Công nghệ nano mở lối cho nông nghiệp xanh

Trong bối cảnh nông nghiệp toàn cầu chịu nhiều sức ép từ biến đổi khí hậu, sâu bệnh và yêu cầu ngày càng cao của thị trường, việc tìm ra những công nghệ tiên tiến để nâng cao chất lượng nông sản, kéo dài thời gian bảo quản và giảm thiểu thất thoát sau thu hoạch là yêu cầu bức thiết. Trong số đó, công nghệ nano nổi lên như một hướng đi đột phá, mang đến nhiều giải pháp mới mẻ, hiệu quả và thân thiện với môi trường.

Triển vọng thay thế dần thuốc hóa học

Chia sẻ tại Hội nghị khoa học công nghệ bảo quản, chế biến nông lâm thủy sản và cơ giới hóa nông nghiệp toàn quốc 2025 do Bộ Nông nghiệp và Môi trường chỉ đạo tổ chức ngày 12/9, GS.TS Trần Đại Lâm, Viện trưởng Viện Khoa học Vật liệu (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) cho biết, công nghệ nano đã vượt ra khỏi phạm vi nghiên cứu thuần túy và đang đi vào ứng dụng thực tiễn.

Một trong những kết quả nổi bật là màng bao gói nano cho rau củ quả. Loại màng này kiểm soát quá trình hô hấp, hạn chế vi sinh vật gây hại và giữ cân bằng độ ẩm, nhờ vậy kéo dài thời gian bảo quản lên gấp 2 – 3 lần so với bao gói thông thường. Ví dụ xoài có thể giữ được độ chín và hương vị đến 21 ngày thay vì 7 - 10 ngày như trước; cà chua, dưa chuột hay rau xanh cũng lâu héo úa hơn, thuận lợi cho vận chuyển và xuất khẩu.

Các dung dịch phủ nano đang được nghiên cứu và ứng dụng như một lớp áo bảo vệ bề mặt trái cây, giúp chậm chín, hạn chế vi khuẩn, nấm mốc. Đáng chú ý, nhiều chế phẩm nano có khả năng phân hủy sinh học, không để lại tồn dư hóa chất, phù hợp với xu hướng nông nghiệp xanh.

Trong bảo vệ thực vật, công nghệ nano mở ra triển vọng thay thế dần thuốc hóa học. Các hạt nano bạc, nano đồng, nano oxit kẽm đã chứng minh khả năng diệt khuẩn, nấm và virus gây bệnh trên cây trồng.

Đánh giá về hiệu quả của công nghệ này, GS.TS Trần Đại Lâm khẳng định, so với thuốc bảo vệ truyền thống, chế phẩm nano có ưu điểm hiệu quả cao ngay ở liều lượng thấp, giảm ô nhiễm môi trường và nguy cơ kháng thuốc. Một số sản phẩm còn kích thích cây sinh trưởng, tăng sức đề kháng tự nhiên. Thử nghiệm thực tế cho thấy dung dịch nano bạc ức chế hiệu quả vi khuẩn gây thối nhũn ở rau, trong khi nano đồng kiểm soát tốt nấm sương mai trên cà chua và dưa leo. Đây là những tín hiệu tích cực, hứa hẹn đưa nông nghiệp Việt Nam tiến tới an toàn hơn.

Không dừng lại ở nông sản trên cạn, công nghệ nano còn mở ra cơ hội lớn trong bảo quản thủy hải sản. PGS.TS Vũ Đình Tiến (Trường Hóa và Khoa học sự sống, Đại học Bách khoa Hà Nội) giới thiệu công nghệ bong bóng nano – những hạt khí siêu nhỏ chỉ vài chục đến vài trăm nanomet. Bong bóng nano có diện tích bề mặt lớn, lơ lửng lâu trong nước, nhờ đó giúp tăng nồng độ oxy hòa tan, duy trì sức khỏe tôm cá, kéo dài thời gian sống. Đồng thời chúng tạo ra các gốc tự do hydroxyl có khả năng diệt vi khuẩn, virus và nấm, giúp môi trường bảo quản sạch hơn.

Ngoài ra, bong bóng nano có thể kết hợp mang theo các chất bảo quản tự nhiên như tinh dầu, chiết xuất thảo mộc thẩm thấu sâu vào sản phẩm, nâng cao hiệu quả bảo quản mà vẫn giữ nguyên hương vị.

