Thách thức: Khủng hoảng năng lượng đòi hỏi những giải pháp sáng tạo

Chỉ trong vài thập kỷ ngắn ngủi, điện năng đã trở thành một phần không thể tách rời trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Ô tô vận hành bằng pin sạc, đồng hồ theo dõi sức khỏe, điện thoại luôn đồng hành cùng mọi chuyển động, và ngay cả các thiết bị y tế như máy tạo nhịp tim cũng phụ thuộc vào nguồn điện liên tục. Theo một báo cáo gần đây của Hiệp hội Năng lượng Quốc tế, nhu cầu điện toàn cầu năm 2024 đã tăng vọt 4,3%, mức tăng kỷ lục trong thập kỷ qua.

Với xu hướng này tiếp diễn, một thực tế ngày càng rõ ràng: cách chúng ta tạo ra, lưu trữ và vận chuyển năng lượng bắt buộc phải phát triển để theo kịp nhu cầu. Không chỉ dừng lại ở các nguồn điện sẵn có, tương lai đòi hỏi các giải pháp năng lượng di động tiên tiến có thể được tích hợp liền mạch vào cách chúng ta sống, làm việc và di chuyển.

Trong số các công nghệ sẵn sàng đáp ứng nhu cầu này, quang điện hữu cơ (OPV) nổi lên như một ứng viên đầy tiềm năng. Công nghệ sử dụng chất bán dẫn hữu cơ để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng, mang lại những lợi thế vượt trội như trọng lượng nhẹ, tính linh hoạt và tác động tới môi trường thấp. Tuy nhiên, bất chấp hàng thập kỷ nghiên cứu và những đột phá đầy hứa hẹn trong phòng thí nghiệm, OPV vẫn gặp khó khăn trong việc mở rộng quy mô ra ứng dụng thực tế, chủ yếu do những hạn chế trong phương pháp chế tạo và độ bền của vật liệu.

Đây chính là điểm khởi đầu cho dự án “Phát triển quy trình chế tạo quy mô lớn các sợi và vải quang điện” do Tiến sĩ Nguyễn Đăng Tùng chủ nhiệm.

Sáng tạo: Năng lượng mặt trời tích hợp trong sợi quang

Phương pháp này vừa đơn giản về mặt ý tưởng, vừa đầy tham vọng trong thực hiện: biến những sợi vải thông thường thành những sợi vật liệu đa chức năng “có khả năng nghe, nhìn và nói”.

Sử dụng kỹ thuật in 3D tiên tiến và kỹ thuật kéo nhiệt, nhóm nghiên cứu thiết kế các sợi rỗng có thể chứa các lớp bán dẫn mỏng manh. Các chất bán dẫn hữu cơ và kim loại có điểm nóng chảy cao được tích hợp thông qua quy trình mạ điện. Việc xử lý để sợi vừa là chất nền vừa là lớp bao bọc tạo ra một môi trường được bảo vệ, nơi thiết bị năng lượng mặt trời có thể hoạt động hiệu quả và bền bỉ.

Từ đó, các loại vải năng lượng mặt trời thu được có thể được dệt thành quần áo hoặc làm vật liệu che phủ tạo ra điện năng qua tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Khám phá này mở ra một loạt các ứng dụng quy mô lớn trên nhiều lĩnh vực, ví dụ như:

• Nguồn năng lượng đeo được cho thiết bị điện tử cá nhân và thiết bị chăm sóc sức khỏe
• Cảm biến nông nghiệp thông minh truyền tín hiệu từ bạt hoặc tấm phủ cây trồng
• Ứng phó khẩn cấp và các ứng dụng quân sự, nơi năng lượng nhẹ là rất quan trọng
• Sản xuất điện phi tập trung cho cứu trợ thiên tai hoặc các cộng đồng không có điện lưới

Cơ hội của Việt Nam: Từ lao động giá rẻ đến sáng tạo công nghệ giá trị cao

Việt Nam nằm trong số các nước xuất khẩu dệt may hàng đầu thế giới. Hiệp hội Dệt may Việt Nam (VITAS) báo cáo rằng xuất khẩu của ngành đã đạt hơn 34 tỷ USD chỉ trong 9 tháng đầu năm 2025.

Khả năng cạnh tranh của Việt Nam phần lớn dựa vào lợi thế địa lý và chi phí sản xuất thấp. Sự xuất hiện của dệt may năng lượng mặt trời mang đến một cơ hội độc đáo thêm giá trị gia tăng cao cho ngành. Bằng cách kết hợp hệ sinh thái sản xuất dệt may mạnh mẽ với nghiên cứu đầu ngành về vật liệu và năng lượng tái tạo, Việt Nam có thể định vị tiên phong trong lĩnh vực dệt may bền vững công nghệ cao, hỗ trợ các mục tiêu quốc gia về tăng trưởng xanh, an ninh năng lượng và khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu.

Tiến tới tương lai

Tất nhiên, những thách thức vẫn còn đó. Việc mở rộng quy mô sản xuất sợi chức năng đòi hỏi những tiến bộ đáng kể trong sản xuất, kiểm soát chất lượng và độ bền thực tế. Nhưng phần thưởng tiềm năng là vô cùng lớn.

Con đường từ phòng thí nghiệm đến phục trang không hề dễ dàng, nhưng đó là con đường đáng để theo đuổi. Bằng cách tái tưởng tượng công nghệ năng lượng mặt trời như một phần của các loại vải chúng ta mặc và sử dụng hàng ngày, chúng ta đang tiến một bước táo bạo hướng tới một tương lai nơi quần áo của chúng ta không chỉ bảo vệ chúng ta khỏi các yếu tố thời tiết, mà còn cung cấp năng lượng cho chúng ta thông qua chúng.

Tài liệu tham khảo

Abouraddy, A. F., Bayindir, M., Benoit, G., Hart, S. D., Fink, Y., & Joannopoulos, J. D. (2007). Towards multimaterial multifunctional fibres that see, hear, sense and communicate. Nature Materials, 6(5), 336–347. https://doi.org/10.1038/nmat1889

International Energy Agency. (2025). Global energy review 2025. IEA. https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2025

Tran, T. B. N., & Tran, T. P. T. (2018). Vietnam’s textile and garment industry: An overview. Business & IT, 8(2), 45–53. https://doi.org/10.14311/bit.2018.02.05

VnExpress. (2025, October 10). Dệt may qua thời chỉ gia công hàng giá rẻ. VnExpress. https://vnexpress.net/det-may-qua-thoi-chi-gia-cong-hang-gia-re-4949496.html

Yan, W., Page, A., Nguyen-Dang, T., Qu, Y., Sordo, F., Wei, L., & Sorin, F. (2018). Advanced multimaterial electronic and optoelectronic fibers and textiles. Advanced Materials, 30(47), 1802348. https://doi.org/10.1002/adma.201802348