VinFuture: GS. Zhanan Bao và công trình nghiên cứu da nhân tạo

Ở Việt Nam, hiện có khoảng 7% người khuyết tật. Trong khi đó trên thế giới, con số này là 15%, tương đương với 1 tỷ người. Đâu là giải pháp mang lại cuộc sống tốt hơn cho họ? Câu hỏi ấy đã thôi thúc các nhà khoa học đi tìm câu trả lời, nhằm hỗ trợ những pháp mang lại cuộc sống tốt hơn cho những người vốn sinh ra đã không may mắn.

Một trong những phát minh đột phá của nhân loại về lĩnh vực này là công nghệ da nhân tạo, đã được GS. Zhanan Bao nghiên cứu và chế tạo trong nhiều năm. Với công trình nghiên cứu này, GS. Zhanan Bao đã được tôn vinh và trao giải Đặc biệt dành cho nhà khoa học nữ xuất sắc tại Giải thưởng Khoa học toàn cầu VinFuture tối ngày 20/1 vừa qua.

Cuộc sống thời trẻ vất vả mưu sinh

Có bố là nhà vật lý, mẹ là nhà hóa học, con đường trở thành một nhà khoa học dường như đã được định sẵn với GS. Bao. Từ khi còn là một cô nhóc 5 tuổi, Bao được bố mẹ đưa đến công viên, thả một viên nước đá xuống hồ nước và hỏi liệu viên đá sẽ chìm hay nổi?

"Khi ấy, tôi nghĩ rằng viên đá rất nặng nên chắc sẽ chìm. Nhưng hóa ra nó lại nổi. Tôi rất tò mò vì không hiểu tại sao", GS. Bao chia sẻ.

Năm 18 tuổi, Bao cùng gia đình chuyển tới Mỹ. Là một người gốc Hoa di cư tới nơi đất khách quê người, GS. Zhenan Bao thời trẻ đã gặp nhiều khó khăn vì bà khá nhút nhát, ngại nói chuyện trước đám đông, lại không biết nhiều về tiếng Anh.

"Tôi không có lựa chọn nào khác ngoài làm việc cùng chị để mưu sinh. Khi ấy, tôi làm các công việc vặt tại siêu thị, và những việc vất vả khác", GS. Bao chia sẻ.

Tuy nhiên, bà vẫn quyết theo đuổi sự nghiệp của mình. Sau 1 năm, cô được nhận vào Đại học Illinois ở Chicago. Tại đây, nhờ 2 giải thưởng về hóa học mà bà được xét đặc cách nhận thẳng vào chương trình Tiến sĩ hóa học mà không cần hoàn thành chương trình cử nhân.

Bao hoàn thành bằng thạc sĩ năm 1993, và nhận bằng Tiến sĩ chuyên ngành Hóa học năm 1995 tại Đại học Chicago. Sau đó, bà làm việc tại Phòng Nghiên cứu Vật liệu thuộc Phòng thí nghiệm Bell, Lucent Technologies, nơi bà được công nhận là một Thành viên Ưu tú của Đội ngũ Kỹ thuật vào năm 2001.

"Tôi làm Tiến sĩ về chủ đề này. Tôi tự tin rằng có thể nghiên cứu về phân tử, có thể tạo ra bất cứ phân tử nào tôi muốn. Nhưng không biết rằng thứ gì mới có ý nghĩa với con người?", GS. Bao chia sẻ. "Sau một thời gian, tôi có trao đổi với các đồng nghiệp, và thấy rằng có một tỉ lệ dân số không nhỏ những người khuyết tật, cần lấy lại cảm giác, cảm xúc của làn da. Tôi nghĩ rằng, tại sao mình không làm gì đó cho họ?.

Đây chính là động lực để tôi và các đồng nghiệp nghiên cứu tạo ra công nghệ da nhân tạo, để họ lần đầu tiên sẽ có được cái "chạm" đầy cảm xúc như bao người bình thường".

