Năng lực nghiên cứu cơ bản - nền tảng của phát triển công nghệ chiến lược và tự chủ vật liệu quốc gia

Hoạt động nghiên cứu tại Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Kết luận của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại cuộc họp về công tác nghiên cứu khoa học cơ bản ngày 25/5/2026 không chỉ là định hướng đối với ngành khoa học và công nghệ, mà còn là lời hiệu triệu đối với toàn bộ hệ thống phát triển quốc gia trong giai đoạn mới.

Trong thế kỷ XXI, cạnh tranh giữa các quốc gia không còn chủ yếu dựa vào tài nguyên thiên nhiên hay lao động giá rẻ, mà ngày càng phụ thuộc vào năng lực tạo ra tri thức mới, công nghệ lõi và khả năng làm chủ các chuỗi giá trị chiến lược. Những lĩnh vực đang định hình tương lai thế giới như trí tuệ nhân tạo, bán dẫn, năng lượng mới, công nghệ sinh học, lượng tử hay vật liệu tiên tiến đều có điểm xuất phát chung: nền tảng nghiên cứu khoa học cơ bản mạnh và được đầu tư dài hạn.

Kết luận của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại cuộc họp về công tác nghiên cứu khoa học cơ bản ngày 25/5/2026 đã nhấn mạnh một tư duy chiến lược rất quan trọng: “Nghiên cứu khoa học cơ bản không phải hoạt động học thuật thuần túy, mà là nền tảng chiến lược của phát triển quốc gia trong thế kỷ XXI”. Đồng thời, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước khẳng định rõ: “Nghiên cứu cơ bản mạnh thì có công nghệ lõi mạnh, có năng lực tự chủ chiến lược và sức cạnh tranh quốc gia trong dài hạn”.

Đó không chỉ là định hướng đối với ngành khoa học và công nghệ, mà còn là lời hiệu triệu đối với toàn bộ hệ thống phát triển quốc gia trong giai đoạn mới. Đối với lĩnh vực khoa học vật liệu, ý nghĩa của quan điểm này càng trở nên đặc biệt sâu sắc. Bởi trong lịch sử phát triển của nhân loại, mọi cuộc cách mạng công nghiệp đều gắn liền với một cuộc cách mạng về vật liệu. Nếu thế kỷ XIX là thời đại của thép và than đá, thế kỷ XX là dầu khí, polyme và hợp kim đặc biệt, thì thế kỷ XXI đang là thời đại của vật liệu bán dẫn, lượng tử, nano, vật liệu năng lượng, y sinh …

Nói cách khác, khoa học vật liệu đang trở thành một trong những nền tảng cốt lõi quyết định năng lực công nghệ, sức mạnh công nghiệp và mức độ tự chủ chiến lược của mỗi quốc gia.

Việt Nam đang đứng trước một cơ hội lịch sử để chuyển từ quốc gia giàu tài nguyên sang quốc gia làm chủ công nghệ vật liệu. Chúng ta sở hữu nguồn tài nguyên khoáng sản chiến lược đặc biệt quan trọng, trong đó có trữ lượng đất hiếm top 2-3 thế giới; nguồn titan đứng hàng đầu Đông Nam Á; bauxite thuộc nhóm lớn trên thế giới; cùng nhiều loại khoáng sản như graphit, vonfram, antimon, niken, cobalt…

Tuy nhiên, vấn đề cốt lõi không nằm ở việc sở hữu tài nguyên, mà ở năng lực làm chủ khoa học, công nghệ và chuỗi giá trị. Nếu chỉ khai thác và xuất khẩu thô, chúng ta mới chỉ sở hữu chủ quyền “địa chất”, chứ chưa thực sự sở hữu “vật liệu”.

Trong bối cảnh địa chính trị và cạnh tranh công nghệ toàn cầu ngày càng gay gắt, vật liệu chiến lược đã trở thành một dạng “quyền lực quốc gia mới”. Phát triển khoa học vật liệu không thể chỉ dừng ở nghiên cứu ứng dụng ngắn hạn hay các sản phẩm thương mại đơn lẻ, mà phải bắt đầu từ năng lực nghiên cứu cơ bản đủ sâu, đủ dài hạn và đủ sức tạo ra tri thức nền mới. Đây chính là điểm mà Tổng Bí thư đã chỉ rõ khi yêu cầu phải “xây dựng nền nghiên cứu khoa học cơ bản Việt Nam hiện đại, tự chủ, hội nhập, có khả năng tạo ra tri thức mới và làm nền tảng cho phát triển công nghệ chiến lược”.

