Tiến sĩ người Việt công bố nghiên cứu trên tạp chí số một thế giới

TS. Trần Đình Phong (35 tuổi), tốt nghiệp đại học hệ Đào tạo Cử nhân Khoa học Tài năng (K3) ngành Hóa học, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội năm 2003 và Tiến sĩ ngành Hóa học tại Trường ĐH Paris 11, Orsay, Cộng hòa Pháp năm 2007.

Tiến sĩ Trần Đình Phong (Ảnh: USTH)

Từ năm 2011 đến tháng 6 năm 2015, TS. Phong làm việc tại Viện Nghiên cứu Năng lượng thuộc ĐH công nghệ Nanyang, Singapore.

Từ tháng 7 năm 2015 đến nay, TS. Phong là giảng viên tại Khoa Khoa học Vật liệu Tiên tiến và Công nghệ Nano, Trường ĐH Khoa học và Công Nghệ Hà Nội (Đại học Việt Pháp - USTH). Hiện nay tại trường, nhóm nghiên cứu của TS. Phong đang tiến hành các nghiên cứu chế tạo các vật liệu nano ứng dụng cho chuyển hóa năng lượng và xử lí môi trường.

TS. Phong là đồng tác giả của 37 bài báo công bố trên các tạp chí quốc tế, trong đó có các tạp chí hàng đầu như Nature Materials, Nature Chemistry, Science, Angewandte Chimie, Energy Environment Sciences, ACS Nano. Đến nay chỉ số trích dẫn của TS. Phong là hơn 1.700 và chỉ số H là 18.

Vừa qua, nhóm nghiên cứu của TS. Trần Đình Phong cùng với các nhà nghiên cứu tại Pháp, Singapore và Nhật Bản đã thành công trong việc xác định đầy đủ cấu trúc và cơ chế hoạt động của loại vật liệu này. Điều này mở ra triển vọng nghiên cứu biến tính vật liệu này làm tăng hiệu quả xúc tác hoặc thiết kế các vật liệu mới ưu việt hơn.

Kết quả này đã được công bố trên Tạp chí Nature Materials, tạp chí số 1 thế giới về khoa học vật liệu với chỉ số ảnh hưởng 36,5.

Trong nghiên cứu này, lần đầu tiên cấu trúc và cơ chế hoạt động của molybden sulfide vô định hình, một loại vật liệu dễ chế tạo, rẻ tiền và có thể thay thế xúc tác kim loại hiếm Pt (bạch kim) cho phản ứng điều chế nhiên liệu sạch H2 từ nước đã được chứng minh một cách hoàn chỉnh (xem hình).

Cấu trúc của Molybden sulfide vô định hình. Vật liệu này là một polymer vô cơ hình thành từ các monomer [Mo3S13]2- thông qua chia sẻ các cầu disulfide (S-S)2-. Trong nước, các cầu disulfide (S-S)2- tự do không chia sẻ bị loại bỏ tạo thành các trung tâm xúc tác Mo cho phản ứng tạo H2.

Bạch kim là vật liệu quý hiếm và đắt tiền, từ lâu giới khoa học mong muốn thiết kế các vật liệu rẻ tiền để chuyển hóa năng lượng mặt trời và nước thành H2 - nhiên liệu sạch dùng trong pin nhiên liệu. Để làm điều này, các nhà khoa học đã tìm kiếm chất xúc tác cho phản ứng oxy hóa nước thành oxy (O2) và khử nước thành H2.

Một trong các chất xúc tác đó là molybden sulfide vô định hình. Nhưng cấu trúc của nó vẫn là bí ẩn, ngăn cản việc tìm hiểu cơ chế hoạt động của chất xúc tác và việc thiết kế vật liệu mới có nhiều ưu việt trở nên khó khăn. Từ cuối năm 2012, TS Phong đã phát hiện ra những điều không đồng nhất trong nhiều nghiên cứu trước đó, nên anh bắt tay vào việc tìm hiểu cấu trúc của molybden sulfide.

Sau 3 năm nghiên cứu với sự hợp tác của đồng nghiệp quốc tế, sử dụng cáccông cụ phân tích điện hóa, phân tích quang phổ, kính hiển vi điện tử phân giải cao và phân tích hóa học hiện đại, lần đầu tiên nhóm của tiến sĩ Phong tìm ra cấu trúc và cơ chế hoạt động của molybden sulfide vô định hình trong phản ứng điều chế nhiên liệu sạch H2 từ nước.

Kết quả nghiên cứu quan trọng này sẽ là cơ sở để nhóm nghiên cứu của TS. Trần Đình Phong tại Trường ĐH Khoa học và Công nghệ Hà Nội (USTH) và các đồng nghiệp thiết kế chế tạo các vật liệu xúc tác mới ưu việt hơn tiến tới thiết kế chế tạo một lá xanh nhân tạo hoàn chỉnh cho việc tách H2 từ nước sử dụng năng lượng mặt trời.