Do vậy, công nghệ nano không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ nông sản, giảm thất thoát sau thu hoạch mà còn góp phần bảo vệ thực vật, thủy sản theo hướng an toàn và thân thiện với môi trường.

Mặc dù tiềm năng lớn, song việc đưa công nghệ nano từ phòng thí nghiệm đến sản xuất quy mô lớn vẫn còn không ít rào cản. Theo GS.TS Trần Đại Lâm, chi phí sản xuất vật liệu nano hiện còn cao khiến doanh nghiệp và nông dân e ngại áp dụng, nhận thức và trình độ ứng dụng công nghệ của người sử dụng chưa đồng đều, dễ dẫn đến tâm lý dè dặt.

Hiện thực hóa tiềm năng công nghệ nano

Để ứng dụng công nghệ nano hiệu quả vào thực tiễn, các chuyên gia nhấn mạnh, chỉ khi có sự phối hợp chặt chẽ giữa Nhà nước, nhà khoa học, doanh nghiệp và nông dân, công nghệ này mới thực sự trở thành động lực nâng tầm nông nghiệp Việt Nam.

Theo GS.TS Trần Đại Lâm, giải pháp quan trọng nhất là tăng cường đầu tư cho nghiên cứu và phát triển (R&D). Nhà nước cần dành ngân sách ưu tiên cho các dự án công nghệ nano có tính ứng dụng cao, đặc biệt trong bảo quản và bảo vệ nông sản. Điều này giúp các nhóm nghiên cứu tiếp cận trang thiết bị hiện đại, đồng thời đẩy nhanh quá trình chuyển giao công nghệ.

GS Lâm nhấn mạnh vai trò của cơ chế hỗ trợ thí điểm và ưu đãi tài chính. Nếu doanh nghiệp được hỗ trợ vay vốn ưu đãi, giảm thuế khi đầu tư, họ sẽ mạnh dạn triển khai sản phẩm mới, giảm gánh nặng chi phí ban đầu. Doanh nghiệp chính là cầu nối quan trọng để đưa sản phẩm nano từ phòng thí nghiệm ra thị trường.

Ngoài ra, cần thúc đẩy liên kết chặt chẽ giữa viện nghiên cứu và doanh nghiệp. Hiện nhiều kết quả nghiên cứu vẫn dừng lại ở mức thí nghiệm do thiếu phối hợp. Khi doanh nghiệp đồng hành cùng nhà khoa học, sản phẩm nano sẽ vừa đảm bảo tính khoa học, vừa phù hợp nhu cầu thị trường, từ đó hình thành chuỗi giá trị mới cho nông nghiệp.

Một giải pháp khác là nâng cao nhận thức và đào tạo nhân lực. Với nông dân và nhiều doanh nghiệp nhỏ, công nghệ nano còn mới mẻ. Do đó các chương trình đào tạo, hội thảo cần được tổ chức thường xuyên để hướng dẫn sử dụng sản phẩm nano an toàn, hiệu quả. Các trường đại học, cao đẳng cũng nên tích hợp kiến thức này vào chương trình giảng dạy, chuẩn bị nguồn nhân lực chất lượng cao cho tương lai.

Trong lĩnh vực thủy sản, PGS.TS Vũ Đình Tiến cho rằng công nghệ bong bóng nano là một trong những ứng dụng tiềm năng nhất. Để phát huy hiệu quả, cần đầu tư vào thiết bị tạo bong bóng chuyên dụng. Đây là khâu then chốt giúp duy trì nồng độ oxy hòa tan cao, giữ thủy sản sống khỏe mạnh lâu hơn.

PGS Tiến cũng nhấn mạnh sự cần thiết của việc nghiên cứu, tối ưu hóa quy trình bảo quản cho từng loài cá, tôm hay nhuyễn thể nhằm xây dựng bộ quy chuẩn kỹ thuật phù hợp. Công nghệ bong bóng nano cần được kết hợp với hệ thống quản lý chất lượng tiên tiến như HACCP.

Khi được tích hợp trong toàn bộ quy trình từ thu hoạch đến chế biến, công nghệ này sẽ tạo ra giải pháp bảo quản toàn diện, nâng cao chất lượng sản phẩm xuất khẩu và tăng lợi thế cạnh tranh của thủy sản Việt Nam trên các thị trường khó tính như EU, Nhật Bản hay Mỹ.