BA GIẢI THƯỞNG TẠ QUANG BỬU NĂM 2019

Email In PDF

Ngày 2/5/2019, Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ đã ký Quyết định số 1039/QĐ-BKHCN trao Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2019 (03 Giải chính) cho 3 nhà khoa học là tác giả của các công trình khoa học xuất sắc: PGS.TSKH Phạm Đức Chính (Viện Cơ học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam); PGS.TS Lê Nguyễn Khánh Hằng (Khoa Virus, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương); TS Lê Trọng Lư (Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Tạp chí xin trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc.

 

Thích nghi và hỏng dẻo kết cấu chịu tải trọng thay đổi

Lý thuyết thích nghi cổ điển được áp dụng cho tính toán các vật thể chịu tải trọng thay đổi dựa trên mô hình đàn dẻo lý tưởng, tuy nhiên nghiên cứu mới đây của PGS.TSKH Phạm Đức Chính (Viện Cơ học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) - Nhà khoa học được trao Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2019 (lĩnh vực Cơ học) cho thấy, để có thể tính toán được chính xác tải trọng an toàn cần sử dụng mô hình vật liệu thực và phức tạp hơn là mô hình đàn dẻo tái bền giới hạn. Điều này đã được khẳng định trong công trình Lý thuyết đàn dẻo tái bền giới hạn và các định lý "thích nghi - hỏng dẻo" không phụ thuộc đường tải được đăng trên Tạp chí International Journal of Mechanical Sciences số 130 năm 2017.

ducchinh

Một thanh kim loại đơn giản chịu kéo nén, khi tải trọng tăng, sẽ trải qua các giai đoạn biến dạng đàn hồi, rồi biến dạng dẻo, trước khi bị mất khả năng chịu lực (hỏng dẻo). Với một kết cấu chịu lực thì bức tranh thực thường phức tạp hơn nhiều do phân bố ứng suất - biến dạng trong kết cấu không đồng nhất. Lý thuyết tải trọng tới hạn được xây dựng để xác định giới hạn chịu lực (tĩnh) tổng thể cho các kết cấu kim loại (đàn - dẻo) đã trở thành một trong các tiêu chuẩn chính trong tính toán kỹ thuật công trình. Tuy nhiên, khi tải trọng thay đổi (bao hàm cả tải trọng động), sau một số biến dạng dẻo ban đầu ở các vùng tập trung ứng suất, kết cấu sẽ trở về với biến dạng đàn hồi thuần túy (thích nghi với tải trọng đã cho), nhờ có một trường ứng suất hình thành bên trong kết cấu do biến dạng dẻo; nếu không kết cấu sẽ mất khả năng chịu lực (hỏng dẻo) do hỏng dẻo tức thời, biến dạng dẻo (tổng thể) tăng dần (sau mỗi chu kỳ đặt tải, theo thời gian), hay biến dạng dẻo (địa phương) đổi dấu không ngừng (mỏi). Từ đó, lý thuyết thích nghi ra đời để áp dụng cho tính toán các vật thể chịu tải trọng thay đổi. Tuy nhiên, công trình nghiên cứu Lý thuyết đàn dẻo tái bền giới hạn và các định lý “thích nghi - hỏng dẻo” không phụ thuộc đường tải của PGS.TSKH Phạm Đức Chính cho thấy, để có thể tính toán được chính xác tải trọng thay đổi còn cần mô hình vật liệu thực và phức tạp hơn là mô hình đàn dẻo tái bền giới hạn.

Các quy luật dẻo tái bền phi tuyến của các vật liệu thực vốn phụ thuộc vào vật liệu cụ thể, nói chung là không xác định duy nhất và thường phụ thuộc phức tạp vào đường đặt tải. Tuy nhiên, với lý thuyết hoàn chỉnh cho vật liệu đàn dẻo tái bền giới hạn dựa trên 4 giả thiết cơ bản gồm: i) Giả thiết hao tán dẻo tối đa; ii) Giả thiết tái bền ổn định mạnh; iii) Giả thiết hysteresis dương; iv) Giả thiết Bauschinger đa chiều), PGS.TSKH Phạm Đức Chính đã xây dựng thành công lý thuyết thích nghi không phụ thuộc đường đặt tải theo tinh thần cổ điển.

