Tự chủ vật liệu mới trong kỷ nguyên công nghệ

Vật liệu mới ngày nay không chỉ là nguồn lực sản xuất mà còn là nền tảng của sức mạnh công nghiệp và công nghệ quốc gia. Với Việt Nam, làm chủ vật liệu mới chính là làm chủ một phần công nghệ lõi, tạo tiền đề phát triển các ngành chiến lược như bán dẫn, năng lượng sạch, quốc phòng, y sinh và công nghiệp chế tạo hiện đại.

Thực tế cho thấy, những năm qua, cộng đồng khoa học vật liệu Việt Nam, nhất là các viện nghiên cứu trọng điểm, đã đạt nhiều kết quả đáng ghi nhận, từng bước hình thành năng lực công nghệ cốt lõi mang ý nghĩa chiến lược. Ở lĩnh vực vật liệu phục vụ quốc phòng-an ninh, các nhà khoa học đã làm chủ và chế tạo thành công nhiều loại vật liệu tiên tiến như composite polyme cho cảm biến ống phóng, hợp kim đặc biệt cho lõi đạn xuyên cùng nhiều loại sơn phủ đặc chủng đạt tiêu chuẩn quốc tế.

Những thành tựu này không chỉ có giá trị khoa học và kinh tế mà còn góp phần nâng cao năng lực tự chủ về quốc phòng.

Trong lĩnh vực vật liệu tiên tiến, Việt Nam đã xây dựng được năng lực nghiên cứu về công nghệ nano, màng mỏng, graphene, vật liệu lưu trữ năng lượng, pin nhiên liệu hydro và vật liệu sinh học… Bên cạnh đó, với lợi thế về tài nguyên bauxite, Việt Nam đang có cơ hội phát triển chuỗi công nghiệp alumin-nhôm hiện đại theo hướng chế biến sâu và kinh tế tuần hoàn, tạo nền tảng cho sự hình thành các ngành công nghiệp vật liệu có giá trị gia tăng cao.

Dù đạt nhiều thành tựu đáng ghi nhận, khoa học vật liệu Việt Nam vẫn chưa phát huy hết tiềm năng khi khoảng cách giữa nghiên cứu và thương mại hóa, cùng những hạn chế về hạ tầng và liên kết viện-doanh nghiệp. Đáng chú ý, Việt Nam vẫn phụ thuộc đáng kể vào nguồn cung bên ngoài của nhiều nhóm vật liệu chiến lược.

Theo Giáo sư, Tiến sĩ Trần Đại Lâm, Viện trưởng Viện Khoa học vật liệu (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), nước ta hiện chủ yếu tham gia các khâu gia công, lắp ráp và chế biến trung gian, trong khi năng lực làm chủ vật liệu lõi còn hạn chế. Điển hình như lĩnh vực pin lưu trữ năng lượng và xe điện, dù sở hữu tiềm năng về các vật liệu thiết yếu như graphite, nickel, cobalt…, Việt Nam vẫn hạn chế trong sản xuất vật liệu quan trọng; trong khi khoảng cách giữa tài nguyên và năng lực chế biến sâu khiến ngành xe điện và năng lượng tái tạo tiếp tục phụ thuộc vào công nghệ và vật liệu nhập khẩu.

Ở lĩnh vực luyện kim và vật liệu tiên tiến, nhiều loại thép đặc chủng, hợp kim siêu bền, hợp kim chịu nhiệt hay composite hiệu năng cao vẫn chưa được sản xuất ở quy mô công nghiệp. Đây là điểm nghẽn trực tiếp đối với mục tiêu phát triển công nghiệp quốc phòng tự chủ, hàng không và các ngành công nghệ cao. Sự phụ thuộc như trên kéo theo những rủi ro lớn về tự chủ công nghệ, nguy cơ tụt lại ở các nấc thang giá trị cao nhất của chuỗi cung ứng toàn cầu.

Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Đình Đức, Giám đốc Phòng Thí nghiệm vật liệu và kết cấu tiên tiến, nguyên Chủ tịch Hội đồng Trường đại học Công nghệ (Đại học Quốc gia Hà Nội) cho rằng, Việt Nam có nhiều nghiên cứu về vật liệu đạt chuẩn quốc tế nhưng chuyển các kết quả này thành sản phẩm công nghiệp vẫn là thách thức lớn, đòi hỏi sự tham gia đồng bộ của toàn bộ hệ sinh thái đổi mới sáng tạo. Hiện nay, nhiều đề tài vẫn chủ yếu xuất phát từ định hướng của nhà khoa học, chưa gắn chặt với nhu cầu thị trường và các ngành công nghiệp chiến lược, khiến kết quả nghiên cứu thường dừng ở quy mô phòng thí nghiệm.

Bên cạnh đó, hạ tầng trung gian để chuyển từ nghiên cứu sang sản xuất thử nghiệm còn thiếu, trong khi công nghiệp vật liệu đòi hỏi hệ thống thiết bị hiện đại, dây chuyền pilot (hệ thống sản xuất thử nghiệm), trung tâm kiểm định và thử nghiệm đạt chuẩn… Các điều kiện này hiện vẫn chưa được đầu tư đồng bộ, gây khó khăn cho việc đưa vật liệu mới ra thị trường.

Thực tế chứng minh, tự chủ vật liệu không còn là câu chuyện sở hữu tài nguyên, mà là năng lực làm chủ khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo. Theo Giáo sư, Tiến sĩ Trần Đại Lâm, nhiều quốc gia có năng lực chế tạo mạnh nhưng vẫn bị thiếu nguồn cung vật liệu chiến lược hoặc hóa chất siêu tinh khiết cho sản xuất. Do đó, “chủ quyền vật liệu” phải trở thành một cấu phần trọng yếu trong chiến lược an ninh kinh tế quốc gia. Cần chuyển từ tư duy “khai thác tài nguyên” sang “xây dựng hệ sinh thái công nghiệp vật liệu”; nghĩa là phải hình thành đồng bộ chuỗi từ khai thác-tinh luyện-chế biến sâu-sản xuất vật liệu ứng dụng sản phẩm.

Bên cạnh đó, để tự chủ vật liệu mới cần dựa trên ba trụ cột: công nghệ lõi, vốn đầu tư dài hạn và nguồn nhân lực tinh hoa. Trong đó, cần triển khai các chương trình công nghệ lõi cấp quốc gia trong những lĩnh vực ưu tiên như bán dẫn, vật liệu pin, nhôm-hợp kim nhẹ, vật liệu quốc phòng, vật liệu sinh học và vật liệu carbon thấp. Các chương trình phải có cơ chế đặt hàng rõ ràng, nguồn lực đủ mạnh, gắn với doanh nghiệp dẫn dắt và hướng tới các sản phẩm công nghiệp cụ thể, từ bằng sáng chế, quy trình công nghệ đến sản phẩm thử nghiệm và doanh nghiệp khởi nguồn từ trường đại học, viện nghiên cứu.

Giáo sư, Tiến sĩ khoa học Đặng Vũ Minh, nguyên Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cho rằng, Việt Nam cần một chiến lược phát triển đồng bộ với các trụ cột về: hoàn thiện thể chế, đầu tư hạ tầng nghiên cứu và thử nghiệm phát triển chế biến sâu, thiết lập cơ chế đặt hàng dài hạn từ Nhà nước và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao gắn với tri thức quốc tế. Đây được xem là những điều kiện then chốt để nâng cao năng lực làm chủ công nghệ và khẳng định vị thế của Việt Nam trong chuỗi giá trị công nghiệp tương lai.