Đại học Bách khoa Hà Nội

https://hust.edu.vn

PGS. Phạm Minh Sơn – Từ nền tảng Bách khoa đến chuyên gia tạo đột phá về vật liệu thông minh

PGS. Phạm Minh Sơn tại phòng thí nghiệm. Nguồn ảnh: Imperial College London

PGS. Phạm Minh Sơn tại phòng thí nghiệm. Nguồn ảnh: Imperial College London

Ngày 30/7/2025, PGS. Phạm Minh Sơn trở về thực hiện một chương trình seminar tại Đại học Bách khoa Hà Nội về chủ đề “Phá huỷ và đảm bảo an toàn của kết cấu thép và hợp kim dùng trong hệ thống đặc biệt quan trọng”. Trước đó, ông đã có những hoạt động kết nối với Đại học Bách khoa Hà Nội, liên quan đến các dự án liên ngành, với mục đích ứng dụng vật liệu mới cho phát triển bền vững và đưa phát thải ròng về 0 (Net Zero).

 

Khoa học vật liệu kim loại là lĩnh vực gắn với ngành công nghiệp nền tảng mà các nước công nghiệp phát triển đều hết sức chú trọng. Đứng trước bài toán phát triển đột phá về hạ tầng kỹ thuật cho kỷ nguyên mới của đất nước, lời giải không đơn thuần dựa vào đầu tư, mà cốt lõi là đội ngũ chuyên gia hàng đầu. 

Trên thế giới, một người Việt Nam từ Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo nên điểm sáng, đó là PGS. Phạm Minh Sơn, sinh viên Bách khoa K45, nay là chuyên gia hàng đầu tại Đại hoc Hoàng gia London về vật liệu kim loại (Imperial College London - thuộc Top10 cơ sở giáo dục đại học hàng đầu thế giới trên các bảng xếp hạng uy tín). 

Mỗi lần trở về lại là những câu chuyện, không chỉ có ý nghĩa chuyên môn mà còn là những ký ức và cảm xúc gắn kết.

3c053c7d64bbede5b4aa
PGS. Phạm Minh Sơn thuyết trình tại Đại học Bách khoa Hà Nội ngày 30/7/2025

 

Ý chí vươn lên từ những trải nghiệm khắc nghiệt

PGS. Phạm Minh Sơn sinh năm 1982 và lớn lên tại Việt Trì, Phú Thọ trong quãng thời gian đất nước chuyển từ thời bao cấp sang giai đoạn đầu của đổi mới. Đó là bối cảnh có nhiều chuyển biến trong nền kinh tế - xã hội, song sự thiếu thốn, lạc hậu về hạ tầng và phương tiện thiết yếu vẫn đang là phổ biến tại vùng trung du Bắc bộ. Sự khó khăn còn nặng nề hơn nữa đối với Phạm Minh Sơn, khi biến cố đã đẩy gia đình tới mức túng quẫn, khiến cho Sơn cùng với anh trai và chị gái phải nghỉ học để phụ giúp mẹ lao động trang trải cuộc sống.

Những tháng ngày lao động vất vả trên các bãi phế liệu và sự hy sinh của gia đình để cho mình có thể được tiếp tục đi học là những trải nghiệm tạo nên cho Phạm Minh Sơn một ý chí vươn lên mạnh mẽ, quyết tâm tạo nên những đổi thay.

Ý thức rằng cơ hội thay đổi chỉ có thể đến từ con đường học tập, nên khi được đi học trở lại, Phạm Minh Sơn đã quyết tâm vượt qua mọi thiếu thốn về vật chất và sách vở, tài liệu, để học đuổi kịp các bạn cùng trang lứa, rồi vươn lên đạt giải học sinh giỏi Toán cấp Tỉnh khi học cấp ba.

Mặc dù giỏi Toán, song thấy rằng theo đuổi con đường Toán học thì sẽ khó ứng dụng làm nghề để tạo nên sản phẩm và các giá trị kinh tế trực tiếp. Do đó, khi lựa chọn học đại học, Phạm Minh Sơn đăng ký dự thi và trúng tuyển, trở thành sinh viên Bách khoa K45, rồi đi theo ngành khoa học vật liệu. 

Như một vòng xoay duyên nợ, từ trải nghiệm nơi bãi phế liệu thuở học sinh đến sự dấn thân vào sự nghiệp làm chuyên gia về vật liệu.