Giáo sư, Tiến sĩ Trần Đại Lâm, Viện trưởng Viện Khoa học vật liệu.

Thực tiễn thế giới cho thấy không có quốc gia nào làm chủ được công nghệ bán dẫn nếu không có nền vật lý chất rắn mạnh; không thể phát triển công nghệ pin thế hệ mới nếu không có nghiên cứu cơ bản tốt về điện hóa học, vật liệu điện cực; càng không thể phát triển công nghệ lượng tử nếu thiếu nền tảng vật lý và khoa học vật liệu. Công nghệ lõi luôn bắt đầu từ khoa học cơ bản. Đối với khoa học vật liệu, nghiên cứu cơ bản đóng vai trò ở ba tầng nền tảng.

Thứ nhất, nghiên cứu cơ bản tạo ra tri thức nền về cấu trúc vật chất, cơ chế tương tác và các hiện tượng vật lý-hóa học ở cấp độ nguyên tử, phân tử. Đây là cơ sở để thiết kế vật liệu mới theo phương pháp “Materials by Design”, thay vì thử nghiệm kinh nghiệm như trước đây.

Thứ hai, nghiên cứu cơ bản tạo ra các công nghệ vật liệu nguồn - tức là các vật liệu mới có thể mở ra nhiều công nghệ ứng dụng mới. Thí dụ, vật liệu 2 chiều (graphene, MXene), vật liệu siêu dẫn topo (vật liệu lượng tử kết hợp giữa siêu dẫn và hình học tô-pô)… đều bắt nguồn từ các phát hiện cơ bản trong vật lý, hóa học, khoa học vật liệu.

Thứ ba, thúc đẩy nghiên cứu cơ bản sẽ hỗ trợ đào tạo đội ngũ nhân lực tinh hoa - yếu tố quyết định năng lực cạnh tranh công nghệ lâu dài của quốc gia. Một phòng thí nghiệm nghiên cứu cơ bản mạnh không chỉ tạo ra công bố khoa học, mà còn tạo ra các nhà khoa học, kỹ sư và doanh nhân công nghệ của tương lai.

Trong nhiều năm qua, cộng đồng khoa học vật liệu Việt Nam, đặc biệt tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã từng bước hình thành năng lực nghiên cứu ở nhiều hướng chiến lược. Chúng ta đã làm chủ công nghệ sản xuất Yttrium độ sạch trên 99% và Europium trên 99,9%; chế tạo composite carbon-carbon cho loa phụt động cơ tên lửa; vật liệu hợp kim đặc biệt cho quốc phòng; vật liệu nano và graphene; vật liệu pin nhiên liệu hydrogen; nhiều loại sơn phủ đặc chủng như sơn chống cháy, sơn phản xạ radar, sơn phản xạ nhiệt đạt chuẩn quốc tế.

Đã hình thành nhiều nhóm nghiên cứu mạnh về khoa học vật liệu, điển hình như các nhóm về graphene-MoSe₂ cho pin lithium hiệu suất cao; xúc tác nano Pt cho pin nhiên liệu PEMFC; vật liệu nano y sinh; vật liệu composite siêu nhẹ cho UAV; vật liệu cảm biến thông minh và vật liệu cho robot, AI…

Những kết quả này cho thấy, Việt Nam hoàn toàn đủ năng lực để “làm” khoa học cơ bản. Điều còn thiếu chính là một hệ sinh thái đủ mạnh để chuyển hóa tri thức khoa học thành công nghệ và công nghiệp quy mô lớn.

Hiện nay, điểm nghẽn lớn nhất của chúng ta là “thung lũng chết” giữa nghiên cứu và thương mại hóa. Phần lớn các kết quả nghiên cứu vẫn dừng ở quy mô phòng thí nghiệm hoặc pilot, trong khi việc đưa công nghệ vật liệu ra sản xuất công nghiệp đòi hỏi vốn đầu tư rất lớn, thời gian dài và mức độ rủi ro cao.

