 |
. |
Lời giải cho các "nút thắt cổ chai"
Năm 2015, trong một hội nghị quốc tế, nhà hóa sinh người Anh Tim Hunt - người đã đoạt giải Nobel vào năm 2011, đã gây tranh cãi khi chia sẻ quan điểm rằng các nhà khoa học nữ thường gây rắc rối cho các nhà khoa học nam trong phòng thí nghiệm. Theo ông, để tránh rắc rối, các nhà khoa học nên làm việc trong các phòng thí nghiệm phân chia theo giới tính1.
Quan điểm gia trưởng của ông phản chiếu định kiến của rất nhiều người - cả ở Việt Nam - rằng con gái không nên học cao, không nên học các ngành khoa học tự nhiên vì "khó lấy chồng", và năng lực nghiên cứu của phụ nữ không bằng đàn ông.
Ba nhà khoa học được trao Học bổng L’Oréal – UNESCO "Vì sự phát triển phụ nữ trong khoa học" tại Việt Nam vào ngày 1/12 vừa qua, đã chứng minh rằng phụ nữ có thể làm khoa học, và họ có thể mang đến những lời giải cụ thể cho các bài toán hóc búa. Giải thưởng L’Oréal – UNESCO là giải thưởng thường niên nhằm hỗ trợ khuyến khích việc nâng cao kiến thức khoa học, sự sáng tạo và đam mê cho những nhà khoa học nữ.
 |
. |
Cụ thể, công trình của một trong những người nhận học bổng năm nay, PGS. TS. Phạm Kim Ngọc (Trưởng Bộ môn Vật liệu Nano và Màng mỏng, Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM), hướng tới giải quyết một vấn đề cốt lõi đang kìm hãm sự phát triển của AI: "nút thắt cổ chai" von Neumann. Trong kiến trúc máy tính truyền thống, bộ nhớ và bộ xử lý tách biệt hoàn toàn; dữ liệu phải liên tục được chuyển qua lại. Khi AI ngày càng đòi hỏi khối lượng dữ liệu khổng lồ, quy trình vận chuyển này trở thành điểm nghẽn: gây chậm, tiêu thụ nhiều năng lượng và hạn chế khả năng mở rộng. Hiệu năng không còn phụ thuộc vào tốc độ xử lý, mà phụ thuộc vào tốc độ... di chuyển dữ liệu.
Để vượt qua giới hạn đó, PGS. TS Kim Ngọc theo đuổi các hướng nghiên cứu thuộc lĩnh vực điện toán mô phỏng não - một lĩnh vực nhằm tái tạo cách não người xử lý thông tin bằng phần cứng. Thay vì tách rời bộ nhớ và xử lý, não bộ tích hợp hai chức năng ngay tại các khớp thần kinh (synapse). Việc mô phỏng nguyên lý này có thể tạo ra hệ thống AI học nhanh, xử lý song song tự nhiên, tiêu thụ ít năng lượng.
Theo đó, nhóm nghiên cứu của chị tập trung phát triển kiến trúc tính toán trong bộ nhớ sử dụng trở nhớ (memristor) - một linh kiện có thể vừa lưu trữ vừa xử lý thông tin ngay tại vị trí nó nằm. Việc "kéo phép tính vào trong bộ nhớ" giúp loại bỏ nhu cầu vận chuyển dữ liệu liên tục, cho phép xử lý nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn rất nhiều lần. Để nâng cao độ tin cậy, họ tập trung vào trở nhớ tự chỉnh lưu (SRM), xây dựng nghiên cứu từ vật liệu đến linh kiện và vi mạch.
