PGS.TS Hà Phương Thư, Giám đốc Trung tâm Vật liệu y sinh, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tại Hội thảo Kết nối công nghệ - Women in Tech, PGS.TS Hà Phương Thư, Giám đốc Trung tâm Vật liệu y sinh, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, giới thiệu những kết quả nghiên cứu công nghệ nano trong y sinh, nông nghiệp, chăn nuôi và thực phẩm, đồng thời chia sẻ kinh nghiệm đưa công nghệ từ phòng thí nghiệm ra thị trường.

Thành lập năm 2010, Trung tâm Vật liệu y sinh hiện quy tụ đội ngũ các nhà khoa học, nghiên cứu sinh và sinh viên, với GS. Nguyễn Xuân Phúc là cố vấn khoa học. Sau 16 năm hoạt động, trung tâm đã công bố khoảng 160 bài báo trên các tạp chí thuộc hệ thống SCI, trong đó khoảng 70% nằm trong nhóm Q1. Nhóm nghiên cứu của PGS.TS Hà Phương Thư cũng đã được bảo hộ 20 bằng sáng chế, thực hiện hàng chục đề tài nghiên cứu các cấp và đào tạo nhiều tiến sĩ, thạc sĩ, cử nhân.

Định hướng của nhóm là kết nối chặt chẽ nghiên cứu cơ bản với phát triển công nghệ và thương mại hóa. Nghiên cứu cơ bản tạo nền tảng để làm chủ kiến thức lõi, công bố khoa học và đào tạo nhân lực. Trên cơ sở đó, nhóm xây dựng quy trình công nghệ, đăng ký bảo hộ sáng chế, hoàn thiện phương án sản xuất và tìm kiếm doanh nghiệp để chuyển giao.

Một trong những ví dụ là Nano FGC, công nghệ phát triển từ dược liệu kết hợp công nghệ nano, sau đó được chuyển giao cho Công ty CVI để phát triển thành sản phẩm Kumargonic hỗ trợ điều trị ung bướu. Công nghệ được xây dựng trên cơ sở nghiên cứu bài thuốc Hoàng kỳ phương của Tây Tạng và đã được bảo hộ độc quyền sáng chế.

Sau khoảng 10 năm chuyển giao, sản phẩm duy trì doanh thu khoảng 5-6 tỷ đồng mỗi năm từ năm 2016 đến nay. Công trình nghiên cứu được công bố trên một tạp chí quốc tế trong lĩnh vực dược và năm 2024 giành huy chương vàng tại một cuộc thi ở Hàn Quốc với sự hỗ trợ của các tổ chức thúc đẩy đổi mới sáng tạo.

Mở rộng ứng dụng từ y sinh sang chăn nuôi

Từ kinh nghiệm trong lĩnh vực y sinh, nhóm nghiên cứu tiếp tục đưa công nghệ nano vào cây trồng, nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi.

Trong trồng trọt, các hệ nano tích hợp và nano vi lượng được nghiên cứu nhằm tăng khả năng chống chịu bệnh, nâng cao năng suất và giúp cây thích ứng tốt hơn với điều kiện biến đổi khí hậu. Với thủy sản, hướng nghiên cứu tập trung vào nano hóa các hoạt chất kháng khuẩn, trong đó có những hoạt chất có nguồn gốc thực vật, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng và hạn chế tồn dư.

Ở chăn nuôi gia cầm, nhóm đã thử nghiệm kháng sinh nano thực vật trên đàn gà quy mô hơn 40.000 con tại khu vực Bắc Giang, nay thuộc tỉnh Bắc Ninh. Giải pháp được ứng dụng nhằm hỗ trợ phòng ngừa và nâng cao hiệu quả xử lý một số bệnh thường gặp ở gia cầm, trong đó có bệnh đường hô hấp, bệnh gan và bệnh tiêu hóa. Sau thử nghiệm, doanh nghiệp và hợp tác xã tiếp tục đặt hàng sản phẩm phục vụ đàn gà đang nuôi.

Từ những kết quả này, nhóm lựa chọn hai công nghệ để giới thiệu tới doanh nghiệp, hệ nano kháng sinh thảo dược từ tỏi kết hợp nano bạc và hệ nano tổ hợp doxycyclin, florfenicol với nano bạc.

Hướng nghiên cứu được đặt trong bối cảnh ngành chăn nuôi đang giảm và tiến tới loại bỏ việc sử dụng kháng sinh không phù hợp, đặc biệt là dùng kháng sinh để phòng bệnh. Năm 2024, giá trị sản xuất ngành chăn nuôi tăng 5,4% so với năm trước, trong khi tổng đàn gia cầm cả nước đạt khoảng 550 triệu con.

Quy mô vật nuôi lớn kéo theo yêu cầu ngày càng cao về kiểm soát dịch bệnh, an toàn thực phẩm và chất lượng sản phẩm xuất khẩu. Khi việc sử dụng kháng sinh để phòng bệnh được siết chặt, nhu cầu về các giải pháp thay thế có cơ sở khoa học và được kiểm chứng thực tế ngày càng rõ rệt.

Theo PGS.TS Hà Phương Thư, khoảng trống hiện nay nằm ở những giải pháp đã được thử nghiệm trong điều kiện sản xuất thực tế. Nếu không chủ động phát triển công nghệ trong nước, người chăn nuôi có thể phải phụ thuộc vào sản phẩm nhập khẩu với chi phí cao hơn.

