Người thầy đam mê nghiên cứu khoa học

"Quả ngọt" sau 5 năm nghiên cứu

Tốt nghiệp Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế, đến nay gần hơn 25 năm công tác giảng dạy, thầy Nguyễn Văn Thịnh - Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật (Đại học Đà Nẵng) luôn tâm niệm phải cố gắng, nỗ lực phấn đấu thực hiện tốt cuộc vận động "Mỗi giáo viên là một tấm gương đạo đức, tự học và sáng tạo".

Bên cạnh đó, không ngừng học hỏi đồng nghiệp, tự học, tự rèn luyện, bồi dưỡng kiến thức chuyên môn để phù hợp với đối tượng sinh viên; nâng cao chất lượng dạy và học, tích cực vận dụng phương pháp mới trong giảng dạy, sử dụng đồ dùng dạy học, ứng dụng công nghệ thông tin trong các tiết giảng. Tích cực tìm hiểu, nghiên cứu để có những sáng kiến cải tiến, đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy và học.

Thầy Thịnh tâm sự: “Mọi vật chất, hiện tượng xảy ra trong cuộc sống đều liên quan đến Vật lý. Bản thân tôi luôn đặt câu hỏi vì sao lại có những hiện tượng đó, tôi đặt câu hỏi để từ đó tôi muốn tự mình đi tìm lời giải đáp, rồi từ đó mới khám phá những điều mới mẻ”.

Tâm huyết, nhiệt tình, luôn miệt mài nghiên cứu, tìm tòi sáng tạo các công trình nghiên cứu khoa học là nhận xét của đồng nghiệp khi nói về thầy Thịnh. Những sáng kiến của thầy Thịnh đều được đánh giá cao về ứng dụng thực tiễn, mang lại hiệu quả cao, nổi bật phải kể đến mô hình “Máy nghiền bi trục đứng”. Đây được xem là đứa con tinh thần của thầy Thịnh trong suốt 5 năm qua.

Thầy Thịnh cho hay, cơ duyên thầy làm mô hình máy nghiền bi trục đứng xuất phát từ việc thực hiện nghiên cứu Tiến sĩ tại Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế.

Tại đây, thầy Thịnh chọn hướng nghiên cứu về lĩnh vực vật liệu áp điện và ứng dụng. Trong quá trình nghiên cứu vật liệu mới, nhiều công đoạn thiếu thiết bị sản xuất, nghiên cứu, như máy nghiền vật chất. Nhiều lần, thầy phải gửi ra các trường Đại học tại Hà Nội đo lường, phân tích mẫu thí nghiệm để thực hiện quy trình này.

Với kiến thức có sẵn cùng với sự mày mò, sáng tạo trong quá trình làm việc, thầy bắt đầu lên ý tưởng nghiên cứu, sản xuất máy nghiền bi trục đứng từ năm 2016.

Mô hình “máy nghiền bi trục đứng” hoạt động theo nguyên lý ép lăn, mài mòn và phương án thiết kế thi công. Sáng chế này phục vụ trong nghiên cứu khoa học, tổng hợp vật liệu mới thuộc lĩnh vực Khoa học vật liệu.

Bằng cách đổi mới cơ cấu truyền động gồm trục quay và cánh quay tương tác trực tiếp vào bi và vật liệu đã tạo ra nguyên lý nghiền theo cơ chế ép lăn, mài mòn, hoàn toàn khác biệt cơ chế nghiền theo nguyên lý va đập của máy nghiền cối quay.

“Từ nguyên lý này, vật liệu nghiền có kích thước hạt đạt đến nano mét, thời gian nghiền chỉ còn lại 2 giờ, với cối nghiền có dung tích 380 mm, khối lượng vật liệu nghiền đến 300 gam.

Cối nghiền đứng yên nên tiêu thụ điện năng thấp so với điện năng cung cấp cho động cơ để quay cối nghiền. Mặt khác, không cần chế tạo hệ thống khung máy truyền động và đỡ cối nghiền. Máy có cấu tạo nhỏ gọn, trọng lượng toàn máy 5 kg; Công suất tiêu thụ tối đa chỉ 120W. Đảm bảo kỹ thuật an toàn điện cho người và thiết bị điện”, thầy Thịnh chia sẻ.

Điều đặc biệt, thiết bị này sau khi sản xuất chỉ có giá thành chỉ 30 triệu đồng. Trong khi máy cùng loại sản xuất tại châu Âu lên đến 400 triệu đồng. Bên cạnh đó, có thể rút ngắn thời gian nghiền từ 6 giờ còn khoảng 2 giờ.

Vật liệu áp điện theo công thức đã chọn sau khi nghiền được đo các thông số đặc trưng và phân tích cấu trúc, vi cấu trúc bằng kỹ thuật X-ray, SEM, TEM. Ứng dụng vật liệu để chế tạo ra các thiết bị siêu âm công suất phục vụ trong dân dụng, công nghiệp và các thiết bị thủy âm săn ngầm dưới nước cho quốc phòng.

