Giải thưởng Sáng tạo châu Á của Quỹ Toàn cầu Hitachi vừa công bố các nhà khoa học đoạt giải năm 2025, trong đó PGS.TS Chử Mạnh Hưng, Trường Vật liệu, được vinh danh Giải thưởng Đổi mới sáng tạo xuất sắc (Outstanding Innovation Award).

Nghiên cứu vật liệu nano mở hướng phát triển cảm biến phục vụ đời sống

Hướng nghiên cứu chính của PGS.TS Chử Mạnh Hưng tập trung vào tổng hợp và nghiên cứu đặc tính cấu trúc của vật liệu bán dẫn có cấu trúc nano ứng dụng trong cảm biến; nghiên cứu tổng hợp vật liệu hai chiều (2D); và nghiên cứu đặc tính cấu trúc của vật liệu bằng các phương pháp tiên tiến sử dụng nguồn synchrotron.

Trong lĩnh vực vật liệu nano, một vật liệu thuần, bên cạnh các đặc tính vốn có, có thể được thay đổi và bổ sung các tính năng mới bằng cách pha tạp hoặc cấy ghép nguyên tố khác vào cấu trúc của vật liệu. Khi thực hiện nghiên cứu tiến sĩ tại Pháp, TS. Chử Mạnh Hưng tập trung trả lời câu hỏi: 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. Đây là công việc anh theo đuổi liên tục trong ba năm nghiên cứu tiến sĩ.

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. Điểm khác biệt trong nghiên cứu của TS. Chử Mạnh Hưng và các cộng sự tại Pháp là tìm hiểu sự thay đổi trên từng đơn dây nano, thay vì trên tổng thể của vật liệu. Việc nghiên cứu ở cấp độ đơn sợi giúp việc phân tích đạt độ chính xác cao hơn, qua đó làm rõ vai trò của sự sắp xếp nguyên tử đối với tính chất của vật liệu.

Trong hai năm cuối làm việc tại Pháp, anh tiếp tục đẩy nghiên cứu lên mức cao hơn, tập trung vào phân tích cấu trúc nguyên tử của từng lớp vật liệu trong quá trình chế tạo. Kết quả nghiên cứu giúp trả lời câu hỏi cấu trúc của vật liệu được hình thành đầy đủ tại lớp lắng đọng nguyên tử nào. Nhờ đó, các nhà khoa học có thể chủ động kiểm soát quá trình chế tạo vật liệu, rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả.

Đáng chú ý, TS. Chử Mạnh 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 hàng đầu thế giới. Công cụ này cho phép tạo ra tia X với cường độ gấp hàng chục tỷ lần so với chụp X-quang y học, giúp các nhà khoa học nghiên cứu sâu cấu trúc bên trong vật liệu.

Sau khi trở về Việt Nam năm 2016, anh tiếp tục theo đuổi các đề tài ứng dụng vật liệu nano vào đời sống. Trong 5 năm giảng dạy và nghiên cứu tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, anh tham gia nhiều đề tài được tài trợ bởi Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ quốc gia. Gần đây, anh được khen thưởng cấp Trường với vai trò tác giả chính của công trình nghiên cứu quy trình chế tạo một bước cảm biến khí sợi nano, có tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị phân tích khí trong hơi thở nhằm chẩn đoán bệnh không xâm lấn.

May mắn khi lựa chọn trở về Việt Nam

PGS.TS Chử Mạnh Hưng từng là học sinh trong đội tuyển Toán thi cấp thành phố, song lại dành tình yêu đặc biệt cho Vật lý. Sự ham mê tìm hiểu ngọn nguồn, bản chất của các hiện tượng tự nhiên đã dẫn dắt anh đến con đường nghiên cứu khoa học. “Chính ham mê muốn biết ngọn nguồn, bản chất của hiện tượng là chiếc la bàn chỉ đường cho tôi", TS. Chử Mạnh Hưng chia sẻ.

Sau khi tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, anh hoàn thành chương trình thạc sĩ tại Hàn Quốc, sau đó sang Pháp làm tiến sĩ và sau tiến sĩ. Tổng cộng, anh có 8 năm học tập và nghiên cứu tại châu Á và châu Âu, tập trung vào khám phá cấu trúc vật liệu nano trong những điều kiện nghiên cứu tiên tiến.

Theo TS. Hưng, môi trường nghiên cứu khoa học ở nước ngoài có nhiều thuận lợi về trang thiết bị và điều kiện làm việc. Tuy nhiên, khi đang cân nhắc các cơ hội tiếp tục gắn bó với Pháp, anh nhận được thư mời từ Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu (ITIMS). Lời đề nghị này đã khiến anh nhanh chóng đưa ra quyết định trở về Việt Nam.

Trở lại giảng đường và phòng thí nghiệm trong nước, TS. Hưng tiếp tục theo đuổi các đề tài khoa học hướng tới bảo vệ sức khỏe con người. Bên cạnh nghiên cứu vật liệu cảm biến phục vụ chẩn đoán bệnh qua hơi thở, anh và các nhà khoa học tại ITIMS hiện triển khai 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 trong dự án chế tạo cảm biến giám sát độ tươi của thực phẩm.

“Tôi luôn trăn trở làm sao để ứng dụng khoa học vào việc bảo vệ sức khỏe và tính mạng con người”, anh nói. Nhìn lại chặng đường 5 năm làm việc tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, TS. Chử Mạnh Hưng cho rằng việc được trở về quê hương làm khoa học và làm việc cùng những đồng nghiệp chung chí hướng là một điều may mắn.