Hai công nghệ nói trên đã được bảo hộ sáng chế. Nhóm đánh giá công nghệ hiện ở mức TRL7 và đặt mục tiêu tiếp tục hoàn thiện để đạt TRL8-9 trước khi đưa vào sản xuất và thương mại hóa quy mô lớn.

Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý, việc nano hóa một hoạt chất không đồng nghĩa sản phẩm đương nhiên an toàn hoặc hiệu quả hơn. Hiệu quả thực tế phụ thuộc vào từng hoạt chất, công thức, liều lượng, đối tượng sử dụng và kết quả kiểm nghiệm.

Công nghệ nano trong chế biến thực phẩm

Bên cạnh nông nghiệp và chăn nuôi, nhóm nghiên cứu còn mở rộng công nghệ nano vào lĩnh vực thực phẩm. Một số sản phẩm được phát triển cùng doanh nghiệp gồm hành tây, tỏi và tỏi cô đơn ngâm xì dầu.

Ý tưởng sản phẩm được hình thành từ quá trình trao đổi giữa nhà khoa học và doanh nghiệp, thay vì chỉ xuất phát từ phòng thí nghiệm. Các công thức được thử nghiệm trong hệ thống nhà hàng của Doanh nghiệp tư nhân Hồng Trà Việt Trì để thu thập phản hồi của khách hàng trước khi tiếp tục đầu tư phát triển.

Sau khoảng 6 tháng thử nghiệm, phản hồi ban đầu được đánh giá tích cực từ nhiều nhóm khách hàng. Theo nhóm nghiên cứu, việc tiếp cận nhu cầu thực tế giúp các nhà khoa học điều chỉnh công nghệ và sản phẩm sát hơn với thị trường.

Một hướng khác là nghiên cứu chế biến măng lục trúc, loại măng có nguồn gốc từ Đài Loan và hiện được trồng khá phổ biến tại khu vực Bắc Giang, nay thuộc tỉnh Bắc Ninh. Do chủ yếu tiêu thụ dưới dạng tươi, sản phẩm dễ gặp tình trạng dư thừa khi sản lượng tăng.

Nhóm nghiên cứu định hướng phát triển các sản phẩm chế biến có giá trị gia tăng từ loại măng này, trước mắt phục vụ nhu cầu thực phẩm hằng ngày, về lâu dài tiếp tục nghiên cứu các hướng ứng dụng công nghệ nano. Những khả năng liên quan đến hỗ trợ kiểm soát mỡ máu hoặc đường huyết hiện mới dừng ở định hướng nghiên cứu, chưa phải kết quả đã được chứng minh trên người.

Doanh nghiệp cần tham gia từ giai đoạn đầu

Từ kinh nghiệm thực hiện các dự án, PGS.TS Hà Phương Thư cho rằng thương mại hóa kết quả nghiên cứu là quá trình dài, đòi hỏi không chỉ năng lực khoa học mà còn sự tham gia sớm của doanh nghiệp.

Một công nghệ muốn đi đến thị trường cần đồng thời có nền tảng khoa học, được bảo hộ sở hữu trí tuệ, đạt mức độ hoàn thiện phù hợp và có nguồn lực phát triển sản phẩm. Khi doanh nghiệp tham gia từ đầu, các nhà khoa học có thể tiếp cận thông tin về nhu cầu, thị trường và khả năng tiêu thụ, trong khi tập trung vào công nghệ, công thức và đánh giá ứng dụng.

Từ phía doanh nghiệp, bà Đoàn Thị Thúy Nhung, Giám đốc Doanh nghiệp tư nhân Hồng Trà Việt Trì, cho biết việc hợp tác với các nhà khoa học không chỉ nhằm tạo thêm sản phẩm cho nhà hàng mà còn giúp thử nghiệm các sản phẩm mới trong môi trường sử dụng thực tế.

Mô hình này cho phép nhóm nghiên cứu tiếp nhận phản hồi của người dùng ngay từ những bước đầu trước khi mở rộng quy mô. Bên cạnh đó, các tổ chức trung gian và chương trình kết nối công nghệ được xem là cầu nối quan trọng giữa nhà khoa học với doanh nghiệp, hỗ trợ hoàn thiện công nghệ và tìm kiếm nguồn lực.

Từ những công nghệ đã được nghiên cứu, bảo hộ và chuyển giao, nhóm của PGS.TS Hà Phương Thư đang tiếp tục mở rộng ứng dụng công nghệ nano từ y sinh sang cây trồng, thủy sản, chăn nuôi và thực phẩm. Trong đó, các hệ nano dành cho chăn nuôi được phát triển theo hướng nâng cao hiệu quả sử dụng, giảm sự phụ thuộc vào kháng sinh dùng để phòng bệnh và đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về an toàn thực phẩm.

Quá trình đưa một công nghệ từ phòng thí nghiệm ra thị trường, theo nhóm nghiên cứu, không chỉ phụ thuộc vào khả năng làm chủ khoa học mà còn cần sự đồng hành của doanh nghiệp, quá trình kiểm chứng trong thực tế và một hệ sinh thái đủ năng lực kết nối nghiên cứu với nhu cầu của thị trường.