“Máy nghiền bi trục đứng” của thầy Thịnh được hoàn thiện vào năm 2018. Công trình này đã đăng ký Sở hữu trí tuệ, chấp nhận đơn hợp lệ theo Quyết định 2902w/QĐ-SHTT ngày 24/2/2021, Cục sở hữu trí tuệ, Bộ Khoa học và Công nghệ. Sản phẩm được Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế đưa vào sử dụng để nghiền vật chất tại khoa Vật Lý và khoa Hóa học.

Luôn luôn nghĩ đến việc nghiên cứu mỗi ngày

Với những nỗ lực không ngừng qua nhiều năm, thầy đã nghiên cứu thành công nhiều sản phẩm. Ngoài công trình “Máy nghiền bi trục đứng hoạt động theo nguyên lý ép lăn, mài mòn”, có thể kể đến công trình “Tổng hợp thành công vật liệu áp điện cứng có công thức PSZT-ZNM và PSZT-M”. Đây là kết quả nghiên cứu mới nhất tại Việt Nam có các thông số đặc trưng tương đương với vật liệu áp điện do nước ngoài tổng hợp, công bố trên thế giới. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa học uy tín quốc tế và trong nước.

Bên cạnh đó, vật liệu áp điện đã được ứng dụng để chế tạo các biến tử siêu âm công suất và thủy âm. Từ kết quả của nghiên cứu, nhóm đã làm chủ được quy trình công nghệ và công thức vật liệu, có khả năng chuyển giao công nghệ và sản xuất thương mại.

Ngoài ra, thầy còn chế tạo thành công “Biến siêu âm công suất kiểu hội tụ, ứng dụng vào kỹ thuật siêu âm công suất cao”; “Nghiên cứu tổng hợp, phân tích đặc tính hệ vật liệu áp điện PZT pha tạp và ứng dụng chế tạo biến tử siêu âm gốm áp điện công suất cao”, đề tài đã được Hội đồng Khoa học Công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng nghiệm thu, đánh giá ngày 31/5/2019. Sản phẩm khoa học của đề tài đã được đăng ký Giải thưởng sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam và Hội thi sáng tạo kỹ thuật Thành phố Đà Nẵng năm 2021.

Mới đây nhất, thầy Thịnh cũng sáng chế ra “thiết bị đo nhiệt độ Curie – Vật liệu áp điện”.

Theo thầy Thịnh, trên cơ sở vật liệu được nghiền ra dùng để chế tạo các linh kiện, biến tử siêu âm cần phải xác định các hiệu ứng mới, thông số vật liệu áp điện phụ thuộc theo nhiệt độ. Chính vì thế thiết bị đo nhiệt độ Curie này ra đời nhằm thực hiện nhiệm vụ đó. “Đây là công trình mới nhất được hoàn thành vào tháng 11/2021 và đã được ứng dụng thành công. Thiết bị này chủ yếu ở nước ngoài, riêng Việt Nam chưa hề có”, thầy Thịnh cho biết thêm.

Để có một sản phẩm hoàn thiện, thì đòi hỏi người làm nghiên cứu phải luôn tìm tòi, học hỏi, thầy Thịnh cũng không ngoại lệ.

Thầy Thịnh cho biết, để có được sản phẩm hoàn thiện, thì bản thân phải luôn luôn nghĩ đến sản phẩm. Luôn đặt câu hỏi tại sao để từ đó bản thân đi tìm tòi trong sách vở, để từ đó mới hoàn thiện sản phẩm một cách chu đáo nhất. Tuy nhiên, việc nghiên cứu không phải lúc nào cũng suôn sẻ, thậm chí có thể phá tung mọi thứ để làm lại từ đầu. Nhưng tuyệt đối không bỏ cuộc, chỉ có như vậy thì việc nghiên cứu khoa học mới thành công.

“Trung bình mỗi ngày tôi nghiên cứu khoảng 6-8 tiếng, hầu hết là ban đêm. Có lúc chỉ ngủ từ 1-2 tiếng rồi sáng hôm sau bắt đầu đi dạy trên trường. Cứ như vậy tôi làm việc.

Một điều may mắn là trong quá trình nghiên cứu khoa học, tôi luôn có gia đình đứng sau ủng hộ, giúp đỡ nhiều mặt cả tinh thần lẫn vật chất. Bên cạnh đó, có sự hỗ trợ rất lớn từ Trường nơi tôi công tác và sự động viên của TS Trần Hoàng Vũ - Trưởng khoa Điện – Điện tử. Đây chính là những điểm tựa vững chắc giúp tôi tích cực nghiên cứu hơn trong các sản phẩm”, thầy Thịnh nói.

PGS.TS Võ Trung Hùng - Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng, đánh giá thầy Thịnh là giảng viên kỳ cựu, có nhiều đóng góp cho sự phát triển của nhà trường. Thầy luôn tận tâm, tận lực truyền đạt kiến thức, hướng dẫn cho nhiều sinh viên nghiên cứu đạt giải thưởng cao.

Bên cạnh đó, thầy Thịnh đã đóng góp rất lớn trong việc thay đổi khung chương trình đào tạo tại Khoa Điện - Điện tử, đổi mới cách giảng dạy, gắn liền với thực tiễn cuộc sống, phương pháp giảng dạy phù hợp với thời đại. Đặc biệt thầy đã truyền cảm hứng, niềm đam mê nghiên cứu cho các thế hệ sinh viên, qua đó, góp phần tạo nên uy tín của trường.