Quỹ Toàn cầu Hitachi vừa công bố danh sách các nhà khoa học đoạt giải thưởng Sáng tạo Châu Á năm 2024, trong đó có 02 nhà khoa học Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG-HCM là PGS. TS. Nguyễn Hữu Hiếu được vinh danh tại hạng mục Sáng tạo nổi bật (Outstanding Innovation Award) và PGS. TS. Nguyễn Đình Quân đoạt giải ở hạng mục Khuyến khích (Encouragement Award). Giải thưởng Hitachi ghi nhận những thành tựu và nỗ lực của các cá nhân và tập thể thông qua các nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực khoa học, công nghệ hướng đến phục vụ lợi ích công cộng. Cả hai nhà khoa học của Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG-HCM đều đang công tác tại Khoa Kỹ thuật Hóa học, có nhiều đóng góp lớn trong lĩnh vực nghiên cứu về chuyển hóa sinh khối và ứng dụng sản phẩm chuyển hóa từ nguồn sinh khối để giải quyết các vấn đề môi trường và phát triển bền vững.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Hiếu, Trưởng PTN Trọng điểm ĐHQG Công nghệ Hóa học và Dầu khí với công trình “Tổng hợp vật liệu nano từ sinh khối để ứng dụng trong sản xuất Furfural và xử lý nước thải”
Hướng nghiên cứu của PGS. TS. Nguyễn Hữu Hiếu chủ yếu tập trung vào (1) chuyển hóa sinh khối thành Furfural và (2) tổng hợp vật liệu nano từ sinh khối ứng dụng xử lý nước thải.
Đối với công trình “Tổng hợp vật liệu nano từ sinh khối để ứng dụng trong sản xuất Furfural và xử lý nước thải” vừa đoạt giải thưởng Hitachi, công trình hướng đến phát triển vật liệu có nguồn gốc sinh khối (bã mía, lõi ngô, thân ngô,…) nhằm ứng dụng xử lý các vấn đề ô nhiễm môi trường do thuốc nhuộm hữu cơ, kim loại nặng và thuốc kháng sinh gây ra. Việc ứng dụng các vật liệu này không chỉ góp phần cải thiện chất lượng môi trường mà còn mở ra các giải pháp thay thế hiệu quả trong các lĩnh vực công nghiệp và năng lượng tái tạo.
PGS. TS. Nguyễn Hữu Hiếu cho biết nghiên cứu sử dụng các kỹ thuật tổng hợp vật liệu tiên tiến, tối ưu hóa điều kiện chế tạo nhằm đạt hiệu suất cao trong xử lý nước thải và hấp phụ chất ô nhiễm. Các phương pháp phân tích hiện đại như TEM, SEM, XPS, Raman, BET, FTIR, UV-Vis và điện hóa được áp dụng để đánh giá cấu trúc, tính chất và hiệu suất hoạt động của vật liệu.
Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Thông qua hợp tác với các doanh nghiệp, các dự án thí điểm có thể được mở rộng quy mô để xử lý nước thải thực tế, với kết quả được đo lường theo các tiêu chuẩn chất lượng nước quốc tế để đảm bảo an toàn cho các nguồn nước địa phương. Ngoài ra, vật liệu có nguồn gốc sinh khối còn có tiềm năng trong sản xuất nhiên liệu sinh học, khắc phục ô nhiễm và tạo ra các giải pháp thay thế thân thiện với môi trường.
Trong tương lai, nghiên cứu tiếp tục hướng đến việc cải thiện hiệu suất vật liệu, mở rộng quy mô sản xuất và triển khai thực nghiệm trên diện rộng. Bên cạnh đó, việc tích hợp các công nghệ tiên tiến như xúc tác quang, hấp phụ đa chức năng và lưu trữ năng lượng và y tế sẽ được xem xét để nâng cao giá trị ứng dụng. Hợp tác nghiên cứu liên ngành, tổ chức hội thảo khoa học và mở rộng hợp tác quốc tế cũng sẽ được thúc đẩy nhằm lan tỏa giá trị ứng dụng của nghiên cứu và mở ra những hướng đi mới.
