Trong bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0, nghiên cứu phát triển các loại vật liệu tiên tiến sẽ là hướng đi đem lại giá trị cao cho các nhà khoa học và nền kinh tế bởi nhu cầu rất lớn.
Những công nghệ vật liệu sẽ lên ngôi
Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vừa tổ chức Hội thảo “Công nghệ và vật liệu tiên tiến ứng dụng xử lý môi trường và tiết kiệm năng lượng”.
Các nhà khoa học đã trao đổi, thảo luận về 6 chủ đề khoa học công nghệ rất mới, gồm: Phát triển vật liệu nanocomposite chức năng: Công nghệ chế tạo quy mô pilot và ứng dụng thử nghiệm trong hệ thống thiết bị cảm biến thông minh và sản xuất công nghiệp; Mối nguy hại của vi nhựa và các giải pháp quản lý ô nhiễm vi nhựa;
Vật liệu từ mềm và ứng dụng cảm biến; Nghiên cứu và ứng dụng nam châm đất hiếm tại Viện Khoa học vật liệu; Nguy cơ đe dọa an ninh mạng và thách thức đối với hệ thống Internet vạn vật; Ứng dụng robot vận chuyển hàng hóa trong kho logistic.
GS.TS Lê Anh Tuấn, Trường Đại học Phenikaa chia sẻ, trong lĩnh vực vật liệu, chúng ta thường nghiên cứu chế tạo, khảo sát đặc tính và triển khai ứng dụng. Nhưng chúng tôi đã đặt tiếp cận ngược lại bằng câu hỏi thị trường vật liệu hiện nay đang phát triển như thế nào? Sử dụng báo cáo của một đơn vị đã khảo sát hơn 2.500 công ty startup, thấy rõ, hiện nay với sự phát triển của ngành năng lượng, logistic, các ngành công nghiệp công nghệ cao, nhu cầu vật liệu rất lớn.
Dung tích thị trường toàn cầu của lĩnh vực vật liệu nano khoảng 13 tỷ USD trong năm 2022, dự kiến tăng 14%, đạt khoảng 28 tỷ USD vào năm 2028. Theo phân tích từ báo cáo, có 10 xu hướng phát triển của ngành công nghiệp vật liệu và đổi mới sáng tạo, bao gồm các lĩnh vực khác nhau, trong đó nhóm vật liệu liên quan đến mục tiêu phát triển bền vững chiếm khoảng 15%, công nghệ nano khoảng 12%, vật liệu siêu nhẹ chiếm khoảng 10%; vật liệu thông minh, vật liệu compozite, vật liệu graphene, 2D đều chiếm khoảng 10%, tin học vật liệu chiếm khoảng 10%, quản lý vật liệu chiếm khoảng 4%.
Nhóm nghiên cứu của GS Lê Anh Tuấn đã tập trung nghiên cứu phát triển vật liệu nano composite, thiết bị cảm biến thông minh dựa trên vật liệu nano và vật liệu nanocomposite tiên tiến cho đá thạch anh nhân tạo ngoài trời.
Nghiên cứu của PGS.TS Đỗ Thị Hương Giang và các cộng sự Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội về vật liệu từ mềm và ứng dụng cảm biến đo từ trường, đi từ nghiên cứu cơ bản đến ứng dụng, hiện đã làm chủ công nghệ lõi của la bàn điện tử với độ chính xác cao; thiết bị đo lường không phá hủy để phát hiện các sai hỏng về sắt thép trong các công trình và phát triển các thiết bị cảm biến sinh học.
Về hướng phát triển các loại vật liệu cho công nghệ tiết kiệm năng lượng, GS.TS Nguyễn Huy Dân đã trình bày về phương pháp chế tạo vật liệu từ cứng, chứa đất hiếm có lực kháng từ cao, đáp ứng yêu cầu ứng dụng trong mô tơ và máy phát điện. Tiềm năng ứng dụng của loại vật liệu này rất lớn trong ngành điện gió.
Nhu cầu lớn về vật liệu công nghệ cao
Về công nghệ xử lý môi trường, PGS.TS Đỗ Văn Mạnh đã đưa ra những con số đáng quan tâm về rác thải nhựa trên thế giới. Tính đến nay, Trái đất đang phải hứng chịu 8.300 triệu tấn rác thải nhựa, trong đó 9% tái sử dụng, 12% đốt, 79% trong bãi rác và trôi nổi trong môi trường. Dự báo, đến năm 2050, có khoảng 12.000 triệu tấn rác nhựa sẽ được chôn lấp hoặc đưa vào môi trường tự nhiên.
Theo Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), các quốc gia có rác thải nhựa không được xử lý, đổ ra môi trường nước lớn nhất, lần lượt là: Trung Quốc chiếm 8,8 triệu tấn/năm; Indonesia chiếm 3,2 triệu tấn/ năm; Philippines chiếm 1,9 triệu tấn/ năm…
Có hơn 1,8 triệu tấn tác thải nhựa được thải ra, chỉ 27% trong số đó được tái chế, Việt Nam đứng thứ 4 trong thống kê của UNEP. Thực trạng này đang đặt ra cho các nhà khoa học những vấn đề nghiên cứu về công nghệ xử lý chất thải nhựa, cũng như những nghiên cứu cơ bản về vi nhựa.
Theo GS.TS Lê Anh Tuấn, nhìn từ góc độ phân tích khảo sát thị trường, lĩnh vực vật liệu công nghệ cao, ứng dụng cho ngành công nghiệp công nghệ cao 4.0 đang được các công ty ở trên thế giới khởi nghiệp nghiên cứu, phát triển rất mạnh mẽ trong năm 2024.
Việt Nam nên đi theo hướng này vì chúng ta có đội ngũ nhân lực có đủ năng lực để nghiên cứu, phát triển, tất nhiên cần có thêm sự hỗ trợ, kiến tạo của Nhà nước và sự đồng hành của doanh nghiệp sản xuất trong nước.
