Ninh Phạm Thành Trung. Ảnh: NV

Mỗi mùa thu ở thành phố Daejeon, những con đường quanh Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) lại phủ đầy lá vàng. Với nhiều người, đó chỉ là phần sinh khối bị thu gom rồi bỏ đi. Nhưng với Ninh Phạm Thành Trung và nhóm nghiên cứu của mình, những chiếc lá ấy có thể trở thành vật liệu hữu ích cho môi trường.

Trong công trình vừa được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Green Chemistry, Trung là tác giả chính của nghiên cứu phát triển màng phủ nông nghiệp phân hủy sinh học từ lá rụng. Công trình được thực hiện dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Jaewook Myung, Khoa Kỹ thuật Dân dụng và Môi trường, KAIST.

Loại màng phủ này được tạo ra từ lá cây thu gom quanh khuôn viên trường và khu vực gần sông Gapcheon ở Daejeon. Trong nông nghiệp, màng phủ là vật liệu quen thuộc giúp hạn chế cỏ dại và duy trì độ ẩm cho đất. Tuy nhiên, phần lớn các loại màng hiện nay được sản xuất từ polyethylene (PE) loại nhựa có nguồn gốc dầu mỏ, khó thu gom hoàn toàn sau sử dụng. Phần tồn dư trong đất sẽ dần phân rã thành vi nhựa, gây ảnh hưởng lâu dài đến môi trường.

Ý tưởng tận dụng lá rụng đến với nhóm nghiên cứu từ chính câu hỏi tưởng như rất đơn giản: liệu một loại vật liệu bị xem là “rác thải tự nhiên” có thể thay thế nhựa nông nghiệp hay không?

Để tìm lời giải, nhóm sử dụng Hydrated Deep Eutectic Solvent (DES) loại dung môi thân thiện môi trường được tạo từ axit citric và choline chloride nhằm tách các thành phần quan trọng trong lá cây. Từ đó, họ chiết xuất nanocellulose, dạng sợi nano có nguồn gốc thực vật với độ bền cao, rồi kết hợp cùng polyvinyl alcohol (PVA) để tạo thành màng composite có khả năng phân hủy sinh học.

Theo nhóm nghiên cứu, toàn bộ quá trình sản xuất đều dựa trên nước thay vì dung môi hữu cơ độc hại, giúp tăng tính thân thiện với môi trường ngay từ khâu chế tạo vật liệu.

Kết quả thử nghiệm cho thấy loại màng này có khả năng ngăn tia cực tím UVA và UVB, đồng thời duy trì độ ẩm đất hiệu quả. Trong suốt 14 ngày, lượng thất thoát nước trong đất chỉ khoảng 5%. Không dừng lại ở đó, cỏ ryegrass trồng bằng loại màng phủ từ lá rụng còn phát triển tốt hơn so với khi không sử dụng màng phủ.

Tóm tắt mô hình nghiên cứu màng phủ nông nghiệp. Ảnh: NV

Một trong những kết quả được nhóm đặc biệt quan tâm là khả năng phân hủy sinh học của vật liệu. Thử nghiệm trong đất cho thấy màng phủ phân hủy khoảng 34,4% sau 115 ngày, nhanh hơn nhiều loại vật liệu phân hủy sinh học thông thường hiện nay. Nhóm cũng xác nhận quá trình phân hủy không gây độc tính với thực vật, không ảnh hưởng đến sự nảy mầm và tăng trưởng ban đầu của ryegrass hay cải thìa.

Giáo sư Jaewook Myung nhận định: “Nghiên cứu này có ý nghĩa ở chỗ không chỉ đơn thuần xử lý lá rụng mà còn biến chúng thành vật liệu chức năng có thể bảo vệ môi trường nông nghiệp. Thông qua việc sử dụng lá rụng không cạnh tranh với nguồn thực phẩm cùng quy trình dựa trên nước, công nghệ này có thể được ứng dụng như một giải pháp bền vững thay thế nhựa nông nghiệp”.

Ít ai biết rằng hành trình theo đuổi vật liệu bền vững của Ninh Phạm Thành Trung bắt đầu từ những hoạt động tình nguyện khi còn là học sinh trung học ở Việt Nam. Sinh năm 1998, quê ở Bình Dương cũ, nay thuộc TP.HCM, Trung từng tham gia nhiều hoạt động dọn rác tại sông, bãi biển và khu dân cư. Những trải nghiệm ấy khiến anh quan tâm nhiều hơn đến câu chuyện môi trường và rác thải nhựa.

Năm 2016, Trung theo học ngành Công nghệ kỹ thuật môi trường tại Đại học Công nghệ Kỹ thuật TP.HCM. Anh tốt nghiệp với danh hiệu thủ khoa đầu ra nhờ luận văn nghiên cứu khả năng hấp phụ dư lượng kháng sinh trong nước bằng bã đậu phụ một hướng tiếp cận cũng xuất phát từ mong muốn tận dụng phụ phẩm để giải quyết vấn đề môi trường.

Sau khi nhận học bổng toàn phần từ nhiều chương trình thạc sĩ tại Bỉ, Đài Loan và Hàn Quốc, Trung quyết định chọn KAIST vì đánh giá cao môi trường nghiên cứu quốc tế và cơ sở vật chất hiện đại của trường. Sau khi hoàn thành chương trình thạc sĩ vào tháng 8/2025, anh tiếp tục theo đuổi bậc tiến sĩ trong lĩnh vực vật liệu nhựa bền vững và kinh tế tuần hoàn.

Với Trung, phát triển vật liệu xanh không chỉ nằm ở sản phẩm cuối cùng mà còn ở toàn bộ quy trình nghiên cứu. Anh cho biết mong muốn của mình là tạo ra những công nghệ thực sự bền vững, hạn chế tối đa tác động đến môi trường ngay từ khâu sản xuất.

Trong tương lai, chàng trai Việt dự định tiếp tục làm việc trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển vật liệu nhựa bền vững hoặc trở về Việt Nam giảng dạy tại đại học. Từ những chiếc lá rụng bị bỏ quên trên mặt đất, hành trình nghiên cứu của Trung đang cho thấy một hướng nhìn khác: đôi khi, giải pháp cho những vấn đề môi trường lớn lại bắt đầu từ những vật liệu nhỏ bé nhất quanh con người.