Dự án 'liên trường' đạt giải Nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật năm 2021

Dự án “Nghiên cứu chế tạo mực in dẫn điện trên cơ sở graphene (graphen) từ graphit Việt Nam cho các ứng dụng thông minh” là một dự án đặc biệt tại cuộc thi năm nay bởi tác giả của dự án lại đến từ 2 trường khác nhau, gồm Trần Bùi Huy Hoàng - Trường THPT Hà Huy Tập và Phùng Đình An Khang - Trường THPT chuyên Phan Bội Châu.

Phùng Đình An Khang hiện là học sinh lớp 11A4 và dự án nằm trong lĩnh vực Hóa học - thuộc khối chuyên mà em đang theo học. Đây cũng là dự án mà em đã ấp ủ khá lâu với mong muốn từ vật liệu graphne - một vật liệu khá dễ kiếm ở Việt Nam có thể tạo ra một loại mực in có thể dẫn nhiệt dễ dàng ở nhiều loại vật liệu khác nhau.

Để triển khai dự án hiệu quả, Huy Hoàng đã phối hợp với An Khang - người bạn khác trường nhưng cả hai đã chơi với nhau từ nhỏ và có niềm đam mê khoa học.

Người hướng dẫn cho các em là cô giáo Nguyễn Thị Hoài An - giáo viên Hóa học - Trường THPT Hà Huy Tập. Đây cũng là nữ giáo viên đã có nhiều năm đồng hành với học sinh ở nhiều dự án nghiên cứu, trong đó đã từng có một dự án đạt giải Nhất cấp tỉnh và giải Tư quốc gia năm 2018.

Mặc dù học hai trường khác nhau nhưng hai người bạn thân đã cùng hợp tác để triển khai dự án NCKH. Ảnh: Mỹ Hà

Trước đó, vật liệu graphene được giới thiệu lần đầu tiên về các tính chất điện tử từ năm 2004 (được phát hiện bởi Andre Geim and Kostya Novoselov, chủ nhân giải Nobel vật Lý năm 2010). Sau đó, chỉ hơn 10 năm vật liệu này có sự phát triển vượt bậc trong việc nghiên cứu graphene bởi đặc tính hóa lý đặc trưng cũng như đặc tính cơ học tốt và khả năng siêu dẫn điện, dẫn nhiệt của nó. Graphene được cho rằng như là vật liệu mỏng nhất, linh hoạt nhất và bền nhất trong các vật liệu đã biết, đồng thời dẫn nhiệt và dẫn điện rất tốt.

Ở Việt Nam các nghiên cứu này mới dừng lại ở phạm vi nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu lý thuyết chuyên sâu và một số nghiên cứu định hướng ứng dụng với chi phí chế tạo còn khá cao, đặc biệt còn gặp những khó khăn nhất định khi triển khai ở quy mô công nghiệp.

Dự án được đánh giá cao ở tính mới và tính ứng dụng. Ảnh: Mỹ Hà

Với khá nhiều tính chất riêng, việc triển khai dự án nghiên cứu này của Hoàng, Khang và cô giáo hướng dẫn gặp khá nhiều khó khăn, đặc biệt thời điểm triển khai nhiều hoạt động bị ảnh hưởng khá nhiều do dịch Covid-19. Để thực hiện dự án này, nhóm tác giả cũng đã mất gần một năm chuẩn bị, trong đó hơn một nửa thời gian tập trung chính vào việc nghiên cứu, thí nghiệm và chờ kết quả các phép đo từ Viện Kỹ thuật quân sự và Viện Hàn lâm và Khoa học công nghệ Việt Nam.

Vật liệu graphene cũng là một vật liệu rất mới, các tài liệu liên quan chủ yếu là của nước ngoài nên quá trình thực hiện dù Trần Bùi Huy Hoàng có lợi thế về tiếng Anh nhưng em vẫn phải tham gia một khóa học tiếng Anh ngắn hạn trên mạng về chuyên ngành Hóa học mới có thể tra cứu các tài liệu nước ngoài.

Để chuẩn bị cho dự án dài hơi này, trước đó, Phùng Đình An Khang đã có một năm thử nghiệm với cuộc thi sáng tạo Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học từ năm lớp 10 với dự án “Nghiên cứu sản xuất tinh dầu và chế phẩm bảo vệ thực vật từ loại cây Ba Chạc để ứng dụng trong đời sống và sản xuất”.

Mặc dù dự án này chỉ được trao giải Nhì trong năm học trước nhưng những kinh nghiệm trong việc triển khai đề tài, xây dựng kế hoạch đã giúp An Khang thuận lợi hơn trong việc triển khai dự án thứ hai này.

Vật liệu có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực điện tử. Ảnh: MH

Chia sẻ về quá trình triển khai, An Khang nói thêm: Trong quá trình nghiên cứu chúng em phát hiện ra nhiều ứng dụng tuyệt vời của Vật liệu Graphen. Tuy nhiên, để chế tạo thành công sản phẩm cần rất nhiều những thí nghiệm, thực nghiệm trên nhiều vật liệu với rất nhiều tỉ lệ khác nhau, có những phép đo chúng em phải gửi mẫu ra viện rất nhiều lần mới cho kết quả cuối cùng.

Để hình dung về sản phẩm này, An Khang và Huy Hoàng cũng đã làm một thí nghiệm đơn giản. Theo đó, bằng một chiếc bút có chứa mực in dẫn điện trên cơ sở graphene và chỉ cần một đường vẽ trên tấm bìa cacton và một số thiết bị đơn giản khác, vật liệu này có thể tạo ra điện và giúp thắp sáng một cây thông Noel với rất nhiều bóng điện trang trí. Toàn bộ quá trình triển khai thí nghiệm dù khá đơn giản nhưng đây là một nỗ lực kiên trì không mệt mỏi của nhóm tác giả và thành công đạt được có thể mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới về loại vật liệu này.

Hiện, việc sử dụng vật liệu này để ứng dụng tại Việt Nam chưa nhiều. Trong khi đó, nguồn vật liệu này ở Việt Nam là khá dồi dào và nếu thành công có thể mở ra nhiều hướng phát triển mới và có thể ứng dụng nó lên các sản phẩm thông minh trong lĩnh vực điện, điện tử.

Phần trình bày của các thí sinh tại cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh năm 2021. Ảnh: PV.

Với sự sáng tạo, mới lạ và tính ứng dụng cao, dự án “Nghiên cứu chế tạo mực in dẫn điện trên cơ sở graphene (graphen) từ graphit Việt Nam cho các ứng dụng thông minh” cũng đã được Ban giám khảo cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học năm 2021 đánh giá cao và được trao giải Nhất. Đặc biệt, dự án này là một trong ba dự án được Ban giám khảo chọn tham dự cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia.

Đồng hành cùng với học sinh trong quá trình thực hiện, cô giáo Nguyễn Thị Hoài An chia sẻ thêm: Tôi rất hào hứng khi tiếp cận với ý tưởng của các em trong dự án này. Graphene là một vật liệu mới, có tính ứng dụng cao và khá thân thiện với môi trường. Cùng đồng hành với các con trong dự án, tôi tin rằng các con đã tiếp cận được cách nghiên cứu khoa học, biết cách lên kế hoạch thực hiện dự án cũng như rèn luyện được khả năng giải quyết vấn đề và đồng thời truyền được cho các con niềm đam mê nghiên cứu, thích thú với khoa học...

Mỹ Hà