phát triển và giá trị kinh tế của lĩnh vực khoa học, công nghệ quan trọng và mới mẻ này. Thử xem qua một vài con số thống kê về tình hình nghiên cứu, sản xuất và thƣơng mại các linh kiện sensơ ở Nhật trong giai đoạn 1983-1989. Sensơ hóa học nhƣ sensơ khi bằng bán dẫn oxyt, sensơ oxy bằng oxyt zircon, sensơ độ ẩm bằng polyme hoặc gốm đều đƣợc sản xuất với khối lƣợng lớn ờ Nhật Bản. Sự phát triển nghiên cứu và sản xuất các loại sensơ hóa học ở Nhật Bàn dƣờng nhƣ là kết quả của sự phát triền nền văn minh của nƣớc Nhật, liên quan đến tinh trạng thời tiết, khí hậu và môi trƣờng cùa nƣớc Nhật công nghiệp. Các sensơ bán dẫn đang đƣợc sử dụng nhiều nhất. Do khi hậu ẩm ƣớt nên nhu cầu sử dụng sensơ độ ẩm không ngừng tăng lên. Những số liệu nêu dƣới đây đƣợc trích ra từ kết quà khảo sát thăm dò khoảng 200 cơ sở sản xuất sensơ của Nhật Bản do Hiệp hội Phát triển Công nghiệp Điện tử Nhật Bản thực hiện.
Hình 19 giới thiệu giá trị thƣơng mại hàng năm cùa tất cà các loại sensơ trong khoảng thời gian từ 1983-1989. Giá trị thƣơng mại tăng rất nhanh, đạt 466,2 ti yên trong năm 1989. Ti phần đóng góp của các loại sensơ đƣợc ghi trên Hình 20. Tỉ phân đóng góp lớn nhất vẫn là sensơ quang, từ và sensơ xác định vị trị. Sensơ khí đang còn ờ vị tri rất nhò (6%) và sensơ chất lỏng lại càng ít hơn (1%). Trong số 2,531 tỉ sensơ sản xuất trong năm 1989, đa số là cho mục đích không chuyên (41%), 34% cho điện dùng trong gia đình, 16% cho tin học và 5% cho giao thông vận tải.
Trong năm 1989, 66 triệu sensơ khí đã đƣợc sản xuất, tổng giá trị đạt 27,8 tỉ yên (Hình 21). Trong số các loại sensơ khí khác nhau, các sensơ hoạt động theo nguyên lý hiệu ứng thế điện động (chủ yếu sensơ zirconia để đo O2) chiếm ƣu thế (59%); theo nguyên lý thay đổi điện trở (chù yếu sensơ bán dẫn đo khí và sensơ độ ẩm) chiếm 29 %. Các loại sensơ này đƣợc sử dụng chủ yếu trong các thiết bị dùng điện trong gia đình (71%) ô tô (16%), cảnh báo (5%).
Việc sản xuất các sensơ chất lỏng vẫn còn trong phạm vi rất hạn chế, đạt giá trị 3,4 tỉ yên trong năm 1989 (Hình 22). Trong đó, sensơ
chất lỏng 89% là sensơ có màng nhạy thế, nhƣ các loại điện cực nhạy ion. Chúng đƣợc sử dụng chủ yếu trong y học 53%, các ứng đụng không chuyên 34% và kiểm tra các quá trinh công nghiệp 13%.
Hình 19 Sản xuất sensơ hàng năm ở Nhật Bản (1983-1989)
Tỉ phần thƣơng mại của các loại sensơ Các lĩnh vực ứng dụng
trong tổng số 466 triệu yên trong tổng số 2.531 triệu cái
Hình 21.Sản xuất sensơ khí ở Nhật bản
a. Tỉ phần thƣơng mại trong tổng số 28 tỉ yên b. Tỉ phần ứng dụng trong tổng số 66 triệu cái
Hình 22. Sản xuất sensơ chất lỏng và ứng dụng ớ Nhật Bản.
