Cấu trúc xốp tự nhiên của xơ mướp là nền vật liệu được nhóm nghiên cứu biến tính bằng chấm carbon và plasma để thử nghiệm khả năng thu hồi dầu. Ảnh minh họa: Sarah Chai/Pexels.

Một miếng xơ mướp khô có rất nhiều lỗ rỗng và đường dẫn nhỏ đan xen. Chính cấu trúc tưởng như quen thuộc ấy gợi ra một câu hỏi vật liệu: nếu có thể làm cho bề mặt xơ mướp hạn chế thấm nước, ưu tiên tiếp xúc với dầu và đồng thời tận dụng ánh sáng để làm nóng lớp dầu, liệu nó có thể trở thành vật liệu hỗ trợ thu hồi dầu trên mặt nước?

Kỹ sư Lê Thị Hậu cùng các cộng sự đã thử đi theo hướng này trong công trình Solar-driven oil spill recovery using a carbon dots/loofah sponge, đăng trên RSC Advances năm 2026. Bài báo gồm 10 tác giả; ba tác giả đứng đầu được công bố là đóng góp ngang nhau, trong đó Lê Thị Hậu tham gia xây dựng phương pháp, thực hiện thí nghiệm, thu thập và phân tích dữ liệu, đồng thời viết bản thảo ban đầu.

Thông tin hiện hành cũng cần được cập nhật so với thời điểm công trình được thực hiện. RECS Lab, Đại học Phenikaa cho biết Lê Thị Hậu thuộc khóa K15 ngành Kỹ thuật Hóa học và ngày 5/6/2026 đã bảo vệ thành công đồ án tốt nghiệp. Vì vậy, ở thời điểm hiện tại, nhân vật được định danh là Kỹ sư Lê Thị Hậu, thay vì “sinh viên Lê Thị Hậu” như trong các thông tin năm 2025.

Làm cho xơ mướp ưu tiên dầu hơn nước

Xơ mướp có lợi thế sẵn có là cấu trúc cellulose nhẹ và nhiều lỗ rỗng. Nhưng dùng nguyên trạng để xử lý dầu lại gặp một vấn đề cơ bản: vật liệu tự nhiên có thể tương tác với cả nước, trong khi một chất hấp thụ dầu cần ưu tiên tiếp xúc với pha dầu để hoạt động hiệu quả trên mặt nước.

Nhóm nghiên cứu xử lý xơ mướp theo hai bước. Trước hết, vật liệu được phủ chấm carbon – các hạt carbon kích thước rất nhỏ có khả năng hấp thụ ánh sáng. Sau đó, xơ mướp tiếp tục được xử lý bằng plasma không nhiệt nhằm thay đổi đặc tính bề mặt. Vật liệu hoàn thiện được nhóm ký hiệu là P-CLS, tức xơ mướp phủ chấm carbon sau xử lý plasma.

Các phép đo góc tiếp xúc với nước trong công trình cho thấy xử lý plasma làm tăng đặc tính kỵ nước của bề mặt. Trong khi đó, lớp chấm carbon đảm nhiệm thêm một phần việc khác: hấp thụ năng lượng ánh sáng và chuyển một phần năng lượng đó thành nhiệt. Cách ghép hai chức năng này nhằm giải quyết đồng thời bài toán chọn lọc dầu và hỗ trợ dầu dịch chuyển vào các lỗ xốp của vật liệu.

Kỹ sư Lê Thị Hậu trong hình ảnh được RECS Lab đăng kèm thông tin bà nhận học bổng thực tập ngắn hạn tại Đại học Quốc gia Chungnam, Hàn Quốc, năm 2025. Ảnh: RECS Lab/Đại học Phenikaa.

Việc đưa xơ mướp vào nghiên cứu môi trường không hoàn toàn xa lạ. Năm 2019, xơ mướp biến tính từng được nghiên cứu làm giá thể cho vi sinh vật trong xử lý nước thải, nhưng cơ chế của công trình đó khác hẳn: xơ mướp đóng vai trò bề mặt để vi sinh vật bám vào trong hệ MBBR. Nghiên cứu năm 2026 của nhóm Lê Thị Hậu lại khai thác cấu trúc xốp, đặc tính bề mặt và hiệu ứng quang nhiệt để hướng tới dầu nổi trên nước.

Ánh sáng không chỉ để làm nóng miếng xơ

Khi được chiếu với cường độ 1 kW/m², tương đương điều kiện thường được gọi là “1 sun” trong thí nghiệm quang nhiệt, nhiệt độ bề mặt P-CLS có thể đạt khoảng 55°C. Nhóm tác giả giải thích rằng khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của dầu giảm, nhờ đó dầu có thể dịch chuyển nhanh hơn vào mạng lỗ rỗng của xơ mướp.