Với các giả thiết nêu trên, các định lý thích nghi động và tĩnh đã được xây dựng và chứng minh, cho phép xác định vùng biên cho các ngoại lực, mà với bất kỳ lịch sử đặt tải nào nằm trong phạm vi đó kết cấu sẽ an toàn (thích nghi), ngược lại khi vùng biên tải trọng bị vi phạm một hay nhiều lần, kết cấu sẽ mất khả năng chịu lực (hỏng dẻo).  Các định lý cũng cho phép xác định dạng hỏng dẻo cụ thể khi kết cấu mất khả năng chịu lực.

Công trình của PGS.TSKH Phạm Đức Chính đã lý giải và xử lý được cội nguồn của một số mâu thuẫn xảy ra khi các đồng nghiệp trong lĩnh vực áp dụng tính toán thích nghi - hỏng dẻo cho vật thể đàn dẻo tái bền trong một số bài toán cụ thể. Đồng thời, những sai sót cơ bản của một số tác giả khi tìm cách phát triển lý thuyết thích nghi, theo tinh thần “không phụ thuộc đường đặt tải” cổ điển cho các mô hình vật liệu thực và phức tạp, như kết cấu đàn dẻo có các vết nứt, vật liệu bị hư hại, vật liệu có trí nhớ, vật liệu dẻo gradient cũng đã được chỉ ra trong các nghiên cứu của PGS.TSKH Phạm Đức Chính.

Chia sẻ về những kết quả đạt được, PGS.TSKH Phạm Đức Chính cho biết, ông bắt đầu quan tâm phát triển lý thuyết thích nghi từ nhiều năm trước, bắt đầu với việc xây dựng các định lý thích nghi động giản yếu và phát triển các phương pháp chính xác và xấp xỉ giải tích tương ứng để giải các bài toán thích nghi quy hoạch phi tuyến cho một loạt kết cấu đơn giản điển hình, như các hệ thanh, dầm, khung, các tấm tròn và chữ nhật, các vỏ cầu và trụ, các dầm và tấm bê tông cốt thép, chịu các tải trọng tựa tĩnh và động tựa tuần hoàn. Có thể nói, “thích nghi và hỏng dẻo kết cấu chịu lực” là 1 trong 2 hướng nghiên cứu chính đóng góp hơn 1/4 trong tổng số hơn 100 công bố trên các tạp chí ISI. Đặc biệt, phần lớn các công bố này được thực hiện bởi các nhà khoa học Việt Nam.

nhomnc

Nhóm nghiên cứu do PGS.TSKH Phạm Đức Chính làm trưởng nhóm

Trong thời gian tới, PGS.TSKH Phạm Đức Chính sẽ cộng tác với các chuyên gia phương pháp số trong cơ học và quy hoạch phi tuyến nghiên cứu phát triển các phương pháp số phần tử hữu hạn kết hợp các kỹ thuật tối ưu quy hoạch phi tuyến để giải các bài toán thích nghi cho các lớp kết cấu phức tạp cụ thể và phân tích các dạng hỏng dẻo. Mặc dù bước đầu đã đạt được những thành công trong nghiên cứu các kết cấu ứng suất phẳng, nhưng theo PGS.TSKH Phạm Đức Chính còn nhiều thách thức và khó khăn cần tiếp tục được giải quyết trên hướng này để đưa lý thuyết vào áp dụng rộng rãi trong thực tế.

Với những đóng góp cho hướng nghiên cứu “Thích nghi và hỏng dẻo kết cấu chịu lực”, PGS.TSKH Phạm Đức Chính đã được mời viết các chương/bài về lĩnh vực cho 2 Bộ sách “Bách khoa thư về mài mòn, ma sát, và bôi trơn” (Nhà xuất bản Springer - New York, 2013) và “Bách khoa thư về cơ học môi trường liên tục” (Nhà xuất bản Springer - Berlin, Heidelberg, sẽ được xuất bản trong thời gian tới), trong đó bài mới nhất được viết phần lớn dựa trên kết quả nghiên cứu mới này. Với kết quả nghiên cứu mới nhất về thích nghi và hỏng dẻo kết cấu chịu lực, PGS.TSKH Phạm Đức Chính đã vinh dự được tặng Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2019.

