Ngày 13/06/2026, tại Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM, cơ sở Nguyễn Văn Cừ đã diễn ra buổi bảo vệ luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh (NCS) Trần Phương Dung, chuyên ngành Hóa lý thuyết và hóa lý (Khóa đào tạo năm 2020). Luận án được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Đỗ Ngọc Sơn (Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM) và PGS.TS. Phạm Trần Nguyên Nguyên (Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM).
Luận án mang tên “Nghiên cứu phản ứng khử oxy trên xúc tác metalloporphyrin bằng phương pháp tính toán”. Đề tài tập trung đi sâu khảo sát hoạt tính xúc tác của hệ vật liệu metalloporphyrin và các hệ metalloporphyrin có vật liệu hỗ trợ hai chiều MoS2 đối với phản ứng khử oxy (ORR) — một trong những phản ứng nền tảng cốt lõi quyết định hiệu suất năng lượng trong các thiết bị pin nhiên liệu và chuyển hóa năng lượng sạch hiện nay.
Để giải quyết các bài toán đặt ra, NCS Trần Phương Dung đã vận dụng một cách có hệ thống phương pháp mô phỏng hiện đại, sử dụng lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) với phiếm hàm vdW-DF kết hợp hàm trao đổi–tương quan rev-PBE trong xấp xỉ GGA, kết hợp chặt chẽ cùng mô hình nhiệt động học. Cách tiếp cận này giúp nghiên cứu sinh làm sáng tỏ bản chất chuyển điện tích, sự thay đổi cấu trúc điện tử và cơ chế năng lượng của các bước hydro hóa ở quy mô nguyên tử.
Nội dung nghiên cứu và những kết quả nổi bật mang tính đột phá của luận án được triển khai toàn diện xoay quanh ba hướng đóng góp mới:
- Định hướng điều khiển hoạt tính bằng nhóm chức: Luận án làm rõ tầm ảnh hưởng mạnh mẽ của việc thay thế các nhóm chức (methyl, amino, carboxyl) tại vị trí meso của vòng sắt porphyrin. Phân tích chỉ ra các nhóm thế làm thay đổi sâu sắc sự phân bố điện tích quanh tâm kim loại hoạt động Fe, trong đó hai nhóm thế –CH3 và –NH2 giúp giảm đáng kể năng lượng hoạt hóa của các bước giới hạn tốc độ, từ đó tối ưu hóa hiệu quả phản ứng ORR.
- Xác định hệ vật liệu tối ưu: Khi khảo sát hệ xúc tác dị chất MeTMP/MoS2 (Me = Fe, Co, Ni), nghiên cứu đã chứng minh sự cộng hưởng điện tử vượt trội giữa lớp porphyrin và lớp vật liệu hỗ trợ MoS2. Trong số các kim loại được khảo sát, nguyên tử Co được khẳng định là lựa chọn tối ưu nhất, mang lại hiệu quả ORR vượt bậc nhờ năng lượng hoạt hóa thấp và khả năng ức chế phản ứng thoát khí hydro (HER) cạnh tranh.
- Tinh chỉnh cấu trúc bằng pha tạp dị nguyên tử: Nghiên cứu đã tiên phong mở rộng khảo sát việc thay thế dị nguyên tử (B, P, S, Co) cho một nguyên tử N ở vùng trung tâm xúc tác CoTMP/MoS2. Kết quả cho thấy việc pha tạp dị nguyên tử B và P mang lại hiệu quả cao khi làm giảm năng lượng hoạt hóa của bước hydro hóa đầu tiên, đồng thời tăng tính chọn lọc cho con đường phản ứng phân li.
Những kết quả đạt được của luận án mang lại giá trị khoa học to lớn, đóng góp vào kho tàng lý thuyết hóa học tính toán hiện đại về động học phản ứng trên bề mặt vật liệu. Đồng thời, nghiên cứu này đã cung cấp những định hướng chiến lược mang tính thực tiễn cao, hỗ trợ việc thiết kế và phát triển các thế hệ vật liệu xúc tác khử oxy thông minh, hiệu năng cao từ nền tảng metalloporphyrin trong tương lai.
Buổi bảo vệ luận án đã diễn ra nghiêm túc, trang trọng và đúng quy định. Phần trình bày tự tin, mạch lạc của nghiên cứu sinh cùng câu trả lời thỏa đáng trước các câu hỏi phản biện chuyên sâu đã nhận được sự đánh giá rất cao từ các thành viên Hội đồng. Kết thúc buổi làm việc, Hội đồng khẳng định luận án sở hữu cơ sở khoa học vững chắc, phương pháp nghiên cứu tiên tiến, có tính hệ thống cao và nhất trí đề nghị công nhận học vị Tiến sĩ Hóa học cho nghiên cứu sinh Trần Phương Dung.