Hỏi: Bà có thể giải thích vật liệu MOF là gì và tại sao chúng đang thu hút sự quan tâm lớn trong các ứng dụng môi trường?

PGS.TS. Võ Thắng Nguyên: Khung kim loại hữu cơ (MOF) là một nhóm vật liệu có tiềm năng ứng dụng rất lớn và đa dạng. Đây thực sự là nhóm vật liệu đầy triển vọng. Điểm đặc biệt của loại vật liệu này nằm ở độ xốp cực cao, đồng thời chúng ta có thể biến đổi linh hoạt cả thành phần kim loại lẫn các phối tử hữu cơ liên kết với kim loại trong cấu trúc khung. Nhờ vậy, chúng ta có thể tinh chỉnh các tính chất đặc trưng của vật liệu để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

Hiện tại, những vật liệu này đang được nghiên cứu sâu rộng cho ba ứng dụng chính. Thứ nhất là hấp phụ – nhờ có diện tích bề mặt riêng cực lớn, chúng thể hiện khả năng hấp phụ vượt trội. Thứ hai là xúc tác, và thứ ba là lưu trữ khí. Riêng về lĩnh vực xúc tác, một phần nghiên cứu của tôi tập trung vào xúc tác quang để phân hủy các hợp chất màu trong xử lý nước thải, cũng như xúc tác điện hóa cho quá trình phân tách nước nhằm sản xuất khí hydro. Đây chính là những hướng ứng dụng được quan tâm nhiều nhất hiện nay đối với nhóm vật liệu MOF.

Hỏi: Nghiên cứu của bà trong lĩnh vực tổng hợp MOF có cách tiếp cận độc đáo để ứng phó với các thách thức về môi trường tại Việt Nam. Điều này khác biệt với các phương pháp thông thường như thế nào?

PGS.TS. Nguyên: Điểm đặc biệt trong cách tiếp cận của chúng tôi là khả năng tổng hợp MOF dựa trên các vật liệu phế thải không thông thường – chẳng hạn như vỏ trái cây và những chất thải sinh học khác thường bị vứt bỏ. Thay vì sử dụng nguyên liệu thô truyền thống, chúng tôi biến những vật liệu phế thải này thành nền tảng để phát triển công nghệ MOF. Về bản chất, chúng tôi đang kết hợp công nghệ MOF tiên tiến với việc tái chế các vật liệu bị bỏ đi, hướng tới những ứng dụng thiết thực trong thực tiễn.

Tuy nhiên, hiện tại những nghiên cứu này vẫn chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm. Mục tiêu tiếp theo mà chúng tôi hướng tới là đưa những vật liệu này vào các hệ thống xử lý thực tế, sau khi hoàn thiện quy trình sản xuất và đánh giá toàn diện các đặc tính của chúng. Chúng tôi kỳ vọng có thể ứng dụng những vật liệu này vào các hệ thống xử lý nước thải cụ thể, điển hình như tại các doanh nghiệp sản xuất thuốc nhuộm. Đó là khát vọng lớn của chúng tôi, song hiện tại nghiên cứu vẫn chủ yếu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm.

Hỏi: Những thách thức nào đang cản trở việc mở rộng quy mô công nghệ MOF để ứng dụng trong công nghiệp, đặc biệt là trong bối cảnh Việt Nam?

PGS.TS. Nguyên: Vật liệu này tồn tại một số hạn chế về độ ổn định trong điều kiện thực tế. Cụ thể, MOF thường gặp bất lợi trong môi trường pH khắc nghiệt – như môi trường quá axit hoặc quá kiềm, nhiệt độ cao, hay thiếu ổn định khi tiếp xúc với độ ẩm cao hoặc nước. Do đó, thách thức lớn đầu tiên chính là vấn đề độ ổn định – để có thể ứng dụng thực tế, vật liệu phải đảm bảo độ bền vững trong mọi điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Thách thức thứ hai là, hiện tại chúng tôi vẫn chưa thể tiến tới việc tích hợp công nghệ này vào các hệ thống xử lý thực tế. Mặc dù đang tiến hành nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm, nhưng yếu tố then chốt để ứng dụng thực tiễn là khả năng tích hợp vào các hệ thống hiện có, chẳng hạn như các hệ thống xử lý nước thải đang vận hành. Quá trình tích hợp này thể hiện một thách thức đáng kể trong việc chuyển giao công nghệ từ phòng thí nghiệm ra thực tiễn sản xuất.

