Hành trình tìm lại bầu trời trong lành: Bước đường dịch chuyển toàn cầu vì một bầu khí quyển bền vững của Tiến sĩ Kumar Vikrant

Những chất gây ô nhiễm không khí nguy hiểm nhất thường là những thứ ta không thể nhìn thấy, ngửi thấy, hay dễ dàng phát hiện bằng các phương pháp thông thường. Tiến sĩ Kumar Vikrant đã dành trọn sự nghiệp của mình để tìm lời giải cho chính bài toán hóc búa này – và giờ đây, ông đang tiếp tục hành trình ấy ngay tại Hà Nội, bằng chính nguồn tài nguyên đất hiếm của Việt Nam.

Trên cương vị Trợ lý Giáo sư tại Viện Kỹ thuật và Khoa học Máy tính (CECS) kiêm Thành viên Nghiên cứu Chính tại Trung tâm Đổi mới Sáng tạo và Công nghệ Vật liệu (CMIT) thuộc VinUni, hướng nghiên cứu của Tiến sĩ Vikrant tập trung vào điểm giao thoa giữa vật liệu tiên tiến và xử lý môi trường. Liên tục nằm trong nhóm 2% nhà khoa học có tầm ảnh hưởng nhất thế giới thuộc lĩnh vực Khoa học Trái đất – Môi trường và Kỹ thuật Hóa học từ năm 2021 (theo dữ liệu công bố bởi Elsevier), lộ trình học thuật của ông là một chuỗi phát triển liên tục qua ba hệ sinh thái địa lý hoàn toàn khác biệt: Patna (Ấn Độ) – nơi nhận thức về môi trường lần đầu được đánh thức; Seoul (Hàn Quốc) – nơi trui rèn nên những tiêu chuẩn khoa học khắt khe nhất; và Hà Nội (Việt Nam) – nơi ông đang xây dựng một không gian nghiên cứu độc lập hướng tới những giải pháp thực tế bền vững.

Từ cái nôi tri thức Nalanda đến bầu trời sương khói của Ấn Độ

Cội nguồn tri thức của Tiến sĩ Vikrant khởi đầu từ Patna, thủ phủ bang Bihar, Ấn Độ. Lớn lên gần phế tích cổ kính Nalanda – trường đại học nội trú đầu tiên trên thế giới – và Bồ Đề Đạo Tràng (Bodh Gaya), nơi Thái tử Tất Đạt Đa thành đạo, ông được nuôi dưỡng trong môi trường đề cao tinh thần hiếu học. “Những chuyến đi cùng cha mẹ tới các vùng đất lịch sử này từ thuở nhỏ đã gieo vào lòng tôi niềm khao khát học hỏi và dấn thân vào con đường học thuật,” Tiến sĩ Vikrant nhớ lại.

Sự hiếu kỳ thuở nhỏ ấy sớm phải đối mặt với những thách thức môi trường hiện hữu tại các đô thị đang trên đà phát triển nhanh chóng ở Ấn Độ. Trải qua những năm tháng niên thiếu dưới bầu trời thành phố thường xuyên mờ mịt trong sương khói ô nhiễm, các vấn đề môi trường đối với ông không còn là những khái niệm trừu tượng trong sách giáo khoa, mà là thực tế cuộc sống mỗi ngày. Trải nghiệm sống động này đã làm thay đổi căn bản định hướng học thuật của ông. Dù ban đầu bị thu hút bởi tính thực tiễn và khả năng giải quyết vấn đề của ngành kỹ thuật hóa học khi thi đỗ vào Viện Công nghệ Ấn Độ (IIT BHU Varanasi), thông qua kỳ thi khốc liệt IIT-JEE với tỷ lệ trúng tuyển dưới 1%, sự chú ý của ông sau đó đã chuyển hướng sang lĩnh vực xử lý môi trường.

Varanasi chính là “bệ phóng” cho những phát kiến khoa học đầu tiên của ông. Khi tham gia nghiên cứu tại phòng thí nghiệm kỹ thuật môi trường của Giáo sư Ram Sharan Singh, Tiến sĩ Vikrant đã tập trung phát triển các vật liệu có nguồn gốc từ than sinh học (biochar) bền vững nhằm thu giữ các chất gây ô nhiễm không khí. Khoảnh khắc nhìn thấy nghiên cứu thời sinh viên của mình được chấp nhận và đăng tải trên các tạp chí quốc tế uy tín là một cột mốc mang tính bước ngoặt. Quá trình chuyển hóa những dữ liệu thô trong phòng thí nghiệm thành một bài báo khoa học chặt chẽ để đóng góp vào kho tàng tri thức toàn cầu đã mang lại cho ông một niềm tin vững chắc: nghiên cứu chính là con đường mà ông sẽ theo đuổi suốt đời.

