Theo đuổi đến cùng đề tài nghiên cứu để có công bố trên tạp chí có hệ số IF cao và từng bước xây dựng phòng thí nghiệm tốt ngay tại Việt Nam là những gì TS. Trần Đình Phong (Đại học Khoa học và Công nghệ – USTH) làm được trong quá trình thực hiện đề tài “Xác định cấu trúc phức polymer và cơ chế hoạt động tạo H2 của xúc tác molybden sulfide vô định hình” (Coordination polymer structure and revisited hydrogen evolution catalytic mechanism for amorphous molybdenum sulfide).
TS. Trần Đình Phong
Xây dựng phòng thí nghiệm để tự chủ trong nghiên cứu
Dù công việc đang “chạy” tốt tại Singapore, TS. Phong vẫn quyết định về nước và từ cuối năm 2014, anh tới gõ cửa nhiều trường đại học lớn tại TPHCM, Hà Nội và Đà Nẵng. Anh muốn tới “cơ sở nghiên cứu nào đó ủng hộ nhiệt thành nguyện vọng của mình” cho phép anh không chỉ tiếp tục thực hiện hướng nghiên cứu đã theo đuổi ở Singapore mà còn hướng đến mục tiêu dài hơi là có được “một phòng thí nghiệm tử tế để có thể dần dần tiến hành công việc nghiên cứu một cách lâu dài, qua đó tiến tới khả năng thực hiện được 70% thí nghiệm của các nghiên cứu về vật liệu tiên tiến và chỉ phụ thuộc 30% vào các phòng thí nghiệm quốc tế”. Theo quan điểm của anh, nếu công việc nghiên cứu chỉ dừng lại ở mục tiêu duy trì mối liên kết hợp tác với đồng nghiệp nước ngoài và sau đó trở thành đồng tác giả công bố với tiêu chuẩn một năm từ một đến hai bài báo trên tạp chí quốc tế chuyên ngành thì “không quá khó và có thể làm được ở nhiều nơi nhưng điều nguy hiểm là sẽ không thể làm được cái gì ‘ra tấm ra món’”. Và nếu mọi chuyện diễn ra như vậy thì anh thấy việc trở về Việt Nam thực sự không còn ý nghĩa. Điều TS. Phong băn khoăn là tình trạng thiếu thốn trang thiết bị rất phổ biến ở nhiều cơ sở nghiên cứu khiến nhiều nhà nghiên cứu phải tìm cách “lách” bằng cách chuyển sang nghiên cứu mô phỏng. “Nếu một khoa có một, hai nhóm làm mô phỏng thì rất tốt, rất hữu ích nhưng nếu nó phổ biến trong một khoa, một trường/viện nghiên cứu thì về lâu dài sẽ không ổn”, TS. Phong nhận định.
Vì vậy, giữa lời mời hấp dẫn của các trường ĐH ở TPHCM, Đà Nẵng, TS. Phong đã chọn USTH với cảm nhận sẽ có được sự ủng hộ tốt nhất cho ý tưởng của anh về việc xây dựng phòng thí nghiệm và nhóm nghiên cứu. Khi về USTH, anh mới thấy sự lựa chọn của mình là đúng đắn. Do trường đang trong quá trình xây dựng, anh và đồng nghiệp mới gia nhập môi trường nghiên cứu của trường đều không bị quá gò bó bởi những khuôn mẫu có sẵn mà có thể thoải mái đề xuất ý tưởng nghiên cứu, hình thành nhóm nghiên cứu, thành lập phòng thí nghiệm và mua sắm máy móc. Điều thuận lợi là “hầu như bất cứ lúc nào, tôi cũng có thể leo lên tầng bảy, tầng tám gặp gỡ ban giám hiệu để trao đổi về kế hoạch của mình”, TS. Phong cho biết. Một thuận lợi khác là người đóng vai trò cố vấn khoa học của USTH là một giáo sư từng giữ cương vị hiệu trưởng trường Paris 7, đã nghiên cứu về vật liệu tiên tiến nên việc trao đổi yêu cầu công việc giữa hai bên diễn ra rất dễ dàng, “ông ấy nắm bắt rất nhanh những gì tôi đề đạt mà không hề đắn đo, thậm chí còn gợi ý thêm những máy móc nào cần mua”.
