Sự xuất sắc trong công trình của ba nhà khoa học Giải thưởng Tạ Quang Bửu 2018

Từ 9 hồ sơ vào chung kết, Hội đồng Giải thưởng Tạ Quang Bửu 2018 đã lựa chọn TS. Trần Đình Phong (Khoa Các khoa học cơ bản và ứng dụng, trường đại học KH&CN Hà Nội, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) – vật lý, TS. Phạm Văn Hùng (Khoa Công nghệ sinh học, trường đại học Quốc tế TPHCM, ĐHQGTPHCM) – sinh học nông nghiệp và TS. Đỗ Quốc Tuấn (Khoa Vật lý, trường đại học KHTN, ĐHQGHN) – vật lý là những gương mặt xứng đáng để trao giải thưởng năm nay. Vậy công trình nghiên cứu của họ có gì đặc biệt và thuyết phục được Hội đồng Giải thưởng?

Sản phẩm lá nhân tạo của TS. Trần Đình Phong đang trong quá trình tách nước tạo hydro.

Tại phiên họp xét chọn ngày 25/4 vừa qua, Hội đồng Giải thưởng Tạ Quang Bửu 2018 gồm giáo sư Ngô Việt Trung (chủ tịch), giáo sư Pierre Darriulat, giáo sư Nguyễn Đức Chiến (phó chủ tịch), giáo sư Nguyễn Thục Quyên (tham gia họp trực tuyến từ California), giáo sư Hồ Tú Bảo, giáo sư Phan Văn Tân và hai phó giáo sư Nguyễn Lĩnh Toàn, Nguyễn Quốc Hưng, đã đánh giá một cách nghiêm cẩn và khách quan cả 9 hồ sơ đề cử. Hội đồng đánh giá, các công trình năm nay đều có chất lượng tốt, được xuất bản trên các tạp chí tốt và một vài trong số đó có tiềm năng ứng dụng cao trong thực tiễn. Trên cái nền chung đó, Hội đồng đặc biệt đánh giá cao công trình của TS. Trần Đình Phong, TS. Phạm Văn Hùng và TS. Đỗ Quốc Tuấn.

Cơ chế quyết định sự hình thành lá nhân tạo (artificial leaf)

Công trình “Cấu trúc polymer và cơ chế hoạt động xúc tác tạo H₂ của molybdenum sulfide vô định hình” (Coordination polymer structure and revisited hydrogen evolution catalytic mechanism for amorphous molybdenum sulfide) của TS. Trần Đình Phong và cộng sự xuất bản trên Nature Materials năm 2016, một tạp chí hàng đầu về khoa học vật liệu và kỹ thuật với chỉ số ảnh hưởng (Impact factor) năm 2016 là 39.737 ¹. Theo số liệu của Nature thì đến nay, công trình đã có 87 trích dẫn (theo trang https://www.ncbi.nlm.nih.gov thì công trình được trích dẫn 92 lần).

Trong công trình này, bằng các phương pháp phân tích quang phổ (Raman, EPR, XPS), các phương pháp phân tích với kính hiển vi điện tử (SEM, STEM), HRTEM) cùng các phương pháp phân tích hóa học và điện hóa, TS. Trần Đình Phong và cộng sự đã chỉ ra những khác biệt cơ bản về cấu trúc và cơ chế hoạt động của vật liệu xúc tác vô định hình a-MoS_x so với MoS₂, đồng thời quan trọng hơn là chỉ ra các sai hỏng cấu trúc Mo-vacant, Mo=O mới thực sự là trung tâm xúc tác, qua đó gợi ý các phương pháp làm tăng hoạt tính xúc tác của vật liệu a-MoS_x thông qua việc tạo ra nhiều sai hỏng cấu trúc. Với kết quả nghiên cứu này, TS. Trần Đình Phong đã sử dụng a-MoS_x cùng với một xúc tác ô xi hóa nước tạo ô xi cùng một tấm pin mặt trời để chế tạo thành công một lá nhân tạo hoàn thiện có hiệu suất tách nước từ năng lượng mặt trời tạo hydro là 3%.

Công trình trên Nature Materials này là một công trình lớn, thu hút nhiều nhà nghiên cứu Việt Nam và quốc tế tham gia, trong đó TS. Trần Đình Phong là người xây dựng ý tưởng nghiên cứu, thiết kế thí nghiệm và trực tiếp tiến hành thí nghiệm tổng hợp a-MoS_x cấu trúc hạt nano và màng mỏng, tiến hành các thí nghiệm phân tích điện hóa, phân tích dộng học phản ứng, phân tích hóa học, đồng thời liên hệ và thiết kế các thí nghiệm phân tích liên quan. Anh cũng là tác giả liên hệ của bài báo và trao đổi với các nhà phản biện.