Cùng được trao học bổng năm nay, PGS. TS Tô Thị Mai Hương (Phó Trưởng phòng Nghiên cứu, Đổi mới và Hợp tác Quốc tế; Trưởng ban điều hành Trung tâm Đổi mới Sáng tạo và Khởi nghiệp, USTH) đã được Hội đồng ban giám khảo vinh danh nhờ những nghiên cứu cho giải pháp giảm phát thải mà không ảnh hưởng năng suất lúa. "Trong bối cảnh nóng lên toàn cầu, nông nghiệp vừa là nạn nhân vừa là tác nhân lớn góp phần tạo ra khí nhà kính. Mê-tan, một loại khí nhà kính mạnh sinh ra từ hoạt động vi khuẩn trong điều kiện kỵ khí của ruộng lúa, làm tăng nhiệt độ trái đất và đe dọa sự phát triển bền vững của nông nghiệp", chị cho biết.
 |
. |
Nhóm nghiên cứu của chị đã ứng dụng công nghệ chỉnh sửa gene chính xác (prime editing) để cải tiến cây lúa. Họ tập trung vào các gene điều hòa phân bổ carbon, can thiệp mức độ biểu hiện gene bằng cách thay đổi vùng uORFs hoặc chèn thêm trình tự tăng cường phiên mã ngắn (STEs) vào trước vùng khởi động. Từ đó, nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của việc chỉnh sửa gene đến năng suất, dịch tiết rễ, hệ vi sinh vật rễ và đặc biệt là mức độ phát thải khí mê-tan. Nghiên cứu mở ra tiềm năng trong việc phát triển các giống lúa ưu tú, không chỉ đảm bảo an ninh lương thực cho Việt Nam và thế giới mà còn chủ động đóng góp vào mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính toàn cầu.
Một hướng nghiên cứu khác giải quyết vấn đề cấp bách trong bối cảnh biến đổi khí hậu là nghiên cứu về công nghệ pin trong xe điện của TS. Lê Linh (NCS sau tiến sĩ tại Đại học Stanford, Mỹ). Theo chị, so với pin Li-ion hiện tại với mật độ năng lượng hạn chế, pin Lithium-lưu huỳnh (Li-S) có mật độ năng lượng cao hơn và chi phí thấp hơn. Tuy nhiên, thách thức lớn nằm ở việc hiệu suất và tuổi thọ pin Li-S vẫn còn hạn chế.
Theo đuổi một nghiên cứu sâu về sinh học phân tử, sinh học thực vật là một điều không dễ dàng tại Việt Nam, đặc biệt là với nhóm nghiên cứu trẻ như chúng tôi. Chúng tôi luôn cố gắng đặt ra những mục tiêu rất tham vọng nhưng với nguồn lực rất hạn chế. PGS. TS Tô Thị Mai Hương |
Nhóm nghiên cứu đã tập trung phát triển chất điện giải lỏng đa chức năng tiên tiến để giải quyết triệt để các vấn đề của pin Li-S. Họ sử dụng đồng dung môi và phụ gia điện giải đặc biệt để giảm thiểu sự hòa tan polysulfide và ổn định kim loại Lithium, từ đó tăng dung lượng cùng độ bền chu kỳ. Nghiên cứu kết hợp phân tích thực nghiệm với mô phỏng lý thuyết để làm sáng tỏ cơ chế cải thiện hiệu suất, đồng thời tối ưu hóa thiết kế điện cực và cấu trúc pin tổng thể.
Theo chị, dự án có thể mang lại bước đột phá trong công nghệ pin Li-S, hiện thực hóa pin với mật độ năng lượng lên đến 350 Wh/kg và tuổi thọ chu kỳ dài, đẩy công nghệ này tiến gần hơn đến thị trường. Việc ra đời pin Li-S hiệu suất cao, chi phí thấp sẽ thúc đẩy sự phát triển của xe điện, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
Dù có các hướng tiếp cận, lĩnh vực khác nhau, song các nghiên cứu được trao học bổng năm nay đều tìm kiếm hướng giải quyết những điểm nghẽn căn bản trong ngành của mình. Mỗi nghiên cứu đều giải bài toán đôi, gồm hiệu suất lẫn tính bền vững - như sạch hơn, tuổi thọ dài hơn - để có thể ứng dụng rộng rãi trong tương lai.