Ngoài ra, còn tồn tại những vấn đề như khả năng tái sử dụng. Sau khi sử dụng vật liệu cho mục đích đã định, chúng tôi cần đảm bảo khả năng tái sử dụng để tránh thải ra thêm chất ô nhiễm mới vào môi trường – điều này có thể làm gia tăng ô nhiễm thay vì giải quyết vấn đề như mong muốn.

Hỏi: Ngoài xử lý nước thải, MOF có thể được ứng dụng trong những lĩnh vực đột phá nào khác?

PGS.TS. Nguyên: Chúng tôi đang hướng tới một ứng dụng khác đầy tiềm năng của vật liệu này – thu giữ và lưu trữ CO2 từ khí thải công nghiệp. Theo mô hình này, CO2 từ ống khói các nhà máy sẽ được hấp phụ vào vật liệu MOF, sau đó chúng tôi thu hồi CO2 đã được lưu trữ để sử dụng cho các quy trình sản xuất khác, chẳng hạn như nuôi cấy tảo vi sinh.

Hiện tại tại trường đại học của chúng tôi cũng đang có những nghiên cứu sâu rộng về các ứng dụng tảo vi sinh. Đây chính là sự kết hợp liên ngành thú vị giữa hóa học và sinh học. Đó là một hướng ứng dụng mới cho công nghệ MOF mà chúng tôi đang tích cực khám phá. Nếu thành công, tôi tin đây sẽ là một minh chứng đột phá cho việc chuyển giao công nghệ từ phòng thí nghiệm ra ứng dụng thực tiễn.

Hỏi: Sự kiện InnovaConnect quy tụ các chuyên gia như TS. Dư Hoàng Long và GS. Yeon-Tae Yu. Bà có kỳ vọng gì vào những cơ hội hợp tác nghiên cứu được khơi nguồn từ sự kiện này?

PGS.TS. Nguyên: Tôi và nhóm nghiên cứu của mình rất mong muốn mở rộng để khám phá các loại vật liệu khác bên cạnh MOF. Sự góp mặt của TS. Long với những nghiên cứu về quy trình sản xuất NH3 (Ammonia) – một dạng nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu hóa thạch hiện tại, tương tự như Hydro – thực sự rất thú vị. GS. Yu cũng chuyên sâu về nghiên cứu vật liệu, và hướng nghiên cứu của ông có nhiều điểm giao thoa với định hướng của chúng tôi.

Chúng tôi rất kỳ vọng sẽ có những dự án nghiên cứu cụ thể sau sự kiện InnovaConnect này. Hiện tại, tôi đang tích cực trao đổi với các nhà khoa học này để sau hội nghị, chúng tôi có thể triển khai các dự án nghiên cứu khoa học chung. Chúng tôi hoàn toàn không muốn tự giới hạn mình chỉ trong phạm vi công nghệ MOF.

Thông qua hội nghị này, chúng ta có thể mở ra những hướng nghiên cứu mới khả thi hơn cho việc ứng dụng thực tiễn. Tôi đánh giá cao tiềm năng của hướng sản xuất NH3 (ammonia) và thấy rằng nó rất phù hợp với bối cảnh thực tiễn hiện tại của Việt Nam.

Hỏi: Lộ trình phát triển bền vững của Việt Nam tập trung nhiều vào năng lượng tái tạo, nước sạch và đổi mới xanh. Bà có kỳ vọng những hỗ trợ chính sách nào để thúc đẩy công nghệ bà đang nghiên cứu không?

PGS.TS. Nguyên: Như tôi đã chia sẻ từ đầu, kỳ vọng lớn nhất của tôi là chúng ta phải thành công trong việc chuyển giao các thành tựu nghiên cứu từ phòng thí nghiệm ra ứng dụng thực tiễn. Để đạt được mục tiêu này, tôi rất mong muốn có những chính sách kết nối đa ngành, đặc biệt là tạo cầu nối ý nghĩa giữa doanh nghiệp và trường đại học.