Tôi luyện “Tiêu chuẩn Xuất sắc” tại Seoul

Niềm đam mê với kỹ thuật môi trường đã dẫn lối ông từ hai bên bờ sông Hằng đến với thủ đô Seoul năng động. Nhận học bổng toàn phần của Chương trình Học bổng Quốc tế Hanyang vào năm 2018, Tiến sĩ Vikrant gia nhập Phòng thí nghiệm Ứng dụng Vật liệu và Chất lượng Không khí tại Đại học Hanyang, dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Ki-Hyun Kim – một học giả có tầm ảnh hưởng lớn trên thế giới, liên tục nằm trong danh sách các Nhà nghiên cứu được trích dẫn nhiều nhất toàn cầu (HCR).

Tại Seoul, Tiến sĩ Vikrant đã trải qua quá trình chuyển mình đầy khắc nghiệt từ một sinh viên tiềm năng thành một nhà nghiên cứu tầm cỡ quốc tế. Phòng thí nghiệm của Giáo sư Kim vận hành theo một “tiêu chuẩn xuất sắc” không khoan nhượng, được định hình bởi đạo đức khoa học nghiêm túc, sự tập trung cao độ và trách nhiệm sâu sắc trong việc đóng góp cho các tạp chí khoa học hàng đầu thế giới. “Không khí ở phòng thí nghiệm không mang lại cảm giác dễ chịu, thư thả, mà là sự tập trung cao độ, đắm mình vào nghiên cứu và sự cạnh tranh lành mạnh,” Tiến sĩ Vikrant chia sẻ. “Nơi đó phản chiếu chính xác sự cạnh tranh khốc liệt của cộng đồng học thuật toàn cầu, và chính điều này đã trở thành động lực mạnh mẽ thúc đẩy tôi tiến về phía trước.”

Được trang bị các thiết bị phân tích hiện đại bậc nhất, Tiến sĩ Vikrant đã hoàn toàn đắm mình vào các thí nghiệm. Đề tài nghiên cứu tiến sĩ của ông tập trung vào một trong những thách thức hóc búa nhất về chất lượng không khí trong nhà: loại bỏ formaldehyde (HCHO). Là một chất gây ung thư nhóm 1 ở người, formaldehyde cực kỳ khó xử lý do kích thước phân tử nhỏ và nhiệt độ sôi rất thấp. Bằng cách thiết kế các vật liệu chức năng tiên tiến, Tiến sĩ Vikrant đã phát triển các kỹ thuật hấp phụ và xúc tác hiệu quả cao để vô hiệu hóa mối đe dọa này, qua đó hai lần xuất sắc nhận giải thưởng Luận án Tiến sĩ Xuất sắc của Đại học Hanyang.

Tuy vậy, quãng thời gian tại Hàn Quốc của Tiến sĩ Vikrant không chỉ gói gọn trong những đột phá nơi phòng thí nghiệm. Để tìm kiếm sự cân bằng trong tư duy, ông đã đăng ký một lớp học viết học thuật và tại đây, ông gặp Giáo sư Joseph Yi đến từ Khoa Khoa học Chính trị và Ngoại giao. Cả hai đã thiết lập một tình bạn tri thức sâu sắc, cùng thảo luận về chủ nghĩa khắc kỷ và triết học hiện sinh, những hệ giá trị giúp Tiến sĩ Vikrant giữ vững điểm tựa tinh thần trước áp lực của các nghiên cứu đỉnh cao. Ông thậm chí còn chia sẻ những suy ngẫm mang tính văn hóa và triết học của mình tới công chúng qua một số bài luận đăng trên tờ báo The Korea Times.

Trong suốt 7 năm ở Seoul, Tiến sĩ Vikrant cũng dần thích nghi với lối sống năng suất cao và văn hóa làm việc thần tốc “ppalli-ppalli” của người Hàn, tự mình khám phá mọi ngóc ngách của đất nước bằng hệ thống giao thông công cộng, và quan trọng nhất là lập gia đình cùng người bạn đời của mình – người đã đồng hành cùng ông để tận hưởng cuộc sống tại xứ sở kim chi. Đến khi kết thúc nhiệm kỳ Trợ lý Giáo sư Nghiên cứu tại Hanyang, ông không chỉ sở hữu một danh mục công bố đồ sộ mà còn rèn luyện được sự bền bỉ, khả năng thích ứng và tầm nhìn sắc bén của một nhà khoa học toàn cầu.

Kỷ nguyên VinUni: Kiến tạo những ranh giới khoa học độc lập

Vào tháng 9 năm 2025, Tiến sĩ Vikrant đã có một bước chuyển dịch mang tính bước ngoặt khi chính thức gia nhập VinUni với cương vị Trợ lý Giáo sư.

Đối với một nhà nghiên cứu trẻ đầy hoài bão, VinUni mang đến một môi trường lý tưởng. Cơ sở hạ tầng nghiên cứu hiện đại, định hướng tiếp cận liên ngành cùng các chương trình hợp tác sâu rộng với các trường đại học hàng đầu thế giới như Đại học Cornell và Đại học Pennsylvania đã tạo nên một bệ phóng hoàn hảo cho những sáng tạo độc lập của ông.

