Kế thừa và truyền cảm hứng
Moungi G.Bawendi, Louis E.Brus (1943) và Alexei I.Ekimov (1945) là ba nhà nghiên cứu đồng đoạt giải Nobel Hóa học năm 2023, với thành tựu phát triển và tổng hợp chấm lượng tử - các hạt nano có thể ứng dụng trong nhiều công nghệ từ điện tử cho đến chẩn đoán hình ảnh. Trao đổi nhanh với báo chí, Bawendi càng cảm thấy vinh dự khi ông được đồng nhận giải với Louis Brus - một "người khổng lồ" trong lĩnh vực nghiên cứu hạt nano.
Vào những năm 80 của thế kỷ trước, Ekimov và Brus làm việc độc lập, thành công tạo ra chấm lượng tử. Một thập niên sau, Bawendi tiếp nối nghiên cứu của những tiền bối, tìm ra bước đột phá để có thể sản xuất chấm lượng tử với độ chính xác cao và quy mô lớn, mở rộng đường phát triển cho hàng loạt ứng dụng sau này. "Các chấm lượng tử hiện nay chiếu sáng màn hình máy tính và màn hình TV QLED. Chúng cũng tạo thêm sắc thái cho ánh sáng của một số đèn LED. Các nhà hóa sinh cũng như bác sĩ đang sử dụng chúng để lập bản đồ mô sinh học. Do đó, chấm lượng tử đang cho thấy tính ứng dụng, lợi ích to lớn cho nhân loại. Trong tương lai, chúng có thể đóng góp vào các thiết bị điện tử linh hoạt, cảm biến nhỏ, pin mặt trời mỏng hơn và truyền thông lượng tử được mã hóa", trích từ bài giới thiệu của Ủy ban Nobel về nghiên cứu của ba nhà hóa học.
Trên thực tế, Bawendi đến với chấm lượng tử như một cơ duyên được sắp đặt. Chuyện bắt đầu vào mùa hè năm 1972, sau những tháng ngày nỗ lực trên giảng đường đại học, chàng cử nhân Đại học Havard đến với chương trình đào tạo tiến sĩ tại Đại học Chicago và cơ hội thực tập hè ở Phòng thí nghiệm Bell - nơi nổi tiếng như một vườn ươm cho các phát hiện khoa học. Cũng tại đây, ông gặp Louis Brus, mở ra hành trình giải các câu đố về vật liệu nano.
Gần 20 năm sau, Bawendi chính thức nhận việc tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), và tổng hợp các hạt nano lượng tử là dự án đầu tiên. "Vào thời điểm đó, tôi hoàn toàn không thể hình dung đến thành tựu ngày nay. Trong nhiều năm, nhiều người trong chúng tôi tự đặt câu hỏi "khi nào chuyện này mới kết thúc?", nhưng tôi hiểu những nhà khoa học trong lĩnh vực này sẽ luôn tiếp tục cống hiến, cộng đồng nhà nghiên cứu cũng sẽ ngày càng mở rộng", Bawendi nhớ lại.
Trên chặng đường ấy, không chỉ là cố vấn nghiên cứu sau tiến sĩ của Bawendi tại Phòng thí nghiệm Bell Laboratories (Mỹ), Brus còn truyền cảm hứng và góp phần tạo nên nhà giáo Bawendi thành công trong hiện tại. Bawendi chia sẻ: "Tôi còn cố gắng bắt chước phong cách cố vấn của anh ấy (Brus) khi giảng dạy cho sinh viên của mình!". Và quả thật, Bawendi đã trở thành một giáo sư rất được sinh viên quý mến tại MIT.