 

Virus cúm gia cầm độc lực cao A/H5N1 - Mối tương tác giữa người và động vật trong giai đoạn 2003-2010

Là một trong số những người phát hiện trường hợp nhiễm virus cúm HPAI H5N1 trên người đầu tiên tại Việt Nam (tháng 12/2003) và theo đuổi các nghiên cứu liên quan chuyên sâu về virus cúm gia cầm ở người, PGS.TS Lê Nguyễn Khánh Hằng (Khoa Virus, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương) vinh dự được nhận Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2019 (lĩnh vực Y sinh Dược học) với công trình Virus cúm gia cầm độc lực cao A/H5N1 - mối tương tác giữa người và động vật trong giai đoạn 2003-2010 (Highly Pathogenic Avian Infuenza A(H5N1) Viruses at the Animal - Human Interface in Vietnam, 2003-2010).

khanhhang

Công trình nghiên cứu của PGS.TS. Lê Nguyễn Khánh Hằng được công bố trên Tạp chí Các bệnh nhiễm trùng (The Journal of Infectious Diseases - JID) số 216 năm 2017. Công trình của bà và nhóm nghiên cứu đã xác định sự tiến hoá nhanh của virus HPAI H5N1 với sự phân tách thành 6 nhóm kháng nguyên tạo thành từ 8 kiểu gen trong giai đoạn nghiên cứu, đặc biệt nhóm kháng nguyên 2.3.4.3 xuất hiện trong giai đoạn 2007-2010 là căn nguyên của 12 trường hợp người nhiễm trong giai đoạn 2007-2009.

Kết quả nghiên cứu cũng đã xác định được 34 amino axit trên protein HA thay đổi sau khi virus HPAI H5N1 từ gia cầm lây nhiễm sang người, tuy nhiên phần lớn đột biến (n=24) phát hiện trên các virus đơn lẻ phân lập từ người, vì vậy có thể chỉ là các trường hợp rải rác. Tuy nhiên, trong số đó có 18 amino axit không xuất hiện trên bất kỳ virus nào phân lập được từ gia cầm, và 4 amino axit còn lại chỉ gặp ở duy nhất 1 trình tự trong tổng số 655 trình tự HA được phân tích, như vậy có sự thích nghi của virus HPAI H5N1 khi xâm nhập gây nhiễm cho người. Ngoài ra, một số đột biến (Glu 627 Lys) trên các phân đoạn gen chức năng PB2 liên quan đến khả năng nhân lên hiệu quả của virus HPAI H5N1 trên tế bào biểu mô đường hô hấp người cũng được phát hiện trên 20 trong tổng số 37 virus phân lập từ người, thay đổi này chỉ phát hiện trên duy nhất 1 virus trong tổng số 195 phân lập từ gia cầm, gợi ý cho sự chọn lọc thường xuyên trong quần thể virus HPAI H5N1 sau khi gây nhiễm cho người. Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu cũng phát hiện sự thay đổi của 9 amino axit khác cần phải được quan tâm khi tần suất các thay đổi này xuất hiện tăng theo thời gian trên số virus HPAI H5N1 phân lập ở người, trong khi giảm tại số virus phân lập từ gia cầm. Đây có thể sẽ là các thay đổi làm ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng khi sự đa dạng của virus HPAI H5N1 ngày càng gia tăng.

Kết quả nghiên cứu này đã cung cấp một danh sách các đột biến được xác định tương tác giữa người - động vật ở virus HPAI H5N1, có giá trị trong việc giám sát phân tử virus phục vụ các nghiên cứu trong tương lai ở Việt Nam và trên thế giới, giúp các nhà khoa học nhanh chóng phát hiện và xác định được các đột biến liên quan đến sự thích ứng của virus cúm HPAI H5N1 trên động vật có vú. Kết quả này cũng cung cấp các số liệu tham chiếu cho nghiên cứu về các virus cúm A khác đang lưu hành trên động vật, gia cầm, chim hoang dã.