Khuyết tật trong cấu trúc tạo nên sức bền vật liệu

Nói về tư duy nghiên cứu của mình, PGS. Phạm Minh Sơn nhấn mạnh điều có ảnh hưởng sâu sắc đến bản thân chính là bài học cơ bản của môn “Sức bền vật liệu”. Ông nói rằng khi là sinh viên Bách khoa, được khám phá nguyên lý là phải tạo khuyết tật trong cấu trúc vi mô của kim loại để tăng cường sức bền của vật liệu. Quá trình làm gia tăng khuyết tật, rồi kiểm soát khuyết tật, nắm bắt mối liên hệ giữa quá trình xử lý với cấu trúc vi mô … chính là quá trình tôi luyện kim loại để đạt được đặc tính mong muốn.

Một nguyên lý cơ bản có thể gây ngạc nhiên cho người mới tìm hiểu vấn đề. Điều đó gây ấn tượng cho Phạm Minh Sơn và ông cảm nhận mối liên hệ từ câu chuyện của kim loại đến câu chuyện của con người. Ông nhắc tới tác phẩm vĩ đại “Thép đã tôi thế đấy” của nền văn học Xô-viết và trải nghiệm của chính bản thân mình, khi phải rèn luyện, đối diện với những hạn chế để vươn lên.

Năm 2005, khi tốt nghiệp loại giỏi tại Đại học Bách khoa Hà Nội, Phạm Minh Sơn nhận được cơ hội học Thạc sĩ tại Hàn Quốc. Trong môi trường mới, vì những hạn chế về tiếng Anh, nên thêm một lần nữa, Sơn phải đối diện với áp lực, nỗi cô đơn và phải nỗ lực vươn lên để không bị rơi lại phía sau.

Chính những nỗ lực và sự kiên trì như vậy đã giúp cho Phạm Minh Sơn tiếp tục nhận được cơ hội sang châu Âu làm nghiên cứu sinh tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ETH Zurich vào năm 2008, mở ra con đường phát triển mới trong sự nghiệp của mình.

Kết hợp nền tảng cơ bản với mô phỏng dựa trên dữ liệu lớn và học máy

Với phương pháp luận dựa trên nguyên lý cơ bản về sức bền vật liệu, PGS. Phạm Minh Sơn đi sâu nghiên cứu các giải pháp tác động vào cấu trúc vi mô của kim loại để tạo ra các đặc tính mới, hiệu suất cao hơn và tuổi thọ dài hơn trong các ứng dụng khác nhau. 

Tất nhiên, để đưa ra giải pháp thì phải dựa trên xác định đúng nguyên nhân. Vì vậy, bài thuyết trình của PGS. Phạm Minh Sơn tại seminar ở Đại học Bách khoa Hà Nội đi vào các cơ chế gây phá hủy kim loại như phá hủy mỏi (cơ học) và ăn mòn (hóa học). Đây cũng là một thành tựu nghiên cứu đã giúp cho Phạm Minh Sơn được trao huy chương ETH Medal vào năm 2013 cho luận văn tiến sĩ xuất sắc, với đề tài về về phá hủy kết cấu thép trong nhà máy điện hạt nhân.

Một câu hỏi đặt ra là những vấn đề về vật liệu kim loại đã được nghiên cứu và phát triển từ rất lâu và đã có nhiều thành tựu cho nền sản xuất công nghiệp trên thế giới, vậy làm thế nào để tạo nên cái mới ?

Câu trả lời là cần sắp xếp lại cấu trúc để tạo nên cái mới.

Theo PGS. Phạm Minh Sơn, kim loại bao gồm các hạt tinh thể. Nếu mô phỏng được cấu trúc vi mô đa tinh thể của kim loại bằng dữ liệu lớn và học máy (machine learning), thì có thể tạo nên các tinh thể nhân tạo, từ đó tạo nên cấu trúc mới của kim loại bằng phương pháp in 3D.

Cấu trúc tinh thể
Mẫu mô phỏng cấu trúc kim loại đa tinh thể. Nguồn ảnh: Imperial College London

 

Hướng nghiên cứu đó đã đưa PGS. Phạm Minh Sơn đến với Giải thưởng Nhà sáng tạo trẻ 2024 danh giá của Hiệp hội Khoáng sản, Kim loại và Vật liệu (TMS). 