Đây là điểm khiến ánh sáng trở thành một phần của cơ chế thu hồi chứ không chỉ là nguồn nhiệt bên ngoài. Vật liệu hấp thụ ánh sáng, chuyển thành nhiệt tại bề mặt, rồi nhiệt tác động trở lại tính chất dòng chảy của dầu. Cách làm này tận dụng năng lượng sẵn có thay vì phải gắn thêm một bộ gia nhiệt trực tiếp vào miếng vật liệu.

Trong điều kiện tối, công trình ghi nhận khả năng hấp thụ dầu của P-CLS khoảng 6,6 gram dầu trên mỗi gram vật liệu. Dưới chiếu sáng, một hiện tượng khác xuất hiện đồng thời: dầu đi vào vật liệu nhanh hơn nhưng cũng dễ thoát khỏi cấu trúc xốp hơn khi nhiệt độ tăng. Chính vì hai quá trình xảy ra cùng lúc, lượng dầu còn nằm trong miếng xơ tại một thời điểm không thể được hiểu đơn giản là “càng nóng càng hút được nhiều”.

Điểm này đáng lưu ý vì phần tóm tắt và phần kết luận của bài báo không hoàn toàn thống nhất về một giá trị hấp thụ dầu dưới chiếu sáng. Do đó, bài viết này không sử dụng con số đó để tránh biến một sai khác trong chính văn bản khoa học thành kết luận chắc chắn.

Thay vào đó, một kết quả được các nguồn công bố thống nhất là khả năng tự giải phóng khoảng 41,67% lượng dầu. Nhóm xem đây là một ưu điểm bởi dầu sau khi được đưa vào vật liệu có thể thoát ra một phần dưới tác động của trọng lực và nhiệt, giảm nhu cầu phải ép mạnh miếng xơ để thu hồi dầu.

Hút được dầu chưa phải là toàn bộ bài toán

Một vật liệu hấp thụ dầu tốt nhưng giữ dầu quá chặt có thể phát sinh thêm công đoạn tách dầu khỏi vật liệu. Ngược lại, nếu dầu thoát ra quá dễ ngay khi vật liệu vẫn nằm trên vùng ô nhiễm, khả năng thu gom lại giảm. Vì vậy, điều đáng quan tâm ở thiết kế P-CLS là nhóm đang xử lý cả hai quá trình: đưa dầu vào cấu trúc xơ và tìm cách lấy dầu trở ra.

Đây cũng là lý do không nên diễn giải kết quả thành câu đơn giản rằng ánh nắng “làm xơ mướp hút dầu tốt hơn”. Dữ liệu cho thấy nhiệt giúp dầu di chuyển nhanh hơn nhưng cũng thúc đẩy dầu rời khỏi vật liệu. Hiệu quả cuối cùng phụ thuộc mục tiêu vận hành: cần thu dầu nhanh tới đâu, giữ bao lâu và tách dầu ra ở giai đoạn nào.

Vệt dầu trên Vịnh Mexico trong sự cố Deepwater Horizon được vệ tinh Terra của NASA ghi lại ngày 24/5/2010. Ảnh minh họa cho bài toán thu gom dầu trên mặt nước, không phải hiện trường thử nghiệm của nghiên cứu. Ảnh: NASA/GSFC, public domain.

Ở Phụ nữ Mới, những vật liệu được phát triển để xử lý chất ô nhiễm trong nước cũng đang cho thấy nhiều cách tiếp cận khác nhau, từ vật liệu quang xúc tác đến các cấu trúc hấp phụ. Điểm chung là hiệu quả trong phòng thí nghiệm mới chỉ là một trong nhiều điều kiện để một vật liệu có thể tiến tới ứng dụng.

Với P-CLS, công trình năm 2026 vẫn chủ yếu là nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm. Bài báo trình bày quá trình chế tạo, đặc trưng vật liệu, thử nghiệm hấp thụ và giải phóng dầu nhưng chưa báo cáo một cuộc thử nghiệm xử lý sự cố tràn dầu ngoài thực địa ở quy mô lớn. Vì vậy, gọi đây là “vật liệu đã xử lý được tràn dầu ngoài biển” sẽ đi xa hơn bằng chứng hiện có.