Phát minh khoa học "chạm tới trái tim"

Trong buổi Talkshow ngày 21/1, mọi người đều xúc động khi chứng kiến câu chuyện của bé Nguyễn Như Linh (SN 2010, ở Thượng Lâm, Mỹ Đức, Hà Nội) bị cụt đến khủyu tay, một chân bị khòeo, thiếu ngón. Linh thông minh và nhanh nhẹn. Viết chữ, chép bài bằng chân, nhưng nét chữ của em rất tròn trịa, ngay ngắn, đẹp không kém bất cứ học sinh bình thường nào.

Em rất mong muốn có được một đôi bàn tay để làm được nhiều việc hơn, để giúp đỡ bố mẹ của mình, cũng như không thua kém bạn bè cùng trang lứa. Hơn bất kỳ ai khác, GS. Zhanan Bao vô cùng thấu hiểu nguyện vọng này. Không chỉ bởi bà có trái tim nhân hậu, mà vì đã có trong tay giải pháp có thể biến giấc mơ của cô bé thành hiện thực.

Trong suốt gần 2 thập kỷ qua, GS. Zhanan Bao đã cùng nhóm nghiên cứu tại Đại học Stanford dành nỗ lực để phát triển công nghệ da điện tử. Thay vì chế tạo các cảm biến rồi làm cho chúng tương thích với da, bà lựa chọn cách tiếp cận phân tử, đó là chế tạo các polymer hữu cơ và thành phần điện tử với tính mềm dẻo, linh hoạt, ngay từ đầu.

"Chúng tôi thiết kế chúng từ cấp độ phân tử và đặc tính giống da trở thành đặc tính nội tại của vật liệu mới", bà cho biết. "Đó là khả năng biến hóa vật chất, vật liệu thành làn da, không khác gì như tạo bộ cảm biến của cơ thể, giúp con người có thể hiểu thông tin, nắm bắt cảm giác về việc chạm".

Đến nay GS. Bao đã tạo ra thể mới của da nhân tạo, có cấu trúc như da thật, có thể co giãn, mở rộng, gập kéo... Kết hợp với mô hình bàn tay, cấu trúc này được kỳ vọng sẽ giúp cho hàng triệu người khuyết tật trên thế giới lần đầu tiên được cảm nhận vật thể bằng cách "chạm, sờ, nắm" nhờ gửi các tín hiệu đến não thông qua mạch điện ở lòng bàn tay.

GS. Zhenan Bao cũng đã chế tạo thành công các vật liệu mới từ nhiều loại polymer có tính dẫn điện và khả năng phân hủy sinh học khác nhau. Năm 2010, bà cùng nhóm nghiên cứu phát triển một loại da từ polymer đàn hồi PDMS có thể phát hiện những thay đổi nhỏ trong áp suất để mô phỏng xúc giác.

Sau đó, Bao tiếp tục phát triển ý tưởng chế tạo các cảm biến có thể hoạt động trong cơ thể. "Chúng tôi đang nỗ lực thay đổi tương lai của ngành điện tử. Thiết bị điện tử ngày nay thường cứng và giòn. Chúng tôi hình dung ra một tương lai khi các thiết bị điện tử được hợp nhất với những thứ chúng ta mặc, những thứ gắn vào cơ thể hoặc cấy ghép bên trong", bà cho biết.

Những thành tựu nghiên cứu khoa học của bà đã được vinh danh bằng nhiều giải thưởng như: Giải thưởng Hóa học Vật liệu của Hiệp hội Hóa học Mỹ (ACS) năm 2022; Giải thưởng Bán Sự nghiệp của Hiệp hội Nghiên cứu Vật liệu năm 2021; Giải thưởng Alpha Chi Sigma của Viện Kỹ thuật Hóa học Mỹ năm 2021; Giải thưởng Đột phá - Sáng tạo của Tạp chí khoa học ACS Central Science năm 2020; Huy chương Gibbs của ACS năm 2020; Huy chương Wilohelm Exner từ Bộ trưởng Khoa học Liên bang Áo năm 2018; Giải thưởng L'Oréal-UNESCO dành cho phụ nữ trong khoa học Khu vực Bắc Mỹ năm 2017.

Bên cạnh hoạt động nghiên cứu học thuật, bà Zhenan Bao còn sở hữu các công ty được đầu tư mạo hiểm ở Thung lũng Silicon. Trong đó, bà là một trong những người sáng lập và thành viên hội đồng quản trị của hai công ty C3 Nano Co. và PyrAmes.