Có thể thấy, nghiên cứu đã tìm ra mối tương quan về thời gian và không gian giữa sự xuất hiện của virus HPAI  H5N1 ở gia cầm và sự lây truyền của nó sang người, phân tích sự tiến hoá của virus HPAI H5N1, hệ thống các phân tích gia hệ, phân tử các virus HPAI H5N1 phân lập được trên người và gia cầm tại Việt Nam, từ những trường hợp mắc bệnh đầu tiên (2003) đến trường hợp gần đây nhất (2010). Sự  thay  đổi  các protein của virus HPAI H5N1 trong quá trình tương tác giữa người và động vật đã minh chứng cho giả thuyết các trường hợp người nhiễm virus H5N1 tại Việt Nam là do bị truyền trực tiếp từ gia cầm sang người. Sự thay đổi di truyền do trao đổi tích hợp tự nhiên trong quần thể virus HPAI H5N1 để thích ứng với người chưa có bằng chứng, tuy nhiên giám sát virus, phân tích sự tiến hoá của virus cúm gia cầm vẫn là việc làm bắt buộc. Trên cơ sở kết quả thu được, nhóm nghiên cứu đã phát triển các biện pháp kiểm soát, phòng ngừa có hiệu quả để đảm bảo sức khoẻ cộng đồng trong nước và chia sẻ các thông tin khoa học cho cộng đồng khoa học thế giới.

Tròn 20 năm theo đuổi công việc nghiên cứu tại Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương, PGS.TS Lê Nguyễn Khánh Hằng đã công bố 64 bài báo: 34 bài báo khoa học nước ngoài và 30 bài báo khoa học trong nước. Hiện nay, bà đang tiếp tục theo đuổi hướng nghiên cứu này thông qua các dự án Giám sát các virus cúm và virus hô hấp phối hợp cùng Chương trình An ninh y tế toàn cầu Hoa Kỳ (GHS); dự án Nâng cao năng lực giám sát cùng Đại học Nagasaki (Nhật Bản) và Giám sát miễn dịch cúm trong cộng đồng cùng Đại học Oxford (Vương quốc Anh).

 

TS Lê Trọng Lư: Phát triển kỹ thuật tổng hợp hạt nano chất lượng cao

TS Lê Trọng Lư (Phó Viện trưởng Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) được trao Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2019 (lĩnh vực Vật Lý) với công trình Tổng hợp các hạt nano ferrite coban từ tính với khả năng điều khiển hình thái, độ đồng đều và thành phần hóa học: ảnh hưởng của dung môi, chất hoạt động bề mặt, chất khử và điều kiện tổng hợp (Synthesis of magnetic cobalt ferrite nanoparticles with controlled morphology, monodispersity and composition: the influence of solvent, surfactant, reductant and synthetic condition). Công trình của TS Lê Trọng Lư và cộng sự đã được đăng tải trên Tạp chí Nanoscale số 7 năm 2015, được cộng đồng khoa học trong nước và quốc tế đánh giá cao.

Làm sáng tỏ nhiều vấn đề trong tổng hợp hạt nano từ

Tính chất của các hạt nano (như từ tính, quang, xúc tác) ngoài việc phụ thuộc vào bản chất vật liệu (thành phần hoá học) còn được quyết định bởi kích thước, hình dạng và trong nhiều trường hợp là độ đồng đều của hạt. Do đó việc nghiên cứu phát triển kỹ thuật tổng hợp các hạt nano chất lượng cao với khả năng điều khiển được các thông số hạt đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Chính vì vậy, ngay từ khi là nghiên cứu sinh tại Đại học Liverpool, Vương quốc Anh (2006-2011), NCS Lê Trọng Lư đã quan tâm tới hướng nghiên cứu này và tiếp tục theo đuổi khi trở về Việt Nam.

Cho đến thời điểm công trình “Tổng hợp các hạt nano ferrite coban từ với khả năng điều khiển hình thái, độ đồng đều và thành phần hóa học: ảnh hưởng của dung môi, chất hoạt động bề mặt, chất khử và điều kiện tổng hợp” được công bố, hầu hết các nghiên cứu trên thế giới về tổng hợp hạt nano từ đều dựa trên các quá trình tổng hợp nhiều bước, chẳng hạn như kỹ thuật seeding growth, hoặc sử dụng các tiền chất dạng “home made’’ để điều khiển các thông số hạt và có rất ít công bố về tổng hợp các hạt nano cho phép điều khiển được hình thái hạt chỉ bằng một bước đơn giản. Ngoài ra, trong nhiều trường hợp vai trò của các tác nhân phản ứng như: dung môi, chất hoạt động bề mặt, chất khử cũng như các điều kiện tổng hợp đối với việc hình thành và phát triển hạt không được làm sáng tỏ.

