Ứng dụng hữu ích trong nhiều lĩnh vực

Trong thời gian làm nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Hàn Quốc, thầy giáo Ngô Ích Long đã ấp ủ những nghiên cứu về chủ đề ảnh hưởng chất hoạt động bề mặt trong quá trình hình thành vi hạt (mảng hệ thống vi lưu). Trở về công tác tại Đại học Bách khoa Hà Nội, Tiến sĩ Ngô Ích Long đã thành lập lab nghiên cứu TLS lab (Laboratory of True Love in Simulation) và cùng 4 sinh viên K62, Trường Cơ khí, gồm: Nguyễn Minh Đức, Đào Văn Nam, Vũ Văn Tuyển và Đặng Đình Tài bước vào cuộc hành trình nghiên cứu cho chủ đề này.

Nghiên cứu của thầy trò Trường Cơ khí tập trung vào việc tìm hiểu chuyên sâu các ứng xử động lực học của sự hình thành hạt trong thiết bị vi lưu flow-focusing (MFFD) dưới sự ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt, sử dụng phương pháp tính toán mô phỏng số kết hợp với thực nghiệm. Ảnh hưởng của các tham số quan trọng, như số mao dẫn, tỷ lệ lưu lượng, tỷ lệ độ nhớt và nồng độ chất hoạt động bề mặt đã được đánh giá. Từ đó, các kết quả mô phỏng số đã đồng nhất với các kết quả thu được từ thực nghiệm. Thêm nữa, sự hình thành hạt bị ảnh hưởng rất lớn bởi chất hoạt động bề mặt và kích thước hạt giảm khi nồng độ chất hoạt động bề mặt tăng trong toàn dải số mao dẫn và tỷ lệ lưu lượng xem xét...

Trưởng nhóm Nguyễn Minh Đức cho biết, đề tài nghiên cứu của nhóm bắt đầu tiến hành từ năm 2019 và quá trình nghiên cứu gặp không ít khó khăn. Trong hai năm đại dịch Covid-19, mọi hoạt động bị hạn chế, cả thầy và trò cũng chỉ gặp nhau trực tuyến để cùng nuôi định hướng nghiên cứu và suy nghĩ thực hiện đề tài. Năm 2021, quá trình thực nghiệm mới bắt đầu được tiến hành. Việc tìm mua nguyên liệu, hóa chất phục vụ cho công việc thực nghiệm cũng khá khó khăn, vì chủ yếu là đồ nhập khẩu với số lượng khá ít và chi phí lớn. “Điều này cũng là một bài toán khó đối với cả nhóm, yêu cầu sự tính toán cẩn thận và chi li từng chút một để có thể thu nhận lại kết quả thực nghiệm tốt nhất”, sinh viên Đào Văn Nam chia sẻ.

Theo sinh viên Đặng Đình Tài, nghiên cứu của nhóm là sự kết hợp chặt chẽ giữa ngành Hóa học và Cơ khí. Nghiên cứu đã mô phỏng lại thực nghiệm trong quá trình chế tạo vật liệu mới của nhóm nghiên cứu Viện Kỹ thuật hóa học (Đại học Bách khoa Hà Nội). “Thiết bị này được sử dụng để chế tạo các vi hạt polyme, ứng dụng làm thuốc chống ung thư. Trong quá trình làm việc, tôi muốn có một nhóm nghiên cứu mô phỏng lại trên máy tính, nên đã liên hệ với TLS lab cùng tham gia và so sánh giữa kết quả thực nghiệm trên máy tính với kết quả thực tế của chúng tôi”, Phó Giáo sư, Tiến sĩ Đặng Trung Dũng, Viện Kỹ thuật hóa học giải thích.

Còn theo Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Thị Hồng Minh, Phó Trưởng phòng Quản lý nghiên cứu (Đại học Bách khoa Hà Nội), việc kết hợp hai đơn vị để cùng phát triển đề tài này đã giúp giảm số lượng mẫu nghiên cứu, giảm tiêu tốn năng lượng, hóa chất và nguyên vật liệu, giúp cho quy hoạch thực nghiệm sát với mô hình tối ưu hơn.

Vượt qua hơn 400 đề tài từ 94 cơ sở giáo dục đại học, đề tài “Nghiên cứu ứng xử động lực học của vi giọt trong thiết bị vi lưu flow-focusing dưới ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt” của thầy và trò Trường Cơ khí (Đại học Bách khoa Hà Nội) đã đoạt giải Nhất Giải thưởng khoa học và công nghệ dành cho sinh viên trong các cơ sở giáo dục đại học năm 2022. Thứ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo Nguyễn Văn Phúc cho rằng, đề tài có tính sáng tạo cao, nội dung phong phú, có khả năng triển khai ứng dụng hoặc có thể phát triển thành sản phẩm thương mại.

Với thành công này, cả nhóm tin tưởng rằng, đề tài sẽ trở thành những ứng dụng thực tế vô cùng hữu ích trong nhiều lĩnh vực: Ứng dụng vào việc xử lý nước thải, công nghệ y sinh (truyền dẫn thuốc vào cơ thể người), chế tạo các loại vi hạt, các loại vật liệu mới…