Nhà khoa học trẻ tạo bước đột phá vật liệu phục vụ quốc phòng

ThS Nguyễn Bá Mạnh (Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) vừa trở thành 1 trong 10 gương mặt được vinh danh Giải thưởng Quả Cầu Vàng 2025 ở lĩnh vực công nghệ vật liệu mới với nghiên cứu về vật liệu khung cơ kim (MOFs) ứng dụng trong quốc phòng, năng lượng sạch và xử lý môi trường. Trong đó một sản phẩm đã được triển khai thực tế tại Lữ đoàn 86, Binh chủng Hóa học.

Bước đột phá trong công nghệ vật liệu MOF phục vụ quốc phòng và môi trường

Lĩnh vực nghiên cứu mà ThS Nguyễn Bá Mạnh theo đuổi là công nghệ tổng hợp vật liệu khung cơ kim (MOF), một trong những hướng phát triển tiên tiến của khoa học vật liệu hiện nay. MOF là loại vật liệu có cấu trúc tinh thể đặc biệt, mang lại khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như quốc phòng, an ninh, năng lượng sạch, y sinh và xử lý môi trường.

Trong đó, công trình “Nghiên cứu công nghệ sản xuất vật liệu khung cơ kim ứng dụng trong lĩnh vực quốc phòng, an ninh, sản xuất năng lượng sạch, xử lý môi trường và bảo quản thực phẩm”, do ThS. Nguyễn Bá Mạnh làm chủ nhiệm, đã xuất sắc đoạt Giải thưởng Sáng tạo Khoa học – Công nghệ Việt Nam (VIFOTEC) năm 2024.

Công trình của anh và cộng sự đã cách mạng hóa công nghệ sản xuất vật liệu khung cơ kim (MOF), rút ngắn thời gian tổng hợp từ 3 ngày xuống còn 30 phút, mở ra kỷ nguyên ứng dụng rộng rãi trong quốc phòng, năng lượng sạch và xử lý ô nhiễm môi trường.

Công trình được giới chuyên môn đánh giá là bước đột phá quan trọng, không chỉ mang tầm quốc gia mà còn mở ra cơ hội để Việt Nam làm chủ công nghệ vật liệu MOF, vốn trước đây phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu.

Theo ThS Nguyễn Bá Mạnh, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng phương pháp thủy nhiệt vi sóng trong quá trình tổng hợp vật liệu, giúp rút ngắn thời gian phản ứng xuống chỉ còn 5–30 phút, giảm nhiệt độ phản ứng còn 80–100°C, đồng thời sử dụng dung môi nước thân thiện môi trường.

Thiết bị phản ứng vi sóng do nhóm phát triển có cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ gọn, dễ vận hành, chi phí đầu tư thấp, phù hợp để triển khai linh hoạt tại nhiều cơ sở nghiên cứu và sản xuất trong nước.

Trên nền tảng công nghệ này, nhóm đã tổng hợp thành công 14 hệ vật liệu từ các nguồn nguyên liệu sẵn có tại Việt Nam. Các vật liệu mới thể hiện khả năng hấp thụ và phân hủy nhanh nhiều chất ô nhiễm độc hại, như vi nhựa trong nước, khí độc hydro sulfua (H₂S), carbonic (CO₂), và đặc biệt là các hợp chất mô phỏng tác nhân thần kinh một trong những loại ô nhiễm nguy hiểm nhất trong chiến tranh hóa học và sinh học.

Kết quả thử nghiệm tại sông Tô Lịch, Hồ Tây, sông Hồng và hồ Hoàn Kiếm (Hà Nội) cho thấy, vật liệu mới có thể hấp thụ gần như hoàn toàn lượng vi nhựa chỉ trong vòng 45 phút. Trong lĩnh vực quốc phòng, loại vật liệu này có tốc độ xử lý các chất mô phỏng tác nhân thần kinh nhanh hơn từ 10 đến 120 lần so với các vật liệu nhập khẩu. Công nghệ đã được triển khai thực tế tại Lữ đoàn 86, Binh chủng Hóa học.

Ngoài ra, vật liệu MOF mới còn chứng minh hiệu quả trong xử lý khí thải công nghiệp, giúp loại bỏ các hợp chất lưu huỳnh độc hại thường phát sinh tại nhà máy nhiệt điện và cơ sở hóa chất. Nhờ đó, công nghệ này không chỉ góp phần giảm phát thải khí nhà kính, cải thiện chất lượng không khí đô thị, mà còn mở ra hướng phát triển công nghiệp xanh, bền vững và thân thiện môi trường.

Chặng đường từ học sinh giỏi Quốc gia đến nhà khoa học tài năng

Sinh ra tại Quỳnh Lưu (Nghệ An), cậu học trò Nguyễn Bá Mạnh sớm bộc lộ niềm yêu thích đặc biệt với các thí nghiệm hóa học. Ngay từ những năm trung học, anh đã hai lần giành giải Nhì Olympic Hóa học Quốc gia (2016, 2018).

Năm 23 tuổi, anh tốt nghiệp Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, sớm hơn một năm so với chương trình chính quy. Năm 2022, Nguyễn Bá Mạnh bảo vệ thành công luận văn Thạc sĩ tại Đại học Bách khoa Hà Nội với điểm số gần như tuyệt đối 3.94/4 (tương đương 9.38/10), và tiếp tục theo học nghiên cứu sinh tại Học viện Khoa học và Công nghệ.

Từ năm 2018, khi chính thức trở thành nghiên cứu viên của Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, hành trình chinh phục khoa học của chàng trai trẻ Nguyễn Bá Mạnh thực sự bắt đầu mở ra.

Ở tuổi 30, ThS Nguyễn Bá Mạnh đã sở hữu 39 bài báo quốc tế, trong đó có 22 bài Q1 - nhóm tạp chí uy tín hàng đầu thế giới, trong vai trò tác giả chính và là chủ nhiệm công trình đoạt Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam (VIFOTEC) 2024.

ThS Nguyễn Bá Mạnh cho rằng, bản chất của khoa học không nằm ở phòng thí nghiệm, mà ở khả năng giúp con người sống tốt hơn, nơi tri thức được lan tỏa và phục vụ cộng đồng. Và để các nhà khoa học thỏa sức cống hiến, sáng tạo, chính sách đối với người làm khoa học rất quan trọng.

Một trong những yếu tố then chốt giúp các công trình nghiên cứu của anh được triển khai thuận lợi và sớm bước ra khỏi khuôn khổ phòng thí nghiệm là sự hỗ trợ từ các chính sách lớn của Đảng và Nhà nước, đặc biệt là Nghị quyết số 57-NQ/TW ngày 22/12/2024 của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia.

Nhà nước thể hiện sự ưu tiên rõ ràng cho phát triển khoa học công nghệ, không chỉ qua định hướng chiến lược mà bằng đầu tư và chính sách cụ thể, sát thực tiễn. Đặc biệt, việc khuyến khích liên kết giữa Nhà nước – nhà khoa học – doanh nghiệp. Điều đó đang mở ra cơ hội lớn cho giới nghiên cứu trẻ, tạo động lực mạnh mẽ để đổi mới sáng tạo gắn với ứng dụng thực tiễn.