tronglu

TS Lê Trọng Lư (giữa) và các học trò trong phòng thí nghiệm

Trong khi đó, ở công trình nghiên cứu của TS Lê Trọng Lư và cộng sự, các hạt nano từ ferit với kích thước, hình dạng, độ đồng đều và thành phần hoá học có thể được điều khiển một cách linh hoạt thông qua một quy trình tổng hợp tương đối đơn giản. Quan trọng hơn, kết quả nghiên cứu cho thấy, các chất hoạt động bề mặt (oleic acid và oleylamine) có vai trò phức tạp hơn rất nhiều so với việc chỉ đơn thuần bọc hạt. Cùng với đó, vai trò của dung môi, chất khử cũng như một số thông số thực nghiệm đối với động học của quá trình phản ứng cũng đã được xem xét và đánh giá. Có thể nói, công trình nghiên cứu này không chỉ giúp ích trong tổng hợp hệ vật liệu nano cobalt ferit nói riêng, vật liệu nano nói chung mà còn đóng góp thêm hiểu biết mang tính nền tảng cho lĩnh vực hoá học vật liệu nano.

Tổng hợp các hạt nano chất lượng cao, giá rẻ

Công trình được trao Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm nay của TS Lê Trọng Lư được đánh giá cao và đăng trên bìa 1 của Tạp chí Nanoscale (IF: 7,2). Tuy nhiên đây chỉ là 1 trong số 45 công trình đã được tác giả công bố quốc tế từ năm 2008 trở lại đây (trong đó có 25 công trình công bố trên các tạp chí uy tín thuộc danh mục ISI). Ngoài việc nghiên cứu tổng hợp hạt nano từ ferit, TS Lê Trọng Lư còn tập trung phát triển kỹ thuật tổng hợp hạt nano từ có chất lượng cao với khả năng điều khiển được hình thái, thành phần hoá học và độ đồng đều của các hệ vật liệu như ô xít của các kim loại chuyển tiếp, các hệ hợp kim; hoặc các hệ nano có cấu trúc phức tạp (cấu trúc lõi/vỏ, cấu trúc rỗng, cấu trúc hybrid từ - quang...) ứng dụng trong lĩnh vực y sinh, xúc tác hoặc năng lượng; đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm, tương tác giữa lớp vỏ bọc ligand và phần lõi vô cơ đến cơ chế hình thành và phát triển hạt, từ đó tạo ra các cấu trúc nano cho phép điều khiển được các thông số hạt.

TS Lê Trọng Lư cho biết, sau hơn 10 năm tìm tòi, nghiên cứu, ông hoàn toàn tự tin nhóm nghiên cứu của mình có thể tổng hợp được những hạt nano có chất lượng cao tương đương với những cơ sở nghiên cứu tốt nhất trên thế giới, mà giá lại rẻ hơn rất nhiều nhờ việc sử dụng các hoá chất với chi phí chỉ bằng khoảng 1/20 hoá chất thường được các nhóm nghiên cứu trên thế giới sử dụng. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng tìm ra điều kiện tổng hợp cho phép chế tạo các hạt nano chất lượng cao ở quy mô lớn (> 100 g/lần tổng hợp) sử dụng các trang thiết bị hiện có trong phòng thí nghiệm.

Hiện tại, TS Lê Trọng Lư và các cộng sự đang theo đuổi các hướng nghiên cứu chế tạo chất tương phản dùng trong kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh, trong đó tập trung vào việc nghiên cứu chế tạo một số hệ chất tương phản mới trên cơ sở vật liệu nano. Ông cho biết, một số kết quả chụp MRI của hệ hạt nano Gd2O3 do nhóm chế tạo có khả năng cải thiện độ tương phản dương cho chụp ảnh MRI hiệu quả hơn từ 5-10 lần so với các sản phẩm thương mại hiện có và tin tưởng rằng trong tương lai không xa, hệ tương phản nano này có thể thay thế các sản phẩm thương mại là các phức chất của Gadolinium (dùng cho chụp MRI) và phức Iodine (dùng cho chụp CT) hiện đang được sử dụng trong thực tế.

 

 

Hình ảnh hoạt động

Liên kết website

logo petech