Những câu hỏi tiếp theo sẽ liên quan tới độ bền của vật liệu sau nhiều chu kỳ, khả năng sản xuất với khối lượng lớn, chi phí xử lý bề mặt, cách thu gom xơ mướp sau sử dụng và tác động môi trường của toàn bộ vòng đời. Công trình hiện tại tạo ra căn cứ cho một hướng vật liệu; chưa phải lời giải hoàn chỉnh cho công nghệ ứng phó sự cố dầu tràn.

Từ đề tài sinh viên tới công bố quốc tế

Điều đáng chú ý ở Lê Thị Hậu là công trình RSC Advances không đứng tách rời khỏi hoạt động nghiên cứu khi còn học đại học. Năm 2025, Trường Kỹ thuật Phenikaa ghi nhận bà tham gia đề tài chế tạo vật liệu carbon dots/cellulose từ xơ mướp nhằm thu hồi dầu.

Tháng 11/2025, khi vẫn là sinh viên K15 ngành Kỹ thuật Hóa học, bà nhận học bổng thực tập ngắn hạn tại Khoa Kỹ thuật Hóa học và Hóa học Ứng dụng, Đại học Quốc gia Chungnam, Hàn Quốc. Đến Hội nghị Sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2025–2026, Lê Thị Hậu tiếp tục có mặt trong nhóm giành giải Nhất với đề tài đánh giá khả năng bay hơi nước nhờ năng lượng gió sử dụng xơ mướp.

Mạch công việc này cho thấy một vật liệu rất bình thường có thể được đặt vào nhiều bài toán khác nhau nếu thay đổi câu hỏi nghiên cứu. Trong công trình thu hồi dầu, xơ mướp là khung xốp cho lớp chấm carbon và quá trình biến tính bề mặt; ở nghiên cứu bay hơi nước, cấu trúc xơ lại được khảo sát trong một quá trình truyền khối khác.

Những gương mặt trẻ tại Phenikaa theo đuổi nghiên cứu ngay từ bậc đại học gần đây cũng cho thấy phòng thí nghiệm có thể trở thành nơi sinh viên tích lũy kỹ năng từ khá sớm, thay vì đợi tới cao học mới bắt đầu nghiên cứu.

Với Lê Thị Hậu, phần đóng góp tác giả giúp xác định khá rõ điều bà thực sự làm trong công trình. Nữ kỹ sư không phải người duy nhất hình thành ý tưởng hay điều hành toàn bộ nghiên cứu; bài báo công bố một tác giả khác đảm nhiệm phần khái niệm, giám sát và quản lý dự án. Nhưng bà thuộc nhóm ba người đóng góp ngang nhau ở vị trí đầu và trực tiếp tham gia phần thực nghiệm, dữ liệu, phân tích cùng bản thảo ban đầu.

Cách phân định ấy quan trọng hơn việc cố tạo ra hình ảnh một cá nhân “phát minh ra vật liệu xơ mướp hút dầu”. Nghiên cứu hiện đại thường hình thành từ nhiều phần việc nối với nhau. Giá trị của một gương mặt trẻ nằm ở phần việc có thể kiểm chứng được: bước vào phòng thí nghiệm, làm thí nghiệm, xử lý dữ liệu, cùng viết công bố và tiếp tục theo đuổi một câu hỏi đủ lâu để tạo thành kết quả.

Từ một cấu trúc xơ vốn thường nằm trong gian bếp hoặc phòng tắm, nhóm nghiên cứu đã thử biến nó thành một hệ vật liệu có bề mặt kỵ nước, hấp thụ ánh sáng và hỗ trợ dầu dịch chuyển bằng nhiệt. Khoảng cách từ miếng xơ trong phòng thí nghiệm tới một công nghệ xử lý sự cố ngoài biển còn dài. Nhưng chính việc xác định được vật liệu làm được gì, chưa làm được gì và điều kiện nào chi phối hiệu quả là bước cần thiết trước khi nói tới ứng dụng lớn hơn.

P-CLS gồm những gì?

- Xơ mướp: cung cấp bộ khung cellulose tự nhiên có mạng lỗ rỗng để dầu có thể đi vào.

- Chấm carbon: hấp thụ ánh sáng và chuyển một phần năng lượng ánh sáng thành nhiệt, giúp giảm độ nhớt của dầu và tăng tốc quá trình dịch chuyển.

- Plasma không nhiệt: được sử dụng để biến đổi đặc tính bề mặt, giúp vật liệu tăng tính kỵ nước.

- P-CLS là ký hiệu nhóm tác giả dùng cho xơ mướp phủ chấm carbon sau xử lý plasma.