PGS. TS. Nguyễn Đình Quân, Trưởng PTN Nhiên liệu sinh học và Biomass với công trình nghiên cứu “Chuyển đổi bùn thải giấy thành nanocellulose vi khuẩn để sản xuất giấy bền vững”
Nghiên cứu của PGS. TS. Nguyễn Đình Quân có ý nghĩa lớn khi đề xuất một cách chuyển đổi mới từ chất thải thành một loại vật liệu sinh học quý giá, có nhiều ứng dụng và giá trị kinh tế, phù hợp với nguyên tắc kinh tế tuần hoàn: cellulose vi khuẩn (BC).
Dự án xuất phát từ nhu cầu giải quyết vấn đề môi trường liên quan đến bùn thải từ nhà máy giấy – một nguồn ô nhiễm hữu cơ lớn và đòi hỏi phương pháp xử lý hiệu quả. Trong dự án này, phương pháp sinh học được giới thiệu giúp chuyển hóa cellulose trong bùn thải thành BC với các bước thực hiện như phân tích bùn thải, phân lập vi sinh vật có khả năng chuyển hóa cellulose, phương pháp thủy phân cellulose trong bùn thải, lên men để sản xuất BC từ bùn thải đã thủy phân và thu hoạch BC cho công đoạn sản xuất giấy.
PGS. TS. Nguyễn Đình Quân nhìn nhận nghiên cứu này hứa hẹn mang lại nhiều kết quả quan trọng với những tác động lớn đối với ngành công nghiệp giấy và bảo vệ môi trường khi cho phép tối ưu hóa quy trình sản xuất BC từ bùn thải giấy và cải thiện chất lượng giấy. Việc bổ sung BC vào giấy giúp nâng cao đáng kể các tính chất cơ học, đặc biệt là độ bền nổ và khả năng chịu nén vòng, đồng thời giúp giảm khả năng hút nước và hàm lượng tro của giấy. Dự án xác định 15% BC là tỷ lệ tối ưu để đạt chất lượng giấy tốt nhất.
Bắt tay triển khai từ năm 2021 với sự đồng hành của Công ty cổ phần giấy An Bình và Nhà máy giấy Khôi Nguyên, đến nay, dự án vẫn tiếp tục được cải tiến và mở rộng quy mô công nghiệp và thử nghiệm tại các nhà máy giấy thực tế. Dự án cũng đã phát triển một khung công nghệ có thể tích hợp vào các nhà máy giấy hiện có, giúp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
Trong tương lai, nghiên cứu có thể mở rộng sang các hướng như sử dụng các nguyên liệu thay thế như chất thải khác, phế phẩm nông nghiệp để sản xuất BC; khám phá các ứng dụng khác của BC như vật liệu composite sinh học; nghiên cứu khả năng sử dụng bùn thải giấy để sản xuất ethanol hoặc các sản phẩm có giá trị khác,…
“Một nghiên cứu với sáng kiến đơn giản nhưng phải vượt qua rất nhiều khó khăn kỹ thuật mới có thể thành công”, PGS. TS. Nguyễn Đình Quân chia sẻ, đồng thời cho biết giải thưởng này tuy là dành cho cá nhân nhưng thành công lớn nhất đến từ sự hợp lực của các cộng sự, các sinh viên của PTN Biomass và rất nhiều bạn sinh viên đã tốt nghiệp cùng sát cánh với nhà khoa học.
Cùng cảm nhận này, PGS. TS. Nguyễn Hữu Hiếu gửi lời cảm ơn đến ĐHQG-HCM, Trường ĐH Bách khoa đã luôn tạo điều kiện và hỗ trợ nhóm nghiên cứu để có những công trình nghiên cứu chất lượng.