Sau vài tháng vất vả ban đầu, với sự hỗ trợ của trường, TS. Phong đã mua đủ máy móc cần thiết, “tuy ít nhưng hiện đại và chất lượng tốt” cho phòng thí nghiệm. Trong thời gian tới, TS. Phong kỳ vọng phòng thí nghiệm sẽ được bổ sung thêm một số trang thiết bị nữa từ kinh phí của dự án USTH, kinh phí tài trợ của đại sứ quán Pháp, để đảm bảo tính đồng bộ giữa các loại máy móc, tương tự như phòng thí nghiệm mà anh đã làm việc tại Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore trước đây. Việc mua sắm máy móc đồng bộ và đúng tiêu chuẩn không chỉ tạo điều kiện cho nhà nghiên cứu làm thí nghiệm tốt mà còn góp phần quan trọng vào việc tạo độ tin cậy về kết quả thí nghiệm khi gửi bài đi đăng ở các tạp chí quốc tế. Theo TS. Phong, “độ tin cậy của kết quả nhiều khi quan trọng hơn cả việc nhà nghiên cứu giải thích nó như thế nào”.
Công bố trên tạp chí quốc tế hàng đầu
Dù mất rất nhiều thời gian và công sức vào việc gây dựng phòng thí nghiệm và nhóm nghiên cứu, TS. Phong vẫn cố gắng duy trì tiếp mạch nghiên cứu về chất xúc tác vô định hình MoSx mà anh đang thực hiện dở ở Singapore. “Mọi chuyện không đơn giản bởi tôi vẫn phải đảm bảo giữ mối liên hệ thông suốt với các đồng nghiệp ở nước ngoài, qua đó các bên có thể liên tục trao đổi cùng nhau về tiến trình thực hiện nghiên cứu và kết quả nghiên cứu”.
Không chỉ có TS. Phong và cộng sự mà rất nhiều nhà khoa học quốc tế nghiên cứu về MoSx vì dự đoán nó có khả năng thay thế platin (bạch kim), loại vật liệu xúc tác tốt nhưng có nhược điểm là giá thành cao, tuy nhiên chưa ai xác định được một cách đầy đủ cấu trúc và cơ chế hoạt động của nó. Vậy bằng cách nào, TS. Phong có thể chạy đua với đồng nghiệp quốc tế ngay cả khi đã trở về Việt Nam và chỉ có thể thực hiện nghiên cứu trong điều kiện không phải là tối ưu? Cách giải quyết của TS. Phong là vẫn tiếp tục thiết kế thí nghiệm và kết nối những phần thí nghiệm khác nhau về MoSx. Khi còn làm việc ở phòng thí nghiệm của GS James Baber (Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore), anh đã thực hiện một số thí nghiệm điều chế MoSx ở các điều kiện hoạt động khác nhau rồi gửi mẫu đi phân tích theo nhiều phương pháp khác nhau tại các phòng thí nghiệm ở Nhật, Pháp và Singapore, nơi các nhà khoa học Việt Nam và quốc tế mà anh quen biết đang làm việc. “Mọi chuyện không diễn ra một cách đơn giản như kiểu phân công từng việc cho mọi người mà phải tự trao đổi với từng người là mình muốn tìm hiểu MoSx ở khía cạnh nào, dự đoán gì về nó, sau đó cùng họ theo dõi quá trình phân tích mẫu và xem xét kết quả thu được”, TS. Phong cho biết.
Từ Việt Nam, TS. Phong theo dõi và cùng các đồng nghiệp phân tích kết quả thí nghiệm mẫu MoSx theo nhiều phương pháp phân tích khác nhau: TS. Thứ ở Nhật Bản với phương pháp quang phổ Raman; nhóm của TS. Vincent Artero ở Trung tâm năng lượng nguyên tử và năng lượng thay thế CEA Grenoble (Pháp) với phương pháp phổ cộng hưởng từ electron (Electron Paramagnetic Resonance EPR); nhóm của TS. Sing Yang Chiam tại Cơ quan KH, CN và nghiên cứu ASTAR (Singapore) với phương pháp phân tích phổ XPS (X ray Photoelectron spectroscopy) và TS. Trương Quang Đức (Đại học Tohoku, Nhật Bản) với phương pháp phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua quét (Scanning Transmission Electron Microscopy STEM). Về phần mình, TS. Phong thực hiện các phân tích điện hóa và hóa học để tìm ra những bằng chứng về cấu trúc và cơ chế hoạt động của xúc tác MoSx. Khi được hỏi tại sao phải tiến hành phân tích mẫu bằng nhiều phương pháp, không những mất nhiều thời gian thực hiện mà còn phức tạp hơn vì liên quan đến nhiều nhánh nghiên cứu khác nhau, TS. Phong lý giải đó là nhằm khẳng định sự đúng đắn của kết quả phân tích cấu trúc và cơ chế hoạt động của MoSx, đồng thời các phương pháp cũng hỗ trợ nhau làm rõ kết quả này. Ví dụ, phương pháp STEM của TS. Đức cho thấy cách sắp xếp các nguyên tử MoSx nhưng lại chưa thể xác định được trạng thái oxy hóa của nó là gì nên cần phải chờ thêm kết quả phân tích bằng phương pháp EPR và phổ XPS của các đồng nghiệp Pháp, Singapore. Cuối cùng với sự hỗ trợ từ phương pháp tính toán DFT giúp khẳng định cơ chế hoạt động của xúc tác MoSx của các đồng nghiệp Pháp, TS. Phong đã đủ tự tin để lên khung bài viết, sau đó gửi đi xuất bản trên tạp chí Nature Materials với vai trò là tác giả liên hệ.