Quay trở lại với hiện thực, ngay 9 giờ sáng ngày ông nhận giải Nobel, Bawendi vẫn lên lớp như bình thường. Song, lần đầu sau nhiều năm đứng lớp, ông không chia sẻ với sinh viên những nội dung đã chuẩn bị trước theo giáo án, vì ngày hôm ấy toàn thể sinh viên của ông chỉ quan tâm đến một điều duy nhất: chấm lượng tử và giải Nobel Hóa học.
 |
| Buổi đi dạy sáng hôm ấy trở nên đặc biệt hơn hẳn. |
Mục đích cuối cùng
Khái niệm chấm lượng tử là tương đối khó hình dung với bạn đọc bình thường - những người không nghiên cứu hóa học hay vật lý. Nhưng, việc cụ thể hóa khái niệm đó bằng một thiết bị y khoa, với các tính năng thực tế, sẽ giúp chúng ta hình dung rõ hơn phần nào ý nghĩa và khả năng ứng dụng của thứ hạt nhỏ bé này.
Hệ thống hiển thị Lumicell DVS là thiết bị đầu dò, ứng dụng hình ảnh huỳnh quang, có thể đi vào sâu trong cơ thể bệnh thân, cung cấp hình ảnh rõ nét nhất, hỗ trợ phát hiện mô ung thư còn sót lại sau quá trình phẫu thuật. Công nghệ hình ảnh này chỉ là một phần nhỏ trong các ứng dụng hạt nano được Bawendi nghiên cứu trong phòng lab của mình.
Ông cũng là một trong hai nhà đồng sáng lập Lumicell, Inc. - công ty tư nhân hoạt động trong lĩnh vực công nghệ hình ảnh huỳnh quang, ứng dụng trong phẫu thuật ung thư. Lumicell đã được thí nghiệm trên 700 bệnh nhân ung thư vú đang điều trị tại các trung tâm y tế. Dù vẫn còn trong thời gian nghiên cứu và thử nghiệm, nhưng Lumicell đã cho thấy những cánh cửa mở ra cơ hội sống sót cao hơn dành cho bệnh nhân ung thư.
Có lẽ, những ứng dụng trong thực tế như vậy là minh chứng hùng hồn nhất cho thành tựu và sự kiên trì trong nghiên cứu của Bawendi, hơn cả các giải thưởng.
"Hãy kiên trì!"
Sự thật thú vị là nhà khoa học đạt Nobel Hóa học lại từng "đội sổ"… môn hóa khi còn là sinh viên năm nhất.
Tôi đã nghĩ: "Ôi chúa ơi, đây là kết thúc của mình! Tôi đang làm gì vậy?!" - Bawendi nhớ lại bài kiểm tra đầu tiên tại Havard. Mặc dù luôn yêu thích môn hóa học, nhưng cách học và ôn thi không hợp lý vẫn khiến ông "ngã sấp mặt", với số điểm thấp nhất lớp 20/100.
Nhưng thay vì gục ngã bởi thất bại, thì chàng sinh viên Bawendi chọn đứng lên. Thay vì ủ rũ, anh cố gắng tìm kiếm (và đã tìm được) cách học phù hợp và hướng đi đúng đắn. Từ đó, mọi bài kiểm tra đều đạt điểm tối đa. Thất bại trong quá trình nghiên cứu dài đằng đẵng thậm chí còn thường xuyên và khắc nghiệt hơn: "Đã có rất nhiều thử nghiệm, sai sót và thất bại. Khi tôi đến MIT, hầu như không có gì hiệu quả và chúng tôi cần phải sáng tạo lại mọi thứ trong quy trình sản xuất hạt nano. Chính nhờ quá trình đổi mới không ngừng đó, trong vài năm, chúng tôi đã đạt được mục tiêu cần đạt được".
Rút kinh nghiệm từ câu chuyện của chính mình, khi trở thành giảng viên, Bawendi luôn nhớ nhắc nhở sinh viên của mình: "Hãy kiên trì! Đừng để thất bại hủy diệt bạn!".
Phải chăng, sự kiên định ấy cũng là một trong những tố chất quyết định? Bởi, ai có thể đạt tới thành công mà không từng nếm trải thất bại?