Tại các trường đại học lớn hay ở những thành phố lớn, việc thiết lập mối liên kết này không quá khó khăn. Tuy nhiên, đối với các trường đại học địa phương hoặc ở những vùng như miền Trung – nơi tôi đang công tác, rất cần có những chính sách tạo thuận lợi cho việc kết nối liên ngành và liên lĩnh vực, đồng thời kết nối hiệu quả giữa doanh nghiệp, trường đại học và các nhà nghiên cứu.

Chúng tôi cũng mong muốn thúc đẩy việc đầu tư tập trung vào các ứng dụng cụ thể – điều này rất quan trọng để tránh tình trạng kết quả nghiên cứu chỉ dừng lại trên giấy tờ, mà phải đảm bảo chúng được chuyển giao thành công vào các ứng dụng thực tế trong sản xuất và môi trường công nghiệp.

Cuối cùng, chúng tôi muốn tiếp nối những gì VinFuture đã đạt được – đưa khoa học Việt Nam vươn ra thế giới để được công nhận và tạo ra những tác động có ý nghĩa đến nền khoa học toàn cầu. Nếu có những chính sách cụ thể được thiết kế riêng cho lĩnh vực này, quá trình ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sẽ trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn rất nhiều.

Hỏi: Bà đánh giá Quỹ VinFuture đóng vai trò như thế nào trong việc thúc đẩy năng lực nghiên cứu của Việt Nam?

PGS.TS. Nguyên: Tôi cho rằng VinFuture và Tập đoàn Vingroup đã thực hiện sứ mệnh này một cách đặc biệt xuất sắc trong thời gian qua, tích cực góp phần đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho cả nước, và tôi thấy rằng họ đã thực hiện điều này một cách thực sự hiệu quả. VinFuture cũng tài trợ cho nhiều dự án nghiên cứu, và tôi nhận thấy những dự án này chủ yếu hướng tới ứng dụng thực tiễn thay vì chỉ dừng lại ở nghiên cứu thuần lý thuyết.

Đối với các dự án nghiên cứu cơ bản, mặc dù có những hạn chế nhất định, chúng tôi vẫn hy vọng mạnh mẽ rằng từ nền tảng nghiên cứu, chúng ta có thể phát triển những ứng dụng thực tế có giá trị. Giải thưởng VinFuture là sự khẳng định mạnh mẽ về hoạt động chuyên nghiệp và trách nhiệm của VinFuture đối với cộng đồng khoa học toàn cầu. Giải thưởng đã góp phần quan trọng trong việc quảng bá hình ảnh Việt Nam ra thế giới, đồng thời thiết lập những cầu nối khoa học ý nghĩa giữa Việt Nam và quốc tế.

Hỏi: Việc mở rộng hội thảo khoa học InnovaConnect trên phạm vi cả nước bà thấy có ý nghĩa gì đối với cộng đồng khoa học Việt Nam?

PGS.TS. Nguyên: Việc mở rộng InnovaConnect ra ngoài thủ đô Hà Nội là một tín hiệu vô cùng tích cực cho sự phát triển đa vùng, thể hiện tầm bao phủ rộng khắp của VinFuture. Điều này thật đáng mừng cho hoạt động nghiên cứu khoa học tại trường đại học của tôi cũng như tại Đà Nẵng nói riêng. Tôi cho rằng điều này hoàn toàn phù hợp với tầm nhìn và sứ mệnh của VinFuture – tôn vinh, thúc đẩy và chia sẻ nghiên cứu khoa học trên phạm vi toàn quốc. 

Đây thực sự là một cơ hội vô cùng quý báu đối với Đại học Đà Nẵng, đối với các nhóm nghiên cứu ở khu vực miền Trung. Trong thời gian dài, các hoạt động hỗ trợ nghiên cứu chủ yếu tập trung vào hai cực của đất nước là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, nhưng đối với miền Trung, đây quả là một cơ hội hiếm có và đáng trân trọng.