Công trình: "Nghiên cứu công nghệ xanh, tiết kiệm năng lượng trong tổng hợp vật liệu tiên tiến khung hữu cơ kim loại (MOFs) và nano oxide ứng dụng trong đa lĩnh vực môi trường, năng lượng, nông nghiệp và an ninh quốc phòng" đã đoạt giải Tuổi trẻ sáng tạo của Giải thưởng Nhân tài Đất Việt 2025. 

Tác giả công trình là Thạc sĩ Nguyễn Bá Mạnh - Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, sinh năm 1995, và hiện là gương mặt nhà khoa học trẻ tiêu biểu do Trung ương Đoàn Thanh niên cộng sản Hồ Chí Minh đề cử. 

Tính sáng tạo của công trình

Công trình nghiên cứu có công nghệ vi sóng dòng liên tục ứng dụng trong tổng hợp vật liệu khung kim loại hữu cơ (MOFs) và nano-oxide đã rút ngắn thời gian tổng hợp từ 24-72 giờ ở nhiệt độ 150-220 độ C và áp suất 2-10 atm) xuống còn 2-30 phút (ở nhiệt độ dưới 100 độ C và áp suất môi trường. 

Hơn nữa, công nghệ này còn sử dụng các gốc hoạt tính, tinh thể và chất điều biến để tổng hợp MOFs kích thước nano, sử dụng dung môi an toàn và tiết kiệm năng lượng. 

Đây là công nghệ lần đầu tiên được áp dụng tại Việt Nam và các sản phẩm MOFs được tổng hợp bằng công nghệ này chưa được phát triển ngay cả ở trên thế giới.

Tính hoàn thiện của công trình

Công nghệ vi sóng đã tổng hợp thành công 14 hệ vật liệu MOFs khác nhau ứng dụng trong lĩnh vực lĩnh vực khác nhau như an ninh quốc gia, sản xuất năng lượng, xử lý môi trường và nông nghiệp xanh. 

Đáng chú ý, vật liệu MOF-808 đã được tích hợp với vật liệu nano oxide để chế tạo bình tiêu độc cho trang bị kỹ thuật quân sự và tiêu độc cho da đã được ứng dụng thực tế ở Binh chủng Hóa học. Công trình là sản phẩm hoàn thiện, có đầy đủ tài liệu mô tả, hướng dẫn dẫn sử dụng.

Tính ứng dụng của công trình

Sản phẩm MOF-808 đã được sản xuất thử nghiệm thực tế các tính chất tác chiến xử lý các chất độc quân sự tại Binh Chủng Hóa học, Bộ Quốc phòng. Sản phẩm này đang được tiến hành bảo vệ để tiến hành sản xuất loạt "0", phục vụ trong các đơn vị chiến đấu của Bộ Quốc phòng. 

Hơn nữa, công nghệ này đã tổng hợp thành công 14 hệ vật liệu MOFs khác nhau ứng dụng trong lĩnh vực lĩnh vực khác nhau như an ninh quốc gia, sản xuất năng lượng, xử lý môi trường và nông nghiệp xanh. Cụ thể, chất xúc tác BiVO₄/MOF-808/g-C₃N₄ có thể xử lý các hợp chất lưu huỳnh trong nhiên liệu lên đến 99.5% xuống dưới 5 ppm trong 25 phút, đạt tiêu chuẩn Euro 5.

Vật liệu Ni-Cu-BTC-II có khả năng hấp phụ lên đến 5,91 và 5,84 mmol/g đối với CO₂ và H₂S, và khả năng hấp phụ CO₂ duy trì ổn định trong ít nhất 10 chu kỳ. Vật liệu g-C₃N₄/CQD/FeNi-BTC có thể hấp phụ 100% vi nhựa polystyrene và polyethylene terephthalate ở nồng độ 1200 mg/L chỉ trong 45 phút trong điều kiện thực tế. Các cảm biến được phát triển từ MOF đã được sử dụng để phát hiện H₂S trong không khí, thuốc diệt cỏ, 2,4-dichlorophenol, kim loại nặng và kháng sinh trong môi trường nước.

Tính hiệu quả của công trình

Giảm giá thành sản xuất MOFs xuống từ 20-50 lần so với nhập khẩu do công nghệ đã rút ngắn thời gian tổng hợp từ 24-72 giờ ở nhiệt độ 150-220 độ C và áp suất 2-10 atm xuống còn 2-30 phút ở nhiệt độ dưới 100 độ C và áp suất môi trường.

Vật liệu MOF-808 có thể thủy phân hoàn toàn các chất độc quân sự như HD và chất mô phỏng chất độc thần kinh hóa học paraoxon-methyl trong 2,5 phút, nhanh hơn các chất tiêu độc hiện nay trong biên chế Bộ Quốc phòng (30 phút đến 120 phút).

Công trình đã công bố 19 bài báo trên các tạp chí quốc tế uy tín (100% Q1) như Chemical Engineering Journal (Q1, IF 13.2), Journal of Hazardous Materials (Q1, IF 11.2. 

Công trình đang hoàn thiện 1 quy trình công về công nghệ tổng hợp màng MOF ứng dụng làm khẩu trang kháng khuẩn và xử lý hiệu quả các độc quân sự gửi Cục sở hữu trí tuệ đăng ký quyền bảo hộ sở hữu trí tuệ.