Bởi vậy, nếu chỉ đánh giá khoa học bằng số lượng công bố hoặc yêu cầu thương mại hóa ngắn hạn đối với mọi nghiên cứu thì sẽ rất khó hình thành các công nghệ nền tảng mang tính đột phá. Khoa học vật liệu cần cơ chế đầu tư dài hạn, ổn định và chấp nhận rủi ro khoa học - đúng như tinh thần Tổng Bí thư đã chỉ đạo về việc xây dựng cơ chế tài trợ dài hạn 5-10-15 năm cho các nhóm nghiên cứu mạnh và trung tâm xuất sắc.

Các nhà khoa học thực hiện thí nghiệm tại Phòng sạch thuộc Viện Khoa học Vật liệu.

Từ nay đến 2030 các nghiên cứu cơ bản về khoa học vật liệu cần bám sát các hướng nghiên cứu ưu tiên quốc gia trong lĩnh vực vật liệu như Tổng Bí thư Chủ tịch nước đã yêu cầu, cụ thể:

Vật liệu đất hiếm và nam châm vĩnh cửu NdFeB - nền tảng cho xe điện, robot, thiết bị y tế và quốc phòng công nghệ cao.

Vật liệu bán dẫn và vi điện tử, bao gồm wafer silicon, GaN, SiC, vật liệu quang khắc và hóa chất siêu tinh khiết cho công nghệ chip. Đây là nền tảng của kinh tế số và AI.

Vật liệu cho năng lượng mới và lưu trữ năng lượng như vật liệu pin lithium-ion thế hệ mới, pin thể rắn, pin hydrogen, vật liệu perovskite cho pin mặt trời và vật liệu turbine gió siêu nhẹ.

Vật liệu composite siêu bền, siêu nhẹ cho UAV, hàng không vũ trụ, tàu chiến và kinh tế tầm thấp.

Vật liệu sinh học và polyme phân hủy sinh học từ lợi thế tài nguyên nhiệt đới của Việt Nam như tre, chitosan, tinh bột...

Xa hơn, từ nay đến 2045, cần đầu tư nghiên cứu cơ bản dài hạn đối với vật liệu tương lai như lượng tử, vật liệu siêu dẫn topo… những lĩnh vực có thể tạo ra bước nhảy vọt công nghệ trong nhiều thập niên tới.

Để hiện thực hóa các mục tiêu này, điều quan trọng nhất là phải xây dựng được một hệ sinh thái khoa học vật liệu hiện đại. Hệ sinh thái đó cần bao gồm các trung tâm nghiên cứu xuất sắc; phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia; hạ tầng dữ liệu và tính toán hiệu năng cao; doanh nghiệp công nghệ; các quỹ đầu tư mạo hiểm công nghệ; và cơ chế đặt hàng dài hạn từ Nhà nước đối với công nghệ chiến lược. Trong đó, cần coi phát triển nhân lực là nhiệm vụ trung tâm và cần đi trước một bước. Tổng Bí thư, Chủ tịch nước đã nhấn mạnh rằng: “Muốn có nền khoa học mạnh thì trước hết phải có đội ngũ nhà khoa học mạnh”. Đó là quan điểm mang ý nghĩa cốt lõi đối với tương lai khoa học và công nghệ Việt Nam.

Khoa học vật liệu là lĩnh vực liên ngành, đòi hỏi sự kết hợp của vật lý, hóa học, luyện kim, cơ khí chế tạo máy, trí tuệ nhân tạo và quản trị công nghiệp. Nếu không có đội ngũ nhà khoa học trẻ đủ mạnh, môi trường học thuật thông thoáng, đủ không gian sáng tạo, hệ thống phòng thí nghiệm hiện đại, chúng ta sẽ khó tạo ra đột phá công nghệ.

Trong lịch sử phát triển của các cường quốc công nghệ, không quốc gia nào đi lên bằng cách chỉ mua công nghệ. Công nghệ có thể nhập khẩu, nhưng năng lực sáng tạo thì không thể nhập khẩu. Muốn tự chủ chiến lược, Việt Nam phải xây dựng được năng lực nghiên cứu cơ bản của chính mình.

Đối với lĩnh vực khoa học vật liệu, điều này càng có ý nghĩa sống còn. Bởi vật liệu chính là “trái tim” của công nghiệp hóa hiện đại, là nền tảng của công nghệ lõi và là điểm xuất phát của sức mạnh công nghiệp quốc gia.

Đầu tư cho nghiên cứu cơ bản hôm nay chính là đầu tư cho năng lực tự chủ công nghệ, cho sức cạnh tranh quốc gia và cho tương lai phát triển dài hạn của đất nước trong nhiều thập niên tới.