Làm khoa học gắn liền với nhu cầu cuộc sống
Tốt nghiệp Khoa Vật lý, Đại học Bách khoa Lvop – Ucraina (Liên xô cũ) đúng vào năm đất nước hoàn toàn giải phóng, trở về nước cô sinh viên trẻ Nguyễn Ngọc Toàn được tiếp nhận về công tác tại Viện Vật lý, Viện Khoa học Việt Nam. 6 năm sau, chị chuyển sang nghiên cứu sinh vật tại Viện vô tuyến điện tử Praha, Tiệp Khắc và từ năm 1985 đến nay chị công tác tại Viện Vật lý, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam.
Trong 9 năm (1978-1987), chị đã cùng nhóm nghiên cứu xây dựng, chế tạo đa tinh thể GAP bằng phương pháp SSD - một phương pháp công nghệ đơn giản, chi phí thấp, chế tạo LED đỏ trên cơ sở vật liệu GaP:ZnO trên đế SSD và đơn tinh thể, chế tạo LED đỏ hồng ngoại và đa tinh thể GaP bằng phương pháp SSD: xây dựng quy chế chế tạo điốt phát quang đỏ ở quy mô công nghiệp. Kết quả nghiên cứu này đã được nhóm nghiên cứu của chị công bố trong một số công trình nghiên cứu khoa học của Liên Xô, Tiệp Khắc, Việt Nam. Cũng trong thời gian này, chị đăng ký hai bằng phát minh sáng chế và bản quyền tác giả.
Năm 1998-1999, chị đã thiết kế và chế tạo phun dung dịch có khả năng phục vụ cho việc chế tạo màng mỏng vô cơ bằng phương pháp phun phân huỷ nhiệt trên diện tích rộng. Ngoài ra, chị còn xây dựng chương trình công nghệ chế tạo màng mỏng dẫn điện trong suốt ATO. Nhiều sản phẩm đã được ứng dụng làm điện cực trong các linh kiện quang điện sắc và điện hoá phục vụ nghiên cứu quang điện tử.
Cùng với các nghiên cứu trên, chị còn làm chủ và tham gia nghiên cứu Oxitpervs cùng các tính chất ứng dụng. Năm 2001 chị được phân hàm giáo sư, tiến sỹ và làm chủ công trình nghiên cứu thiết bị đo nồng độ khí gas hoá lỏng với bộ cảm biến do Việt Nam sản xuất, dùng để kiểm tra nồng độ khí LPG trong các trạm phân phối khí, khí Gas rò rỉ trên các đường ống vận chuyển và các nơi sử dụng loại khí này, đồng thời nghiên cứu, chế tạo vật liệu chống ăn mòn cho nam châm đất hiếm Nafeb nhằm tạo ra khả năng ứng dụng trong các thiết bị điện tử và y tế Việt Nam.
Từ năm 2004-2006, trên cơ sở ứng dụng công nghệ nanô, PGS. TS Nguyễn Ngọc Toàn cùng cộng sự của mình đã chế tạo thành công máy đo nồng độ cồn trong hơi thở. Máy nằm gọn trong lòng bàn tay, nặng chừng 500g, thuận tiện cho việc kiểm tra người điều khiển môtô – xe máy. Máy đo nồng độ cồn trong hơi thở (NPO-2005) có thể đo 999 lần, lưu trữ kết quả đo (thời gian đo, nồng độ hơi cồn và số thứ tự) và cho phép đọc lại kết quả khi cần. Để đảm bảo vệ sinh, máy sử dụng ống thổi dùng một lần cho mỗi người được kiểm tra và chỉ phải nạp điện cho máy sau khoảng 6 giờ làm việc liên tục. Theo TS Toàn, lợi ích của máy chế tạo trong nước là dễ dàng sửa chữa và thay thế linh kiện khi hỏng. Hiện vẫn chưa thể ước tính được giá thành vì NPO-2005 mới được sản xuất có vài chiếc để thử nghiệm. Tuy nhiên, nếu thương mại hoá thành công sản phẩm này, giá thành sẽ chỉ bằng 70% thiết bị ngoại nhập.