Nữ tiến sĩ biến chất thải công nghiệp thành vật liệu công nghệ cao

TS. Vũ Thị Tần sinh năm 1986 tại Lý Nhân - Hà Nam (cũ), nay là Ninh Bình, hiện là giảng viên Khoa Kỹ thuật Hoá học tại Trường Hóa và Khoa học Sự sống - Đại học Bách khoa Hà Nội.

Chị là một trong hai nhà khoa học của Đại học Bách khoa Hà Nội vừa được vinh danh ở Giải thưởng Sáng tạo châu Á 2025, (Asia Innovation Award), ghi nhận các thành tựu nghiên cứu và phát triển khoa học - công nghệ có ứng dụng xã hội rõ rệt và đóng góp cho các mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hợp Quốc.

Từ nước Nga đến trung tâm vật liệu carbon hàng đầu châu Âu

Năm 2005, TS. Vũ Thị Tần bắt đầu con đường khoa học tại Nga, nơi chị tốt nghiệp hệ chuyên gia Hóa học tại Đại học Tổng hợp Tula. Khi ấy, chị chưa định hình rõ chuyên ngành nhưng bị cuốn hút bởi câu hỏi: liệu thay đổi cấu trúc ở cấp độ phân tử có thể tạo ra những vật liệu với tính năng hoàn toàn mới? Chính sự tò mò này đã đưa chị đến hóa vật liệu - lĩnh vực kết nối chặt chẽ giữa cấu trúc vi mô và ứng dụng vĩ mô trong đời sống.

Sau đó, chị tiếp tục học thạc sĩ và tiến sĩ tại Đại học Oviedo, Tây Ban Nha. Tại đây, chị tiếp cận môi trường nghiên cứu nơi hóa học không chỉ dừng ở lý thuyết mà gắn liền với chế tạo, đo đạc và kiểm chứng tính năng vật liệu.

“Hóa vật liệu cho phép mình vừa đi sâu nền tảng vô cơ, vừa tạo ra những vật liệu có thể giải quyết vấn đề thật - từ xúc tác, hấp phụ đến xử lý môi trường”, chị chia sẻ.

Những năm tháng tại châu Âu giúp chị hình thành phong cách nghiên cứu bài bản, chú trọng dữ liệu và khả năng lặp lại - những chuẩn mực cốt lõi của khoa học hiện đại.

Sau khi bảo vệ tiến sĩ, TS. Vũ Tần làm nghiên cứu viên tại Viện INCAR-CSIC – trung tâm hàng đầu châu Âu về vật liệu carbon, trụ sở tại thành phố Oviedo của Tây Ban Nha.

Từ môi trường nghiên cứu cơ bản, TS chuyển sang bộ phận R&D của Tập đoàn thép ArcelorMittal tại thành phố Aviles của Tây Ban Nha, tham gia các dự án vật liệu và xử lý bề mặt phục vụ sản xuất quy mô công nghiệp. Tại đây chị đã đóng góp 17 sáng chế về vật liệu cho tập đoàn, trở thành cán bộ chủ chốt của bộ phận R&D và ký hợp đồng làm việc vô thời hạn với tập đoàn. Chính giai đoạn này đã định hình tư duy nghiên cứu gắn với đầu ra ứng dụng của chị.

Có thời điểm, khi đang làm việc trong môi trường nghiên cứu quốc tế ổn định, TS. Vũ Tần đứng trước lựa chọn khó khăn: tiếp tục con đường sự nghiệp ở nước ngoài hay trở về Việt Nam - nơi điều kiện nghiên cứu còn hạn chế nhưng nhu cầu phát triển khoa học công nghệ rất lớn. Cuối cùng, chị chọn quay về vì nhìn thấy tương lai của vật liệu bền vững tại Việt Nam.

