Theo các chuyên gia nghiên cứu, vật liệu ống nanô cácbon (CNTs) đã được giới khoa học - công nghệ quốc tế đặc biệt quan tâm kể từ khi phát hiện vào năm 1991. Sau 25 năm nghiên cứu phát triển, đến nay nhiều loại sản phẩm công nghệ cao ứng dụng vật liệu CNTs đã ra đời với nhiều tính năng vượt trội. Vật liệu ống nanô cácbon có rất nhiều tính chất độc đáo, dễ chế tạo nên có tiềm năng ứng dụng rất phong phú. Lý do chính để loại vật liệu này trở thành trung tâm chú ý là chúng có nhiều tính chất cơ học, vật lý, hoá học đặc biệt và nhiều tiềm năng ứng dụng mang tính đột phá.
Một trong những hướng ứng dụng của CNTs trong lĩnh vực tản nhiệt là đưa CNTs vào chất lỏng nhằm nâng cao độ dẫn nhiệt và cải thiện các tính chất vật lý khác của chất lỏng. Nhiều kết quả nghiên cứu về thực nghiệm đã cho thấy CNTs giúp nâng cao đáng kể hệ số dẫn nhiệt khi đưa vào chất lỏng.
Là một trong những nhà khoa học trẻ được đề cử cho Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2017, TS. Bùi Hùng Thắng cho biết, trong quá trình nghiên cứu kéo dài hơn một năm, anh nhận thấy điểm quan trọng nhất mà nhiều nhà nghiên cứu đã bỏ qua, đó là CNTs dẫn nhiệt tốt dọc theo ống nhưng lại dẫn nhiệt kém theo chiều vuông góc với ống. Dựa vào phát hiện này, anh đã đặt ra bài toán và thực hiện các phép tính để đưa ra mô hình cải tiến tính toán độ dẫn nhiệt của chất lỏng chứa CNTs. Không dễ tự bằng lòng với kết quả bước đầu, anh còn thực hiện một số bước như dùng số liệu từ các công bố của đồng nghiệp quốc tế và tính thử theo mô hình của mình. Kết quả cho thấy có sự phù hợp rất tốt giữa tính toán lý thuyết này với kết quả thực nghiệm của nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới trong các trường hợp khác nhau của CNTs cũng như trong nhiều nền chất lỏng khác nhau.
Trong quá trình nghiên cứu, TS Bùi Hùng Thắng đã phát hiện ra những điểm còn thiếu sót từ các mô hình tính toán lý thuyết về chất lỏng chứa thành phần ống nano cacbon. TS Thắng cũng là người đặt bài toán và thực hiện các phép tính toán để đưa ra mô hình cải tiến cũng như tiến hành so sánh kết quả của mô hình tính toán với kết quả thực nghiệm của các nhóm nghiên cứu trên thế giới.
“Với người làm khoa học, điều kiện chỉ là một phần, quan trọng là làm sao duy trì được lửa đam mê. Con đường đến với nghiên cứu khoa học rất tình cờ nhưng sự tình cờ đó đã đưa tôi đến sự say mê, yêu thích”, TS Thắng chia sẻ.
Chính vì sự say mê, yêu thích mà chưa đầy 10 năm làm nghiên cứu, anh đã có trong tay 25 công bố trên các tạp chí quốc tế (16 công bố ISI), và 4 bằng độc quyền sáng chế, giải pháp hữu ích. Năm 2017 đánh dấu cột mốc quan trọng trong quá trình nghiên cứu của anh khi anh là gương mặt duy nhất được đề cử xét tặng giải trẻ Tạ Quang Bửu, giải dành cho các nhà khoa học độ tuổi dưới 35.
Bên cạnh những nghiên cứu cơ bản về CNTs, TS Bùi Hùng Thắng còn triển khai một số ứng dụng từ loại vật liệu này. Hiện tại, nhóm nghiên cứu của TS Bùi Hùng Thắng đang bắt tay cùng công ty TNHH Minh Quang để sản xuất thử nghiệm bộ khuôn mẫu đầu tiên để đúc giàn tỏa nhiệt của mô đun đèn LED tản nhiệt.
TS. Thắng cho biết, trong tương lai, đèn LED sẽ được lắp để chiếu sáng đường phố và các không gian công cộng khác bởi so với đèn compact, nó tiết kiệm điện năng tới 50%, đạt hiệu quả chiếu sáng tới 70%, lại thân thiện với môi trường. Nhược điểm lớn nhất hiện nay của đèn LED là chi phí lắp đặt lớn, giá thành dao động từ 5 đến 15 triệu đồng/đèn và nếu hoạt động ở nhiệt độ cao, đèn dễ bị hỏng. Do kết cấu đặc biệt nên khi thay đèn LED, người ta phải bỏ đi toàn bộ hệ thống chiếu sáng theo công nghệ cũ nên chi phí đội lên rất nhiều.
Sản phẩm do anh thiết kế có thể lắp một cách linh hoạt vào các hệ của bộ đèn cũ và đảm bảo khả năng đưa toàn bộ nhiệt lượng từ chip LED ra ngoài bằng chất lỏng chứa thành phần nano, giúp nâng cao tuổi thọ và hiệu suất phát quang cho đèn LED, đồng thời góp phần giảm 35 – 50% chi phí so với việc thay thế cả bộ bóng đèn cũ bằng một bóng đèn LED mới./.
Bích Liên