Từ ứng dụng dữ liệu lớn và học máy, mô phỏng lại các nguyên lý chuyển đổi pha của tinh thể tự nhiên, PGS Phạm Minh Sơn cùng nhóm nghiên cứu của mình đã thành công trong việc tạo ra siêu tinh thể nhân tạo, nhẹ hơn, độ bền cao hơn, đồng thời có thể được lập trình để trở nên “thông minh”, có khả năng chuyển đổi hình dạng.

Trước câu hỏi làm thế nào để có thể sáng tạo nên những điều tưởng chừng là không tưởng đó, PGS. Phạm Minh Sơn trả lời rằng vì ông luôn dựa trên nguyên lý cơ bản, đi sâu khám phá kim loại, càng đi sâu vào vấn đề cơ bản sẽ càng thấy rằng còn rất nhiều điểm chưa hoàn thiện đang tồn tại, từ đó phát hiện ra hướng đi mới.

Vật liệu biến hình thông minh, vật liệu nhẹ, siêu bền vững và tầm nhìn triển vọng

Tại Bệnh viện Hammersmith (UK), PGS. Phạm Minh Sơn và nhóm nghiên cứu đã thiết kế một cấu trúc kim loại biến đổi trong cấu hình nén, chiếm một không gian rất nhỏ, để ống thông có thể dễ dàng đi qua mạch máu. Sau đó, khi đầu ống thông đi vào buồng tim, nó sẽ mở ra thành một hình dạng cụ thể, khớp với thành tim và tạo ra một dãy điện cực dày đặc để tăng cường độ phân giải tín hiệu.

Đây là điểm đột phá về nghiên cứu vật liệu trên thế giới, tạo nên kim loại có cấu trúc mạng tinh thể nhân tạo, với các đặc tính chưa từng có. Điều đó mở ra kỷ nguyên ứng dụng rộng rãi công nghệ sản xuất theo phương pháp in 3D trong các lĩnh vực từ y khoa cho đến hàng không, vũ trụ, ô tô, năng lượng … 

PGS Phạm Minh Sơn đã hợp tác nghiên cứu với tổ chức hàng đầu thế giới như: hãng động cơ máy bay Rolls Royce, Ủy ban Vũ Trụ của Liên Minh châu Âu (ESA) hay công ty năng lượng BP, nhưng vẫn luôn nghĩ về khả năng kết nối giải quyết các bài toán lớn để phát triển nền công nghiệp Việt Nam.

Trong kỷ nguyên mới của đất nước, các dự án phát triển năng lượng sạch, điện hạt nhân, đường sắt cao tốc, chuyển đổi sản xuất xanh … đều cần dựa trên nền tảng là vật liệu mới, “siêu vật liệu” mà tính bền vững thậm chí tính đến hàng chục ngàn năm. 

Trong ánh mắt PGS. Phạm Minh Sơn ánh lên cảm xúc chân thành về việc không chỉ có ông, mà cả những cộng sự của ông và mạng lưới đối tác sẽ có thể đồng hành trên con đường phát triển của Việt Nam. Bản thân PGS. Phạm Minh Sơn đang đứng đầu mạng lưới cựu sinh viên Bách khoa tại Vương quốc Anh và đã thực hiện nhiều nỗ lực để kết nối các đối tác, bao gồm các tổ chức khoa học, tập đoàn công nghiệp và cơ quan làm chính sách.

hust visit
PGS. Phạm Minh Sơn (bên trái) cùng PGS. Huỳnh Quyết Thắng (thứ 2 từ bên phải) - Giám đốc ĐHBK Hà Nội và GS. Mary Ryan - Phó Hiệu trưởng của ĐH Hoàng Gia London  

 

Bách khoa, người thầy và điểm tựa tinh thần

Bên lề những thảo luận sôi nổi về chuyên môn, PGS. Phạm Minh Sơn cũng chia sẻ rằng đã thất bại rất nhiều cho mỗi thành tựu đạt được.

Ông luôn nhắc về bài học sức bền vật liệu từ người thầy GS. Đỗ Minh Nghiệp tại Đại học Bách khoa Hà Nội và cho rằng những thất bại của bản thân là sự tôi luyện cho thành công, giống như cách mà thép được tôi luyện với những khuyết tật. 

Gặp thất bại trong nghiên cứu là điều không thể tránh khỏi, nhưng điều quan trọng là làm thế nào để vững bước tiếp sau những thất bại ?