Tại VinUni, Tiến sĩ Vikrant tập trung xây dựng một văn hóa làm việc tại phòng nghiên cứu, nơi vừa duy trì các tiêu chuẩn học thuật khắt khe mà ông từng được đào tạo, vừa thúc đẩy tinh thần hỗ trợ, đồng hành và hợp tác sâu sắc. Ông không coi phòng thí nghiệm đơn thuần là “dây chuyền” sản xuất các bài báo khoa học, mà hướng đến việc biến nơi đây thành một vườn ươm thế hệ kế cận. “Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một môi trường nơi các kỹ sư và nhà nghiên cứu trẻ Việt Nam có thể tiếp cận phương pháp luận chuẩn chỉnh của việc công bố bài báo trên các tạp chí quốc tế hàng đầu, đồng thời luôn có điểm tựa vững chắc để tự tin dấn thân vào những thử nghiệm táo bạo mới,” ông giải thích.

Giải pháp mang tính bản địa hóa: Công nghệ xúc tác tiên tiến vì bầu trời Việt Nam

Hiện nay, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Vikrant tại VinUni đang tập trung giải quyết một thách thức môi trường cấp bách: khí thải chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi đa thành phần (VOCs) phát sinh từ sản xuất công nghiệp. Ở các quốc gia đang trong quá trình công nghiệp hóa nhanh chóng như Việt Nam, các nhà máy thường xả ra một hỗn hợp phức tạp của nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau. Khi phát tán vào khí quyển, VOCs sẽ trải qua các phản ứng hóa học phức tạp để tạo thành các chất ô nhiễm thứ cấp như ô-zôn tầng mặt đất và bụi mịn – những tác nhân gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.

Theo phương pháp truyền thống, các doanh nghiệp thường dựa vào công nghệ thiêu nhiệt để phá hủy VOCs. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi năng lượng vận hành cực lớn, đồng thời dễ phát sinh thêm các chất ô nhiễm thứ cấp không mong muốn như các ô-xít ni-tơ.

Đội ngũ của Tiến sĩ Vikrant đang tiên phong nghiên cứu một giải pháp xanh thay thế: công nghệ quang – nhiệt xúc tác (photothermocatalysis) tích hợp năng lượng mặt trời. Thay vì tiêu tốn nguồn năng lượng khổng lồ từ bên ngoài để đốt nóng các lò phản ứng, công nghệ này tận dụng tối đa nguồn ánh sáng mặt trời dồi dào của Việt Nam. Bằng cách thiết kế các chất xúc tác tiên tiến có khả năng hấp thụ đồng thời nhiệt năng (từ sức nóng mặt trời) và quang năng (từ các hạt photon ánh sáng), nhóm nghiên cứu hướng tới mục tiêu ô-xy hóa hoàn toàn các hợp chất VOCs độc hại thành carbon dioxide (CO2) và nước (H2O) ở mức nhiệt độ thấp hơn rất nhiều, giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng.

Để đưa công nghệ này thực sự đi vào đời sống và có tính khả thi về mặt kinh tế đối với các doanh nghiệp trong nước, Tiến sĩ Vikrant đã hướng tầm nhìn tới nguồn tài nguyên thiên nhiên của Việt Nam. Hiện nay, Việt Nam đang sở hữu tiềm năng tài nguyên đất hiếm lớn thứ hai thế giới – loại vật liệu mang các đặc tính điện tử và xúc tác vô cùng độc đáo. Bằng việc tận dụng nguồn đất hiếm có sẵn này để thiết kế chế tạo các bộ xúc tác, nhóm của ông đang chuyển hóa một tài nguyên quốc gia thành một giải pháp hiệu năng cao để cải thiện chất lượng bầu không khí.

Nền khoa học không biên giới vì một hành tinh chung

Dù các nghiên cứu hiện tại của Tiến sĩ Vikrant bám sát thực tế phát triển công nghiệp và nguồn tài nguyên đặc thù của Việt Nam, các kết quả khoa học thu được lại mang tính toàn cầu. Những bộ xúc tác được phát triển tại Hà Nội hướng tới việc đóng góp vào hệ thống các công nghệ xanh thế giới, cung cấp những giải pháp có khả năng nhân rộng trong việc xử lý các vấn đề môi trường trên phạm vi toàn cầu.

Nhìn lại chặng đường đã qua, Tiến sĩ Vikrant nhận thấy một con đường xuyên suốt kết nối ba điểm đến Patna, Seoul và Hà Nội. Đứa trẻ từng ngước nhìn bầu trời mờ sương khói của vùng quê Patna năm xưa giờ đây đã trở thành một nhà khoa học tại Việt Nam, bền bỉ làm việc ở quy mô phân tử để giải quyết chính những vấn đề môi trường từng trăn trở thuở thiếu thời. Tại VinUni, Tiến sĩ Vikrant không chỉ đang nỗ lực tìm lại bầu trời trong lành cho thế hệ mai sau, mà còn xây dựng nền móng cơ sở hạ tầng khoa học và dìu dắt những tài năng trẻ – những người sẽ tiếp tục sứ mệnh bảo vệ hành tinh của chúng ta.