a. Tỉ phần thương mại trong tổng số 3.374 triệu yên b. Tỉ phần ứng dụng trong tổng số 161.000 cái
2. Tổ chức nghiên cứu sensơ hóa học
Các nhà nghiên cứu sensơ hóa học ở Nhật Bản thƣờng làm việc ờ các cơ sở "hàn lâm viện" nhiêu hơn. Điêu này thê hiện bản chất đa ngành học thuật của công nghệ chế tạo sensơ hóa học. Giáo sƣ T. Seivama là ngƣời khởi xƣớng việc nghiên cứu về sensơ hóa học ờ Nhật Bản và đa cùng với các giáo sƣ s.Suzuki, J.Siokavva và K.Fueki lập ra Hôi Nghiên cứu Sensơ (SRC) thuộc Hiệp hội Điện hóa của Nhật Bản trong năm 1977 SRC bắt đầu công việc của mình bằng cách tổ chức các cuộc hội thào thƣờng kỳ để kích thích nhiều ngƣời tham gia nghiên cứu sensơ hóa học. Bắt đầu từ năm 1981, SRC tổ chức hội nghị hằng năm và năm 1983, hội nghị quốc tế lần thứ nhất về sensơ hóa học đƣợc tổ chức ờ Fukuoka. Sự thành công của hội nghị quốc tế lần thứ nhất đi thúc đẩy SRC tồ chức lại hội, thành lập Hiệp hội Sensơ Hóa học cùa Nhật Bàn (JACS). JACS gồm các hội viên cá nhân (165 trong năm 1991) và hội viên hãng (44 trong năm 1991) với sự đóng góp hội phí hàng năm là 2000 yên đối vói hội viên cá nhân và 50.000 yên đối với hội viên hãng Các hoạt động thƣờng kỳ của JẦCS Là:
Tổ chức hội chào khoa học nội bộ 2 lần/năm. Tổ chức hội nghị về sensơ hóa học 2 lần/năm.
Hỗ trợ cho hội nghị sensơ hàng năm do Viện Kỹ thuật Điện của Nhạc Bàn chủ xƣơng.
Xuất bản tạp chí 4 kỳ/năm: tạp chi "Sensơ Hóa học" (Chemical Sensor)
Hỗ trợ việc xuất bản sách tổng quan thƣờng kỳ hàng năm : Công nghệ Sensơ Hóa học (Chemical Sensor Technology).
JACS đã cùng với các hiệp hội sensơ hóa học khác của Mỹ, Nam Hàn tổ chức các hội nghị song phƣơng về sensơ hóa học và trao đổi thông tin về nghiên cứu và ứng dụng các sensơ hóa học.
Hiện nay các hội nghị quốc tế về lĩnh vực sensơ hóa học không những đƣợc tổ chức ở các nƣớc phát triển nhƣ Anh, Pháp, Mỹ, Đức, Nhật, Hà Lan, Thụy Điền mà còn đƣợc tổ chức ờ nhiều khu vực khác, ờ các nƣớc đang phát triển. Trong khu vƣc châu Á và Đông Nam châu Á, đáng chú ý là các nƣớc Trung Quốc, Ấn Độ, Nam Hàn cũng đã có nhiều nỗ lực crong việc phát triển nghiên cứu ứng dụng và sàn xuất các loại sensơ khác nhau, trong đó có cả sensơ hóa học. Lƣu ý là sensơ sinh học đang còn đƣợc sử dụng rất hạn chế. Nguyên nhân chính có lẽ do độ tin cậy, độ hoàn hào của sensơ sinh học còn chƣa cao. Tuy nhiên, có thể nhận thấy là, những năm gần đây việc nghiên cứu sensơ sinh học đang có chiêu hƣớng tăng. Tƣơng lai của thế kỷ 21 sẽ là thế kỷ của công
nghệ sinh học và điều này thúc đẩy nhiều ngành có liên quan khác phát triển, trong đó sensơ sinh học sẽ là một trong những đối tƣợng nghiên cứu đây sức hấp dẫn và đây hứa hẹn. Chắc chắn là tỉ lệ đóng góp cùa sensơ sinh học ngày càng tăng. Có thể thấy rõ điều này qua giản đồ ti lệ số báo cáo trình bầy tại các hội nghị về sensơ từ năm 1987 đến 1991 trên hình 23. Một điểm đáng lƣu ý là sensơ hóa học và sinh học chế tạo từ vật liệu bán dẫn vẫn chiếm ƣu thế (Hình 24).
Hình 23. Số lƣợng các bài báo về sensơ hóa học ờ các hội nghị quốc tế về sensơ và sensơ hóa học
Hình 24. Phân loại các bài báo sensơ khí (1987- 1991)