Nói về điều này, PGS. Phạm Minh Sơn nhắc đến kỷ niệm về những người thầy Bách khoa đã chỉ cho mình định hướng nghiên cứu mà đến về sau này, ông vẫn luôn theo đuổi. Đó là GS. Đào Minh Ngừng – người hướng dẫn Sơn nghiên cứu khoa học thời sinh viên, là GS. Nguyễn Trọng Giảng – người hướng dẫn Sơn làm luận án tốt nghiệp. PGS. Phạm Minh Sơn cũng rất trân trọng người thầy đã hướng dẫn mình tại ETH Zurich và tạo cơ hội cho ông được vinh danh ETH Medal, từ đó tạo đà cho sự nghiệp của một chuyên gia hàng đầu về khoa học vật liệu. Đối với PGS. Phạm Minh Sơn, họ không chỉ là những người thầy của bài giảng và phòng thí nghiệm, họ còn là người dẫn dắt, trao cơ hội và kiến tạo niềm tin cho các thế hệ học trò.

Bằng một cảm xúc tự nhiên, PGS. Phạm Minh Sơn chia sẻ rằng có những lúc tưởng chừng muốn buông bỏ tất cả vì sự bế tắc trong kết quả nghiên cứu, ngay cả với chính luận văn Tiến sĩ mà về sau được vinh danh tại ETH Medal. Song nghĩ về sự hy sinh của người mẹ và anh chị để mình được đi học; sự hy sinh của người vợ vốn là cô bạn sinh viên cùng khóa K45 Bách khoa, đã gác lại mọi ước mơ tuổi trẻ, dành tất cả tâm sức để chăm sóc chồng con, làm điểm tựa cho mình theo đuổi sự nghiệp nghiên cứu khoa học, người đàn ông Phạm Minh Sơn hiểu rằng phải kiên định vượt lên.

Tư duy phản biện và sự kiên trì

Có điểm tựa tinh thần từ gia đình và tình yêu của người bạn đời từ thuở sinh viên Bách khoa, có định hướng từ những người thầy. Song yếu tố cốt lõi vẫn phải từ nội lực của bản thân.

Làm thế nào để chiến thắng chính mình, để vượt lên khi gặp trở ngại và thất bại ?

Câu trả lời của PGS. Phạm Minh Sơn thật thú vị, ông tập trung tư duy, tự phản biện và … chạy bộ.

Tự nhận mình là người bướng bỉnh, song PGS. Phạm Minh Sơn chia sẻ rằng ông luôn tự phản biện chính mình, chứ không bảo thủ. Khi tin tưởng vào hướng nghiên cứu nào đó, dù rất có cở sở, nhưng phương pháp tư duy của Sơn là sẽ giả định hướng ngược lại mới là đúng, rồi tiếp tục suy luận theo hướng đó.

Như triết gia vĩ đại Karl Marx đã nhấn mạnh rằng “hoài nghi tất cả”. Cho đến khi chứng minh được rằng hướng ngược lại là sai, thì mới có thể khẳng định tính đúng đắn của định hướng ban đầu. Còn nếu không, thì cũng sẽ làm cho tư duy tiếp cận vấn đề một cách toàn diện hơn, để tìm đến được lời giải có tính hệ thống hơn.

Để cân bằng tinh thần rồi vượt qua áp lực, PGS. Phạm Minh Sơn chọn cách chạy bộ một mình, vì khi đó sẽ không nghĩ gì khác ngoài việc tập trung hoàn thành chặng đường. Trong ký ức của ông, từ những bước chạy đó đã nhiều lần tạo nên giải pháp mới thành công, và giây phút làm khoa học cũng là lúc đến với khoảng lặng của chính mình.

Hoạt động seminar của PGS. Phạm Minh Sơn tại Đại học Bách khoa Hà Nội trong một ngày nắng nóng cuối tháng 7/2025 không dừng ở nội dung khoa học, mà còn là câu chuyện kết nối. Những cái bắt tay thật chặt, sự chia sẻ thông tin và những đồng cảm về ý tưởng.

Từ những bước chân trên bãi phế liệu thuở ấu thơ, qua những bước đi trên giảng đường Bách khoa, rồi những bước chạy quyết tâm đến đích, để hôm nay lại một mình rảo bước đến Bách khoa trong một sứ mệnh mới.

Khi đặt câu hỏi: “Ông sẽ nói với con mình về điều tự hào nhất của bản thân là gì ?”. Dường như không hề đắn đo, PGS. Phạm Minh Sơn nói rằng đó là “Sự kiên trì dù rất nhiều thất bại”.

Kiên trì với tầm nhìn phát triển, người Việt Nam trong kỷ nguyên mới cùng thế giới.

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây