Tình hình nghiên cứu về chế tạo và ứng dụng điện cực

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.4. Tình hình nghiên cứu về chế tạo và ứng dụng điện cực

1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước

Năm 2011, nhóm nghiên cứu của Makoto Karakawa đã chế tạo điện cực AgNWs sử dụng phương pháp ép cơ học [64]. Điện cực sau khi chế tạo có giá trị điện trở chỉ 21 /sq và độ truyền qua 85%. Có thể thấy rằng, bằng việc sử dụng phương pháp ép cơ học, điện cực thu được có giá trị điện trở tấm khá thấp. Tuy nhiên, kết quả của nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở việc sử dụng vật liệu sợi nano bạc trên đế thuỷ tinh và chưa nghiên cứu trên đế plastic.

Năm 2012, nhóm nghiên cứu của Young [65] đã chế tạo thành công điện cực GO/AgNW trên đế PET. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng phương pháp phủ nhúng kết hợp với quá trình ủ nhiệt để chế tạo điện cực. Điện cực chế tạo được thể hiện độ bền cơ học cao sau 500 lần uốn nhờ vào tương tác giữa AgNW và GO sau quá trình ủ nhiệt. Điện cực sở hữu độ truyền qua tốt với giá trị 86% tuy nhiên, điện trở tấm của điện cực vẫn còn khá cao là 150 /sq.

Năm 2017, trong nghiên cứu của Ye và cộng sự [66], khi sử dụng GO để cải thiện độ gồ ghề bề mặt điện cực sợi nano bạc. Tuy nhiên, điện cực với cấu trúc AgNW/GO vẫn còn nhược điểm là độ gồ ghề vẫn còn cao với Rq = 12,3 nm.

Năm 2020, Ke và cộng sự [67] đã sử dụng graphen để cải thiện tính chất cơ học của điện cực AgNWs. Điện cực cấu trúc tổ hợp AgNW/Graphen được chế tạo bằng phương pháp phủ quay. Qua các thử nghiệm về độ bền cơ học của điện cực có thể thấy rằng, điện cực tổ hợp cho thấy độ bền cơ học cao sau các thử nghiệm độ bền kéo hay thử nghiệm uốn.

19 Năm 2019, Rahman và cộng sự đã sử dụng vật liệu tổ hợp GO/AgNW sửa đổi điện cực làm việc Platin với mục đích phát hiện ion Hg(II). Vật liệu AgNW và GO được trộn với nhau theo tỉ lệ 1:1 và nhỏ lên trên điện cực Platin. Điện cực sau đó được để khơ trong khơng khí và sử dụng làm điện cực làm việc cho hệ cảm biến điện hóa phát hiện Hg(II). Bằng việc sử dụng kỹ thuật đo SWASV, kết quả chỉ ra rằng cảm biến có độ nhạy cao với phạm vi tuyến tính từ 1-70 nM và giới hạn phát hiện thấp với giá trị 0,1 nM [68].

1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

Nhóm nghiên cứu của các tác giả Hồng Thị Thu, Huỳnh Trần Mỹ Hòa, Trần Quang Trung tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh đã chế tạo được chấm lượng tử graphen ứng dụng làm lớp truyền lỗ trống trong pin mặt trời hữu cơ [69].

Nhóm nghiên cứu của TS. Phạm Văn Trình đã chế tạo điện cực dựa trên cơ sở vật liệu graphen/CNTs ứng dụng trong các linh kiện quang điện tử. Nhóm tác giả đã nghiên cứu kết hợp giữa các loại vật liệu graphen, CNTs với polyme dẫn PEDOT:PSS. Trong đó, điện cực dẫn điện trong suốt dựa trên tổ hợp Cacbon nanotube đa tường/PEDOT:PSS trên đế thủy tinh. Điện cực có độ truyền qua 80,3% ở bước sóng 550 nm và điện trở 14,5 /sq [70].

Nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Duy Cường viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tổng hợp thành công dung dịch sợi nano bạc và chế tạo điện cực trong suốt dựa trên vật liệu sợi nano bạc trên đế PET. Điện cực có độ truyền qua lên đến 89% và điện trở tấm là 28 Ω/sq [71].

Một số nhóm nghiên cứu tại Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Tiên tiến về Khoa học và Công nghệ-Đại học Bách Khoa Hà Nội... đã chế tạo thành cơng nano bạc cho các ứng dụng ngồi lĩnh vực chế tạo linh kiện quang điện tử.

Với điện cực ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến điện hóa, nhóm nghiên cứu của TS. Vũ Thị Thu Hà đã có những cơng bố về chế tạo các loại điện cực vàng cấu trúc nano ứng dụng trong phân tích thủy ngân.

Với những tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước liên quan đến luận văn, mục tiêu khoa học được đề xuất là:

- Tổng hợp được một số vật liệu có cấu trúc nano có tính chất phù hợp chế tạo điện cực trong suốt.

- Chế tạo được điện cực dẻo AgNW/GO trong suốt trên đế plastic có giá trị điện trở tấm thấp (< 30 Ω/sq), độ truyền qua trên 80% với độ gồ ghề bề mặt thấp

20 (< 10 nm). Đánh giá được độ bền cơ học cũng như độ bền với môi trường của điện cực và tiềm năng ứng dụng của điện cực chế tạo được trong linh kiện pin mặt trời hữu cơ.

- Chế tạo được điện cực dẻo dựa trên AgNW/GO có dẫn tốt (< 30 Ω/sq) và độ bền cao. Đánh giá khả năng ứng dụng của điện cực trong cảm biến điện hóa phát hiện ion Pb(II).

21