Nhà khoa học nghiên cứu vật liệu mới được đề cử Gương mặt trẻ tiêu biểu

Trong danh sách Đề cử Giải thưởng Gương mặt trẻ Việt Nam tiêu biểu năm 2025 có nhà khoa học trẻ Nguyễn Bá Mạnh (Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam).

Nhà khoa học trẻ Nguyễn Bá Mạnh. Ảnh: TP.

Sinh năm 1995, nhà khoa học trẻ Nguyễn Bá Mạnh (Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã sở hữu khối tài sản nghiên cứu ấn tượng với 39 bài báo quốc tế. Chủ nhiệm đề tài đoạt giải VIFOTEC 2024, anh và cộng sự đã cách mạng hóa công nghệ sản xuất vật liệu khung cơ kim, rút ngắn thời gian từ 3 ngày xuống 30 phút, mở ra kỷ nguyên ứng dụng rộng rãi từ quốc phòng, năng lượng sạch đến xử lý ô nhiễm môi trường cho Việt Nam.

TIÊN PHONG NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU MỚI

Lĩnh vực nghiên cứu mà ThS Nguyễn Bá Mạnh theo đuổi là công nghệ tổng hợp vật liệu khung cơ kim (MOF – Metal-Organic Framework), một trong những dòng vật liệu tiên tiến được đánh giá có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực chiến lược. Từ quốc phòng, an ninh, năng lượng sạch, y sinh cho đến xử lý môi trường và bảo quản thực phẩm, MOF đang được xem là “nền tảng vật liệu của tương lai” nhờ cấu trúc xốp đặc biệt và khả năng hấp phụ, xúc tác vượt trội.

Dấu ấn nổi bật nhất của anh là 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 anh làm chủ nhiệm. Công trình đã xuất sắc đoạt Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam (VIFOTEC) 2024 và được giới chuyên môn đánh giá là bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực vật liệu tiên tiến tại Việt Nam.

Không chỉ mang ý nghĩa học thuật, đề tài còn có giá trị chiến lược khi mở ra cơ hội để Việt Nam từng bước làm chủ công nghệ tổng hợp MOF – lĩnh vực mà trước đây phụ thuộc lớn vào quy trình và vật liệu nhập khẩu. Việc nội địa hóa thành công công nghệ này góp phần nâng cao năng lực tự chủ trong các lĩnh vực then chốt.

Điểm nhấn quan trọng của công trình là việc tiên phong ứng dụng công nghệ vi sóng vào quá trình tổng hợp MOF. So với phương pháp truyền thống cần 24–72 giờ ở nhiệt độ cao và sử dụng dung môi hữu cơ, quy trình mới rút ngắn thời gian phản ứng xuống còn 2–30 phút, giảm nhiệt độ xuống 80–100°C và thay thế dung môi bằng nước – an toàn, thân thiện môi trường.

Cải tiến này giúp tiết kiệm đáng kể năng lượng, giảm chi phí sản xuất và tạo điều kiện nhân rộng trong các phòng thí nghiệm trong nước. Đây được xem là nền tảng quan trọng để tiến tới sản xuất quy mô lớn, tăng khả năng ứng dụng thực tiễn và thương mại hóa sản phẩm.

Từ nền tảng công nghệ mới, nhóm nghiên cứu đã tổng hợp thành công 14 hệ vật liệu MOF với tính năng ưu việt. Các vật liệu này có khả năng hấp phụ và phân hủy nhanh các chất ô nhiễm độc hại như vi nhựa trong nước, khí độc H₂S và CO₂.

Đặc biệt, nhóm đã phát triển một sản phẩm ở quy mô thí điểm làm chất xúc tác xử lý các hợp chất mô phỏng tác nhân thần kinh, đạt hiệu suất cao hơn từ 10–120 lần so với vật liệu nhập khẩu. Thành tựu này tạo tiền đề để Bộ Quốc phòng tiến tới thay thế các chất tiêu độc nhập ngoại, góp phần nâng cao năng lực tự chủ công nghệ và đảm bảo an ninh quốc gia.

“Công nghệ đang được hoàn thiện để triển khai sản xuất thử nghiệm tại đơn vị Binh chủng Hóa học (Bộ Quốc phòng), hướng tới phục vụ cho các đơn vị tác chiến, góp phần nâng cao năng lực tự chủ công nghệ trong lĩnh vực quốc phòng. Đây là hướng nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, có ý nghĩa khoa học, tạo điều kiện để phát triển, làm chủ công nghệ lõi trong nước”, anh Mạnh cho biết.

Không chỉ dừng lại ở lĩnh vực quốc phòng, công trình còn mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác. Trong ngành năng lượng và môi trường, vật liệu MOF có thể hấp phụ khí H₂S và CO₂ trong khí thiên nhiên, xử lý hợp chất lưu huỳnh trong nhiên liệu đạt tiêu chuẩn Euro-6, góp phần giảm phát thải và bảo vệ môi trường.

Trong xử lý nước thải, các hệ MOF mới cho thấy hiệu quả trong loại bỏ vi nhựa, thuốc nhuộm và kháng sinh. Nhóm cũng phát triển cảm biến phát hiện kim loại nặng và khí độc với độ nhạy cao, phục vụ công tác giám sát môi trường.

Ở lĩnh vực bảo quản thực phẩm, màng MOF kết hợp chitosan và cellulose có khả năng kháng khuẩn, kéo dài thời gian bảo quản hoa quả và có thể phân hủy sinh học – đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững.

KHOA HỌC CÒN LÀ TRÁCH NHIỆM XÃ HỘI

Sinh ra tại Quỳnh Lưu (Nghệ An), Nguyễn Bá Mạnh sớm bộc lộ niềm đam mê với những thí nghiệm hóa học. Hai lần giành giải Nhì Olympic Hóa học Quốc gia vào các năm 2016 và 2018 là dấu mốc khẳng định năng lực của chàng trai trẻ trên con đường học thuật.

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

Gia nhập Viện Hóa học từ năm 2018 với vai trò nghiên cứu viên, hành trình khoa học của Nguyễn Bá Mạnh thực sự mở ra trong môi trường nghiên cứu chuyên sâu. Song song với công việc chuyên môn, anh còn tích cực tham gia công tác Đoàn với cương vị Phó Bí thư Chi đoàn Viện Hóa học, khởi xướng nhiều hoạt động như “Trồng cây xanh – đổi phế liệu lấy cây xanh”, “Hành trình về nguồn”, cùng các chiến dịch tình nguyện hè tại Quảng Bình và Tuyên Quang.

Anh cũng tham gia hỗ trợ tổ chức các sự kiện lớn của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, từ Lễ trao Giải thưởng Trần Đại Nghĩa 2025 đến các chương trình đón tiếp lãnh đạo cấp cao trong và ngoài nước.

Với ThS Nguyễn Bá Mạnh, khoa học không chỉ là những công trình nghiên cứu mà còn là trách nhiệm xã hội. “Chỉ khi dấn thân hết mình, chúng ta mới biến tri thức thành giá trị cho cộng đồng”, anh chia sẻ.