Niềm vui hướng dẫn các cộng sự trẻ
Dù có được sự ủng hộ của các nhà quản lý thì việc xây dựng nhóm nghiên cứu và thiết lập phòng thí nghiệm của TS. Phong không khỏi vấp phải một số khó khăn nhất định. Do chưa có đầy đủ máy móc, TS. Phong và một vài học trò trong những tháng đầu tiên, có lúc phải “mua cả máy bơm Trung Quốc ở chợ giời” phục vụ việc nghiên cứu hoặc “cứ phải chạy chỗ này một tí, chỗ kia một tí”, mượn tạm phòng thí nghiệm của khoa khác trong trường để làm thí nghiệm. Về nhân lực, không phải lúc nào anh cũng có được một đội ngũ giỏi chuyên môn cùng thực hiện các thí nghiệm như ở Singapore hay Pháp. “Khi về nước, tôi mới thấy không chỉ ở lĩnh vực vật liệu tiên tiến của mình mà với nhiều lĩnh vực khác, lực lượng nghiên cứu có trình độ chuyên môn tốt khá mỏng”, TS. Phong kể. Vì vậy, anh đã bằng lòng với những ứng viên đầu tiên, một vài sinh viên đại học và thạc sỹ của trường, tình nguyện tham gia nhóm nghiên cứu của mình. Làm việc và hướng dẫn các sinh viên đại học, những người mới có kiến thức cơ bản, cùng tham gia nghiên cứu khoa học với mình không phải là điều dễ dàng, nó đòi hỏi sự kiên nhẫn và tận tình của người thầy. Các thành viên trẻ thường thiếu những kiến thức cần thiết cho việc nghiên cứu, TS. Phong yêu cầu họ tự đọc sách để bổ sung, đồng thời sẵn sàng giải đáp những thắc mắc đặt ra. Khi thấy các họ bắt đầu nắm bắt được kiến thức, TS. Phong khuyến khích họ thực hành thông qua những nhiệm vụ nghiên cứu nho nhỏ. Khi giao nhiệm vụ, bao giờ anh cũng giải thích rất cặn kẽ cho từng người nội dung, mục tiêu nhiệm vụ mà họ được giao đồng thời đưa ra một vài gợi ý về cách giải quyết, “tuy nhiên tôi luôn đề cao sự sáng tạo nên khuyến khích họ tìm hướng xử lý mới và mạnh dạn thử nghiệm”, TS. Phong kể. Việc hướng dẫn sinh viên làm nghiên cứu với anh cũng có nghĩa là cùng họ đọc, phân tích kết quả thí nghiệm, sau đó đặt ra những câu hỏi và gợi ý hoặc tìm câu trả lời từ thí nghiệm hoặc từ tài liệu tham khảo. Anh đặt mục tiêu tạo điều kiện cho họ có khả năng thực hiện những công việc cụ thể của quá trình nghiên cứu, vừa hình thành tư duy về hướng nghiên cứu…
Chính qua quá trình hướng dẫn như vậy, anh từng bước phát hiện ra rằng mình quá may mắn khi có được những thành viên sẵn sàng bám phòng thí nghiệm, “coi cái phòng nho nhỏ này như một thứ tài sản hết sức đáng giá” và có tinh thần học hỏi rất cao, “ví dụ các sinh viên năm cuối chỉ cần thực tập ở phòng thí nghiệm của tôi ba tháng là đạt yêu cầu để tốt nghiệp nhưng trên thực tế, họ đã bắt đầu nghiên cứu với tôi từ trước và khi bảo vệ luận án tốt nghiệp rồi vẫn tiếp tục ở lại thực hiện các thí nghiệm của mình. Tính ra, thời gian họ làm với tôi cũng gần cả năm trời”.
