Nghiệm thu nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp quốc gia, mã số ĐTĐLCN.18/23

<p style="text-align: justify;">Ngày 20/12/2025, Bộ Khoa học và Công nghệ đã tổ chức phiên họp Hội đồng đánh giá, nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia: "Nghiên cứu chế tạo cảm biến khí CO<b style="">2</b> trên nguyên lý hấp thụ hồng ngoại tích hợp vật liệu biến hóa ứng dụng cho nuôi trồng nấm ăn trong nông nghiệp công nghệ cao", mã số ĐTĐLCN.18/23.</p>

 Trong bối cảnh nhu cầu về thực phẩm sạch, an toàn và có giá trị dinh dưỡng cao như nấm ăn đang ngày càng gia tăng, việc phát triển các mô hình nuôi trồng công nghệ cao, bền vững và cho năng suất tối ưu dựa trên nền tảng số trở thành một xu hướng tất yếu. Ngành nuôi trồng nấm ăn, vốn đặc trưng bởi sự nhạy cảm của các loài nấm với các điều kiện môi trường, đòi hỏi một sự kiểm soát chính xác và liên tục. Trong số các yếu tố then chốt, nồng độ Khí CO₂ là một chỉ số quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của sợi nấm, hình dạng và chất lượng của quả thể, tuy nhiên lại chưa được theo dõi và đánh giá toàn diện dựa trên dữ liệu môi trường nuôi trồng.

Các phương pháp đo CO₂ truyền thống trong nông nghiệp còn hạn chế về độ ổn định, chi phí bảo trì và khả năng triển khai trên diện rộng. Việc ứng dụng cảm biến hồng ngoại không phân tán (NDIR) tích hợp vật liệu biến hóa (metamaterial) cho phép phát triển cảm biến NDIR-MM có kích thước nhỏ gọn, độ nhạy cao, tiêu thụ năng lượng thấp và chi phí tối ưu, phù hợp triển khai đại trà. Khi tích hợp vào hệ thống Internet vạn vật (IoT), cảm biến này cho phép giám sát CO₂ theo thời gian thực, đồng thời kết hợp dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng, hỗ trợ phân tích trên nền tảng đám mây và tự động điều khiển các thiết bị môi trường như thông gió, phun sương, làm mát, nhằm duy trì điều kiện tối ưu cho các giai đoạn sinh trưởng của nấm.

Trên cơ sở kế thừa các nghiên cứu cơ bản để phát triển theo định hướng ứng dụng trên nhóm vật liệu tiên tiến và theo định hướng phát triển vật lý đến năm 2025, Quyết định số 2528/QĐ-BKHCN ngày 16/12/2022 của Bộ trưởng Bộ Khoa học Công nghệ. Bộ Khoa học Công nghệ đã phê duyệt nhiệm vụ " Nghiên cứu chế tạo cảm biến khí CO2 trên nguyên lý hấp thụ hồng ngoại tích hợp vật liệu biến hóa ứng dụng cho nuôi trồng nấm ăn trong nông nghiệp công nghệ cao", mã số ĐTĐLCN.18/23 do TS. Bùi Xuân Khuyến làm chủ nhiệm; Viện Khoa học Vật liệu là Cơ quan chủ trì thực hiện từ tháng 01/2023 đến tháng 12/2025 với mục tiêu chính là:

- Tích hợp thành công vật liệu biến hóa vào nguồn phát hồng ngoại dải rộng để chế tạo được linh kiện phát bức xạ hồng ngoại dải hẹp MIRS (Metamaterial Infrared Sources) ở vùng bước sóng hấp thụ đặc trưng của khí CO₂;

- Chế tạo thành công cảm biến khí CO₂ hấp thụ hồng ngoại sử dụng linh kiện MIRS chế tạo được;

- Chế tạo thành công hệ thiết bị giám sát, điều khiển nồng độ khí CO₂ cho cơ sở thực tế nuôi trồng nấm ăn trong nông nghiệp công nghệ cao;

Sau 36 tháng triển khai thực hiện, Nhiệm vụ đã thu được những kết quả đáng ghi nhận như:

(i) Tích hợp thành công lớp vật liệu MM vào nguồn vi nhiệt phát hồng ngoại dải rộng để điều khiển phát bức xạ hồng ngoại dải hẹp (tạo ra bộ phận/linh kiện điều khiển hồng ngoại MIRS) ở 4,26 µm vùng bước sóng hấp thụ đặc trưng của khí CO₂, để áp dụng trong cảm biến hấp thụ hồng ngoại không tán sắc (NDIR) với lớp MM theo cấu hình phản xạ;

(ii) Chế tạo thành công cảm biến NDIR-MM và thiết bị đo khí CO₂ dải đo 0-10000 ppm, đáp ứng được việc tích hợp vào hệ thống IoT áp dụng cho nuôi trồng nấm;

(iii) Chế tạo thành công hệ thống IoT cho giám sát, điều khiển tham số môi trường (khí CO₂, nhiệt độ và độ ẩm) và đang được áp dụng thử nghiệm tại một cơ sở thực tế nuôi trồng nấm ăn (Công ty THHH MTV sản xuất nấm công nghệ cao, Khu công nghiệp Tâm Thắng, xã Cư-Jút, tỉnh Lâm Đồng);

- Sản phẩm công bố bao gồm: 02 Bài báo đăng trên tạp chí thuộc danh mục SCI-E, 02 Bài báo Quốc gia; 03 Kỷ yếu hội thảo chuyên ngành Quốc gia;

- 01 Đơn sáng chế chấp nhận hợp lệ;

- Đào tạo 02 Thạc sĩ và Hỗ trợ đào tạo 01 NCS.

Bên cạnh đó, các kết quả của Đề tài cũng được báo báo cáo tại các Hội thảo quốc tế, giúp mở rộng hợp tác khoa học với đối tác nước ngoài.

Các thành viên Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao những đóng góp khoa học của Tập thể nhóm nghiên cứu và Cơ quản chủ trì; phần báo cáo tổng kết và Báo cáo tóm tắt có cấu trúc hợp lý, phù hợp cho hoàn thiện mục tiêu đề ra; Về số lượng, khối lượng, chủng loại, tiến độ và chất lượng sản phẩm đều đạt yêu cầu đặt ra. Với kết quả đạt được, Hội đồng nhất trí nghiệm thu đề tài và xếp loại "Đạt". Đồng thời, yêu cầu Tập thể nhóm nghiên cứu tiếp thu các góp ý của Hội đồng cho hoàn thiện Hồ sơ, để trình Bộ Khoa học và Công nghệ ra quyết định công nhận kết quả của nhiệm vụ./.