Cơ chế kháng thủy phân chuyển hóa thành đường của các loại tinh bột gạo

Công trình “Khả năng tiêu hóa in vitro và sinh đường in vivo của các loại tinh bột gạo có hàm lượng amylose khác nhau và tinh bột gạo biến đổi bằng phương pháp vật lý” (In vitro digestibility and in vivo glucose response of native and physically modified rice starches varying amylose contents) của PGS. TS Phạm Văn Hùng và cộng sự được xuất bản trên Food Chemistry, một tạp chí uy tín thuộc nhóm Q1 của Scimago với chỉ số ảnh hưởng là 4,529. Đến nay, theo Google Scholar, công trình được trích dẫn 21 lần ².

Đây là một phần kết quả mà PGS. TS Phạm Văn Hùng và cộng sự thu được khi thực hiện đề tài do Quỹ Nafosted tài trợ “Nghiên cứu cơ chế hình thành dạng tinh bột không bị thủy phân ứng dụng trong phòng chống các bệnh tiểu đường và béo phì” (2013-2015). Trong công trình này, các tác giả đã lựa chọn khảo sát 5 loại gạo phổ biến của Việt Nam (gạo Hàm Trâu, gạo 504, gạo 64, gạo Hương Lài và gạo nếp cái hoa vàng). Kết quả nghiên cứu cho thấy, các loại tinh bột gạo có hàm lượng amylose cao chứa hàm lượng tinh bột tiêu hóa nhanh cao hơn so với loại tinh bột gạo có hàm lượng amylose thấp. Về khả năng sinh đường, nhóm nghiên cứu nhận thấy khi tinh bột bị hồ hóa, cấu trúc tinh thể của tinh bột bị phá vỡ, dẫn đến việc thúc đẩy enzyme thủy phân thành đường. Qua đó, các nhà nghiên cứu đã tìm ra mối liên hệ giữa hàm lượng amylose và cấu trúc phân tử của tinh bột, tính chất hóa lý; cơ chế kháng thủy phân của các enzyme có trong hệ tiêu hóa của con người; các phương pháp xử lý hữu hiệu để giảm chỉ số đường huyết (GI) của các loại tinh bột gạo.

Trao đổi với Tia Sáng, PGS. TS Phạm Văn Hùng cho biết, các kết quả nghiên cứu sẽ là tiền đề cho những ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, thực phẩm chứng năng để sản xuất những sản phẩm có khả năng sinh đường thấp cho bệnh nhân tiểu đường, béo phì hay phòng chống một số bệnh mãn tính khác…

Mở rộng lý thuyết hấp dẫn phi tuyến có khối lượng lên vô số chiều

Công trình “Lý thuyết hấp dẫn phi tuyến nhiều chiều có khối lượng” (Higher dimensional nonlinear massive gravity) của TS. Đỗ Quốc Tuấn xuất bản trên Physical Review D, một tạp chí chuyên về vật lý hạt, vật lý trường lượng tử, lực hấp dẫn và vũ trụ học thuộc nhóm Q 1 của Scimago ³.

TS. Đỗ Quốc Tuấn đã độc lập lên ý tưởng và giải quyết vấn đề mà các bậc tiền bối đặt ra. Dựa trên ý tưởng về không thời gian nhiều chiều trong Lý thuyết Kaluza-Klein, Lý thuyết dây và Lý thuyết siêu hấp dẫn, anh cho rằng, việc mở rộng lý thuyết lên nhiều chiều (số chiều lớn hơn 4) là cần thiết. Anh đã xây dựng số hạng graviton (hạt tương tác hấp dẫn) không có mode “ma” (ghost) trong không thời gian vô số chiều dựa trên phương trình đặc trưng của ma trận vuông, đồng thời dẫn giải chi tiết các phương trình trường lượng tử Einstein của metric vật lý và phương trình trường của metric tham chiếu. Kết quả là TS. Đỗ Quốc Tuấn chỉ ra, các số hạng graviton trở thành hằng số vũ trụ – vấn đề liên quan đến sự giãn nở gia tốc của vũ trụ và năng lượng tối, qua đó có thể giải thích từ lý thuyết hấp dẫn có khối lượng trong không thời gian vô số chiều.