Viện Nghiên cứu Công nghệ Plasma (ARIPT) là một trong những đơn vị tiên phong tại Việt Nam trong nghiên cứu và phát triển các công nghệ vật lý ứng dụng phục vụ sản xuất và đời sống.
Thành lập năm 2020, các hoạt động của ARIPT ban đầu tập trung vào công nghệ plasma lạnh và các hướng ứng dụng liên quan đến xử lý môi trường, khử khuẩn và xử lý bề mặt.
Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất, bên cạnh thể rắn, thể lỏng và thể khí. Plasma được hình thành khi chất khí bị ion hóa, trong đó các electron, ion và các hạt trung hòa cùng tồn tại và tương tác với nhau dưới tác động của điện trường. Nhờ đặc tính này, plasma có khả năng tạo ra nhiều hiệu ứng vật lý và hóa học khó đạt được bằng các phương pháp thông thường.
Từ năm 2023, ARIPT mở rộng thêm sang lĩnh vực công nghệ siêu âm. Đây là kỹ thuật sử dụng sóng âm tần số cao để tạo ra hiệu ứng cavitation trong chất lỏng thông qua quá trình hình thành và sụp đổ của các vi bọt khí. Hiệu ứng này được ứng dụng trong làm sạch, phân tán, chiết xuất và hỗ trợ tổng hợp các hệ vật liệu có cấu trúc nano.
Sự kết hợp giữa plasma và siêu âm mở ra nhiều hướng tiếp cận trong xử lý môi trường, thực phẩm, vật liệu và các ứng dụng liên quan.
ARIPT hướng tới việc phát triển các công nghệ vật lý ứng dụng theo hướng hiệu quả, phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam, đồng thời góp phần đưa các giải pháp từ phòng thí nghiệm vào sản xuất và đời sống.
Cơ chế hoạt động
Con đường từ phòng thí nghiệm đến ứng dụng thực tế là một quá trình liên ngành, đòi hỏi sự phối hợp của nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau. Vì vậy, ARIPT được phát triển theo hướng mở, kết hợp linh hoạt với mạng lưới các nhà khoa học, kỹ sư và chuyên gia trong quá trình nghiên cứu và triển khai công nghệ.
Các hoạt động của ARIPT được tổ chức theo từng bài toán cụ thể trong sản xuất và đời sống, cho phép tích hợp nhiều năng lực chuyên môn nhằm rút ngắn quá trình từ nghiên cứu đến triển khai. Cách tiếp cận này cũng là cơ sở cho việc kết hợp giữa công nghệ plasma và công nghệ siêu âm trong các hướng phát triển gần đây của viện.
Hướng nghiên cứu
Hiện nay, ARIPT tập trung vào bốn hướng nghiên cứu và triển khai chính gồm: xử lý môi trường, thực phẩm và dược liệu, vật liệu nano và hệ phân tán, y sinh
Xử lý môi trường
Plasma và siêu âm là hai công nghệ có cơ chế tác động khác nhau nhưng có khả năng bổ trợ hiệu quả trong xử lý nước và môi trường.
Trong xử lý plasma, các loại oxy và nitơ hoạt hóa (RONS), tia UV và các quá trình oxy hóa có khả năng hỗ trợ khử khuẩn và phân hủy nhiều hợp chất hữu cơ trong nước. Công nghệ này được nghiên cứu cho các ứng dụng liên quan đến xử lý nước thải, khử mùi, xử lý vi sinh và cải thiện chất lượng nước trong các hệ tuần hoàn.
Trong khi đó, công nghệ siêu âm tạo ra hiệu ứng cavitation trong chất lỏng thông qua sự hình thành và sụp đổ liên tục của các vi bọt khí. Hiệu ứng này có thể hỗ trợ phân hủy các hợp chất hữu cơ, tăng cường quá trình xử lý và cải thiện hiệu quả của nhiều hệ xử lý môi trường.
Thực phẩm và dược liệu
Công nghệ plasma và siêu âm được ứng dụng trong nhiều công đoạn xử lý, bảo quản và chế biến thực phẩm – dược liệu.
Siêu âm được nghiên cứu cho các quá trình phân tán, chiết xuất, đồng hóa và hỗ trợ bảo quản, trong khi plasma có khả năng hỗ trợ khử khuẩn và xử lý bề mặt nguyên liệu mà không cần xử lý nhiệt ở cường độ cao.
Sự kết hợp giữa hai công nghệ này cho phép nâng cao hiệu suất chiết xuất, ổn định hoạt chất và hỗ trợ đảm bảo an toàn vi sinh trong quá trình sản xuất thực phẩm và dược liệu.
Vật liệu nano và hệ phân tán
Plasma và siêu âm đều có khả năng hỗ trợ chế tạo và kiểm soát các hệ vật liệu kích thước micro và nano.
Các hướng nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện khả năng phân tán, độ đồng đều kích thước hạt và độ ổn định của vật liệu trong quá trình sử dụng. Đồng thời, hai công nghệ này cũng được nghiên cứu cho các ứng dụng xử lý và biến tính bề mặt vật liệu phục vụ những mục đích chuyên biệt trong công nghiệp.
Y sinh
Trong lĩnh vực y sinh, plasma lạnh áp suất khí quyển được nghiên cứu cho các ứng dụng liên quan đến khử khuẩn, hỗ trợ xử lý bề mặt và chăm sóc vết thương.
Bên cạnh đó, plasma và siêu âm cũng được nghiên cứu trong các hướng liên quan đến vật liệu y sinh, hệ dẫn truyền hoạt chất và các hệ phân tán nano nhằm hỗ trợ cải thiện khả năng hấp thụ và tính ổn định của sản phẩm.
Mọi hướng triển khai của ARIPT đều được thực hiện theo hướng thận trọng, ưu tiên tính an toàn và cơ sở khoa học trước khi mở rộng ứng dụng.