TS. Chử Mạnh Hưng, giảng viên Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu, là một trong những nhà khoa học có công trình có ảnh hưởng nhất năm 2020 của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Hành trình 8 năm từ châu Á sang châu Âu
Cách đây hơn 20 năm, một cậu học sinh ở ngoại thành Hà Nội, dù được chọn vào đội tuyển Toán thi cấp thành phố, nhưng tình yêu thực sự của cậu lại dành cho Vật lý. Và tiếng nói của con tim đã dẫn lối cho cậu học sinh ngày nào giờ đây trở thành nhà khoa học có thành tựu trong lĩnh vực Vật lý kỹ thuật.
“Chính ham mê muốn biết ngọn nguồn, bản chất của hiện tượng là chiếc la bàn chỉ đường cho tôi,” TS. Chử Mạnh Hưng nói.
Tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, hoàn thành chương trình thạc sĩ tại Hàn Quốc, rồi sang Pháp làm tiến sĩ và sau tiến sĩ, TS. Chử Mạnh Hưng dành hành trình 8 năm từ châu Á sang châu Âu để “khám phá cấu trúc của vật liệu nano.”
Một vật liệu thuần, bên cạnh các đặc tính vốn có của nó, có thể được thay đổi và thêm vào các tính năng mới bằng cách pha tạp, cấy ghép nguyên tố khác vào cấu trúc của vật liệu.
“Sau khi dùng phương pháp cấy ion vào dây nano, cấu trúc nguyên tử của vật liệu thay đổi ra sao và nguyên tố cấy vào có thể thay thế được vào vị trí của các nguyên tố chủ vốn có trong vật liệu thuần hay không?” TS. Hưng giải thích. “Đó là việc tôi làm trong suốt ba năm nghiên cứu tiến sĩ ở Pháp.”
Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã thử pha tạp các nguyên tố vào cấu trúc vật liệu và đo đạc những thay đổi trước và sau khi pha tạp. Tuy nhiên, điểm khác biệt trong nghiên cứu của TS. Chử Mạnh Hưng và các cộng sự Pháp là tìm hiểu sự thay đổi trên từng đơn dây nano, không phải trên tổng thể của vật liệu.
“Do vậy kết quả phân tích chính xác hơn,” TS. Hưng nói và giải thích rằng việc hiểu tường tận cách sắp xếp nguyên tử trên đơn sợi nano ảnh hưởng lớn đến việc cải thiện tính năng của vật liệu.
Nghiên cứu vật liệu, đặc biệt là những vật liệu kích thước nano có đường kính chỉ bằng 1/1.000 đường kính sợi tóc, tạo ra vô vàn ứng dụng trong đời sống từ cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường, mở ra hy vọng về các phương pháp chữa bệnh mới, tối ưu hóa năng lượng cho đến nâng cao hiệu suất nông nghiệp.
Trước khi quay về Việt Nam vào năm 2016, TS. Chử Mạnh Hưng dành hai năm cuối ở Pháp đẩy việc nghiên cứu lên mức cao hơn, tập trung vào phân tích cấu trúc nguyên tử của từng lớp vật liệu.
Kết quả của nghiên cứu này giúp trả lời câu hỏi: Cấu trúc của vật liệu được hình thành đầy đủ tại lớp lắng đọng nguyên tử nào? Nhờ vậy, các nhà khoa học có thể chủ động kiểm soát quá trình chế tạo vật liệu.
“Ví dụ thay vì chế tạo 200 lớp, sau khi nghiên cứu, ta phát hiện rằng ở lớp thứ 5, cấu trúc của vật liệu đã được hoàn thiện với đầy đủ những tính chất mà ta mong muốn.” TS. Hưng lý giải. “Điều đó nghĩa là chúng ta có thể rút ngắn thời gian, tăng hiệu quả chế tạo vật liệu.”
Theo đuổi những đề tài khoa học ứng dụng bảo vệ sức khỏe con người
Không thể phủ nhận môi trường nghiên cứu khoa học thuận lợi ở châu Âu- nền văn minh đã chiếm vị trí thống trị trong 200 năm qua nhờ các thành tựu vượt bậc về khoa học, kỹ thuật, như nhà sử học Ian Morris miêu tả trong cuốn “Tại sao phương Tây trỗi dậy?”
TS. Hưng là nghiên cứu sinh tiến sĩ người Việt đầu tiên nghiên cứu cấu trúc vật liệu tại cơ quan ứng dụng bức xạ châu Âu ESRF, nơi đặt cỗ máy gia tốc tạo nguồn synchrotron với cường độ lớn nhất trên thế giới.
Có thể tạo ra tia X với cường độ gấp 100 tỷ lần cường độ khi chụp X-quang, một cỗ máy synchrotron là công cụ quý giá đối với các nhà khoa học. Trên thực tế, việc điều khiển các chùm tia synchrotron năng lượng cao và siêu nhỏ vào các vật liệu giống như việc điều khiển một chiếc kính hiển vi khổng lồ giúp các nhà khoa học nhìn vào bên trong các phân tử. Hiện nay, thế giới chỉ có khoảng 60 máy synchrotron. Mỗi cỗ máy tốn hàng trăm triệu đô la Mỹ tiền đầu tư và cần sự hợp lực của nhiều quốc gia.
“Môi trường nghiên cứu khoa học ở nước ngoài rất tốt. Nhưng trong điều kiện thiếu thốn về trang thiết bị, máy móc ở Việt Nam, càng may mắn hơn khi tôi vẫn được làm khoa học,” TS. Chử Mạnh Hưng chia sẻ suy nghĩ.
Bức thư gửi từ Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu (ITIMS) thuộc Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đến vào đúng lúc TS. Hưng đang phân vân trước những cơ hội làm việc ở Pháp. Lời đề nghị của viện trưởng ITIMS đã trở thành cú hích khiến anh nhanh chóng quyết định trở về.
Sau 5 năm nghiên cứu và giảng dạy tại Bách khoa Hà Nội, TS. Chử Mạnh Hưng đã tham gia nhiều đề tài liên quan đến ứng dụng của vật liệu nano vào đời sống và nhận được tài trợ của các tổ chức như Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia.
Anh vừa nhận khen thưởng cấp Trường dành cho “Tác giả chính của công trình khoa học có ảnh hưởng” với công trình nghiên cứu quy trình chế tạo một bước cảm biến khí sợi nano. Nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng vào các thiết bị phân tích khí trong hơi thở nhằm chẩn đoán bệnh không xâm lấn.
“Tôi luôn trăn trở làm sao để ứng dụng khoa học vào việc bảo vệ sức khỏe và tính mạng con người,” TS. Chử Mạnh Hưng nói về động lực đằng sau những đề tài anh đang theo đuổi.
Ngoài nghiên cứu vật liệu cảm biến chẩn đoán bệnh qua hơi thở, anh và các nhà khoa học tại Viện ITIMS hiện còn triển khai một đề tài cấp nhà nước về cảnh báo khí độc trong môi trường làm việc hầm lò đồng thời xúc tiến hợp tác với Hàn Quốc để triển khai dự án chế tạo cảm biến giám sát độ tươi của thực phẩm.
“Trở về quê hương làm khoa học đã là may mắn, càng may mắn hơn khi tôi được làm việc với những con người cùng chí hướng, cùng tầm nhìn, chung giá trị sống và chung đích đến,” TS. Chử Mạnh Hưng nhìn lại 5 năm ở Bách khoa Hà Nội.
Huyền Lê
Tiếng Việt