Biến chất thải thành graphene

Trong số hàng chục công trình khoa học của TS. Vũ Thị Tần, hướng nghiên cứu mà chị tâm đắc nhất là chuyển hóa graphite thải và vật liệu carbon phế phẩm của ngành luyện kim thành graphene và các vật liệu graphene-based hiệu năng cao. Đây cũng là nhóm công trình và sáng chế góp phần quan trọng giúp chị được trao giải Khuyến khích Giải Sáng tạo châu Á.

Graphene là vật liệu hai chiều siêu mỏng với độ bền cơ học, dẫn điện và dẫn nhiệt vượt trội, thường được sản xuất từ graphite tinh khiết với chi phí cao. Trong khi đó, ngành luyện kim lại tạo ra lượng lớn graphite thải bỏ, vừa tốn chi phí xử lý vừa gây áp lực môi trường.

Nhóm nghiên cứu của nữ tiến sĩ đã phát triển các phương pháp hóa học để chuyển dòng chất thải này thành graphene oxide, reduced graphene oxide và các vật liệu carbon chức năng có giá trị cao.

“Giá trị lớn nhất nằm ở chỗ chuyển một gánh nặng môi trường thành một nguồn lực chiến lược - vừa giải quyết bài toán bền vững, vừa mở ra năng lực cạnh tranh công nghệ” , chị nhận định.

Các công trình này đã được bảo hộ qua nhiều bằng sáng chế tại Mỹ, Canada, châu Âu, Brazil và Nam Phi, mở ra khả năng thương mại hóa graphene theo hướng tiết kiệm chi phí và thân thiện môi trường hơn. Đây cũng là nhóm nghiên cứu giúp chị được trao giải Khuyến khích Giải Sáng tạo châu Á năm 2025.

Song song với graphene, TS. Vũ Thị Tần có nhiều công bố quốc tế về xúc tác quang, nano oxit kim loại và vật liệu lai graphene/oxit kim loại cho xử lý môi trường và năng lượng. Các nghiên cứu của chị xuất hiện trên các tạp chí như Applied Catalysis B: Environmental, Journal of Environmental Chemical Engineering, ChemNanoMat, Journal of Crystal Growth, Optical Materials.

Tại Trường Hóa và Khoa học Sự sống, chị Tần xây dựng các hướng nghiên cứu vật liệu gắn với bền vững, đồng thời giảng dạy và đào tạo sinh viên theo chuẩn mực nghiên cứu quốc tế.

Bên cạnh nghiên cứu, TS. Vũ Thị Tần giảng dạy các học phần về vật liệu vô cơ, hóa học vật liệu, xử lý nước và màng phủ vô cơ, đồng thời tham gia đào tạo về đổi mới sáng tạo và khởi nghiệp. Theo chị, giảng dạy không chỉ là truyền đạt kiến thức mà còn giúp sinh viên nhìn thấy “đường ra” của khoa học.

Chị trực tiếp hướng dẫn sinh viên từ khâu hình thành ý tưởng, thiết kế thí nghiệm đến phân tích dữ liệu và viết bài khoa học, nhằm giúp các em sớm tiếp cận chuẩn mực nghiên cứu quốc tế.

Là nhà khoa học nữ trong lĩnh vực kỹ thuật - vật liệu, chị cho rằng thách thức lớn nhất không nằm ở giới tính mà ở việc cân bằng giữa nghiên cứu, giảng dạy, quản lý dự án và gia đình.

“Tôi từng trải qua giai đoạn vừa làm khoa học, vừa giảng dạy, vừa quản lý một start-up về chất tẩy rửa và nuôi con nhỏ. Điều quan trọng là kỷ luật, sự bền bỉ và chấp nhận rằng không phải lúc nào mọi thứ cũng hoàn hảo”, chị tâm sự.

Khi được hỏi điều muốn nhắn gửi tới thế hệ trẻ, đặc biệt là nữ sinh đang cân nhắc theo đuổi ngành khoa học vật liệu và công nghệ cao, TS. Vũ Thị Tần nói ngắn gọn: “Hãy làm việc nghiêm túc và bền bỉ. Rồi quả ngọt sẽ đến”.