Những khó khăn đằng sau
Trao giải cho ba đề án trên không chỉ là vinh danh sự xuất sắc của các nhà khoa học nữ, mà còn vinh danh những nỗ lực của họ để vượt lên trên các chướng ngại đằng sau đó.
Trong Phòng thí nghiệm của mình, PGS. TS Tô Thị Mai Hương và các đồng nghiệp đang khai thác một bộ sưu tập gồm hơn 200 giống lúa bản địa đã được giải trình tự. Họ tiến hành nghiên cứu chức năng, cơ chế đáp ứng với áp lực của cây lúa, và sau đó dùng công nghệ chỉnh sửa gen nhằm chỉnh sửa các gene giúp cho cây lúa có khả năng đáp ứng tốt hơn với môi trường. Để làm được điều đó đòi hỏi rất nhiều nỗ lực và thời gian của các nhà khoa học. "Theo đuổi một nghiên cứu sâu về sinh học phân tử, sinh học thực vật là một điều không dễ dàng tại Việt Nam, đặc biệt là với nhóm nghiên cứu trẻ như chúng tôi. Chúng tôi luôn cố gắng đặt ra những mục tiêu rất tham vọng nhưng với nguồn lực rất hạn chế", chị cho biết. Một số khó khăn có thể kể đến như các hệ thống hỗ trợ nghiên cứu hiện tại vẫn chưa được đồng bộ, tốn nhiều thời gian để chờ đợi khi đặt hóa chất v.v.
Với TS. Lê Linh, bên cạnh việc thiếu vắng nguồn vốn ổn định, chị cho biết một trở ngại lớn đối với những nhà khoa học nữ đó là việc thiếu vắng cơ hội. Theo chị, vẫn có những định kiến nhất định trong lĩnh vực khoa học, và điều này cũng tạo ra ít cơ hội hơn cho nữ giới.
Mặc dù đã có rất nhiều nỗ lực đấu tranh cho bình đẳng giới trong các ngành STEM trên thế giới, phụ nữ vẫn bị phân biệt đối xử trong các lĩnh vực này. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các công bố của phụ nữ được trích dẫn ít hơn, trung bình các khoản tài trợ cho phụ nữ nhỏ hơn và bài báo của họ phải chịu đánh giá khắt khe hơn từ những nhà bình duyệt so với nam giới.
Ngay từ ban đầu, những định kiến rằng phụ nữ chỉ nên chọn sự nghiệp ổn định, "nữ tính" đã gạt rất nhiều nữ sinh ra ngoài lề trong việc được tự do lựa chọn chuyên ngành mình muốn theo đuổi. Theo dữ liệu từ UNESCO vào năm 2020, chưa đến 30% số lượng nhà nghiên cứu trên thế giới là phụ nữ và chỉ khoảng 30% nữ sinh chọn lĩnh vực STEM trong giáo dục đại học.
Tại lễ trao học bổng, ông Jonathan Wallace Baker, Trưởng đại diện UNESCO tại Việt Nam, chia sẻ rằng giải thưởng được là một phần trong tầm nhìn về hỗ trợ phụ nữ và trẻ em gái trong khoa học, đồng thời thúc đẩy bình đẳng giới trong các lĩnh vực khoa học. Giải thưởng được trao với niềm tin rằng "khi phụ nữ được trao quyền và cơ hội bình đẳng, họ sẽ trở thành những nhân tố then chốt, mang lại những khám phá quan trọng, góp phần thay đổi thế giới."
[1] https://www.theguardian.com/uk-news/2015/jun/10/nobel-scientist-tim-hunt-female-scientists-cause-trouble-for-men-in-labs
Bài đăng KH&PT số 1373 (số 49/2025)
Anh Thư