Sau những trải nghiệm đó, đến một thời điểm anh chợt nhận ra rằng, việc hướng dẫn những thành viên của phòng thí nghiệm tuy mới chỉ là sinh viên đại học nhưng đã có khả năng thực hiện được nghiên cứu có thể công bố quốc tế cũng đem lại niềm vui không kém so với việc đăng công trình trên các tạp chí có hệ số IF cao như Nature Materials.
Trong lĩnh vực KH&CN, hiện nay các nghiên cứu đa ngành thường được đánh giá cao vì phát huy lợi thế kiến thức của nhiều ngành, kết quả thu được thường phổ quát, có độ tin cậy và có ứng dụng nhiều hơn. Nhìn chung, trong nhiều dự án nghiên cứu, sự hợp tác giữa các nhà khoa học ở các cơ sở khác nhau với các thiết bị nghiên cứu tiên tiến khác nhau là cần thiết để đạt được mục tiêu nghiên cứu cũng như tiếp tục thúc đẩy nghiên cứu sâu hơn. Vì tốc độ phát triển của khoa học ngày nay rất nhanh, do đó các thiết bị luôn được đổi mới liên tục. Thông thường, các cơ sở khoa học dù rất lớn mạnh nhưng cũng không thể trang bị đủ tất cả các thiết bị tiên tiến. Do đó sự hợp tác giữa các nhà khoa học là cần thiết nhằm chia sẻ nguồn lực thiết bị tiên tiến sẵn có ở các cơ sở. Ví dụ, trong nghiên cứu mới đây của TS Phong “Xác định cấu trúc phức polymer và cơ chế hoạt động tạo H2 của xúc tác molybden sulfide vô định hình”, chúng tôi đã hợp tác với JEOL, Tokyo Nhật Bản, công ty hàng đầu thế giới về kính hiển vi điện tử, để quan sát vật liệu của chúng tôi ở độ phân giải cỡ nguyên tử. Thiết bị này hiện tại mới có mặt một số ít viện nghiên cứu trên thế giới.
Về vấn đề con người, sự hợp tác giữa các nhà khoa học đem lại cái nhìn đa chiều, đầy đủ hơn về một vấn đề khoa học do có sự đóng góp trí tuệ của nhiều nhà khoa học. Những khó khăn về mặt địa lý khi các nhà khoa học không ở cùng một nơi, theo tôi nghĩ là không đáng kể. Ngày nay, công nghệ liên lạc đã phát triển nên các nhà khoa học có thể dễ dàng trao đổi với nhau dù cách nhau hàng ngàn km.
Theo quan điểm của tôi, Việt Nam nên đẩy mạnh hơn nữa sự hợp tác giữa các nhà khoa học ở Việt Nam cũng như toàn thế giới, nhằm kết nối chuyên gia KH&CN người Việt trong việc giải quyết những vấn đề khoa học nói chung cũng như những vấn đề bức thiết của VN hiện nay trong y tế môi trường nông nghiệp. Sự xuất hiện ngày càng nhiều các công bố quốc tế trên các tạp chí chuyên ngành uy tín do người Việt nghiên cứu cho thấy năng lực trí tuệ của các nhà khoa học Việt Nam không thua kém đồng nghiệp quốc tế. Điểm còn yếu làm hạn chế phần nào sức sáng tạo trong nghiên cứu của họ là trang thiết bị, điều này có thể giải quyết bằng cách hợp tác với chuyên gia người Việt ở nước ngoài nhằm chia sẻ nguồn lực cơ sở vật chất tiên tiến ở các cơ sở này. Hơn nữa sự hợp tác với các chuyên gia ở nước ngoài còn giúp nâng cao năng lực nghiên cứu của cơ sở trong nước thông qua việc trao đổi, phản biện, đồng thời thu hút được các dự án, nguồn vốn của các tổ chức ở các nước phát triển dành cho Việt Nam.
TS Trương Quang Đức (Nghiên cứu viên tại Đại học Tohoku và Cơ quan Phát triển Khoa học Nhật Bản, JSPS)
