http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=c050070d-454e-4cc9-8d01-c6c5a388d0a5&print=1
© 2024 Российская академия наук
В Сибирском отделении РАН решение
Министерства науки и высшего образования организовать молодежные лаборатории в
академических институтах упало на подготовленную почву: еще в 1988 году, только
став директором Института теплофизики (ИТ) СО АН, академик Владимир Накоряков
пошел на беспрецедентный по тем временам шаг для привлечения молодых
сотрудников – создал три молодежные лаборатории. Объявил конкурс: молодые
сотрудники могли под перспективную научную идею собрать коллектив, получить
помещение, финансирование и развивать собственное направление. Это сейчас
молодежной научно-исследовательской лабораторией никого не удивишь, а тогда
подобных решений в академических институтах не было. Лабораторию неравновесных
течений возглавил молодой кандидат наук Сергей Новопашин. А тридцать лет
спустя, в 2018-м, ИТ СО РАН выиграл конкурс Минобрнауки России и организовал
еще три молодежных подразделения. Одним из них – лабораторией синтеза новых
материалов – стал заведовать Дмитрий Смовж (на снимке), выходец из лаборатории Сергея
Новопашина.
![1-1 (jpg, 472 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=4fa2546d-f41c-4d45-aed0-b3caccb67281)
– Я пришел сюда в 2001 году, еще будучи
студентом физфака Новосибирского государственного университета, и до сих пор
считаю, что это лучшая лаборатория в институте, а, может быть, и в мире, –
рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Смовж. – Столько
свободы и возможностей молодым сотрудникам для реализации своих идей в других
подразделениях я не видел. Под руководством Сергея Андреевича Новопашина я
занимался исследованием ламинарно-турбулентного перехода в течении Хагена –
Пуазейля, но затем переключился на работы, связанные с синтезом углеродных
нанотрубок. Данную тематику привез из Швеции сотрудник нашей лаборатории Олег
Нерушев, работавший по совместительству в известной научной группе под
руководством Элеоноры Кэмпбелл. Интерес к синтезу наноматериалов
определил мою научную судьбу. Наша молодежная лаборатория ведет исследования в
двух базовых направлениях: CVD-синтез (метод химического газофазного осаждения)
графена и создание функциональных покрытий на его основе, а также дуговой
синтез металл-углеродных композитных наноматериалов для химических источников
тока и катализа.
Первые эксперименты по CVD-синтезу были
проведены вскоре после знаменитых работ по расщепленному графену Андрея
Гейма и Константина Новоселова, за которые они получили Нобелевскую
премию. Человечеству нужен был способ получения графена в промышленных
масштабах с возможностью контроля его формы и структуры. Сейчас графен CVD
растят на различных металлических подложках. Мы развиваем наиболее популярный
вариант CVD-синтеза на меди. Освоили технологии синтеза однослойного и
многослойного графеновых покрытий на фольгах и объемных образцах, в том числе
создали прототип промышленного реактора синтеза графена – на основе технологий
рулонного типа. Приоритет в исследованиях отдаем теплофизическим приложениям.
Результаты исследований процессов теплообмена графеновой поверхности с газовой
и жидкой средами позволили разработать технологии производства нагревателя и
термоакустического преобразователя на основе графена.
В другом направлении – дуговом синтезе
объемных наноматериалов – мы имеем дело с порошками. Главная задача – получить
композиты с заданными свойствами наночастиц: размеры, состав и форма углеродной
матрицы, наличие различных аллотропных форм углерода и их концентрации. Эти параметры
определяют эффективность материалов в практических приложениях. Мы отрабатываем
разные режимы создания композитов электродуговым методом. И существенно
продвинулись в понимании физических процессов, происходящих при распылении и
конденсации в дуге. Двадцать лет занятий дуговыми композитами принесли десяток
патентов и свыше 20 высокорейтинговых публикаций.
В обоих направлениях мы входим в число
лидеров в России. Уже развиваем ряд практических приложений. Например,
магистрант НГУ Дмитрий Сорокин создает из графена датчик
движения жидкости. На стенку канала наносится монослойное графеновое покрытие
толщиной менее 1 нанометра, которое не возмущает поток, но позволяет
регистрировать изменение скорости течения вблизи поверхности, тем самым получая
информацию о расходе жидкости в канале. Ведем активную работу по созданию
защитных графеновых покрытий от водородного воздействия и окисления. Исследуем
термоакустический эффект на графеновых материалах и анализируем потенциальные
области применения.
Академгородок хорош своей
междисциплинарностью. Мы сотрудничаем с компаниями, производящими научное
оборудование, есть хорошие контакты и с другими институтами. Всегда ратую за
то, чтобы мои студенты шли специализироваться на другие кафедры: это приносит
нашему небольшому коллективу новые компетенции и новые связи.
Продолжается совместная работа по
изучению материалов с фазовым переходом с моим научным руководителем Олегом
Алексеевичем Нерушевым, который сейчас живет в Эдинбурге. Другое
направление, связанное с применением наножидкостей в солнечных коллекторах,
ведем совместно с болгарскими учеными. С Белорусским государственным
университетом готовим проект, направленный на создание композитных наноструктур
«графен – наночастицы олова», от таких структур мы ожидаем интересные
сверхпроводящие и сенсорные свойства.
CVD-системы и наша «дуга» достаточно
просты в реализации, наши достижения связаны не со сложностью оборудования, а с
оригинальностью методик и подходов к исследованию. В изучении полученных
материалов, где без различных видов микроскопии не обойтись, выручают центры
коллективного пользования, которые в избытке есть в соседних институтах и в
университете. И очень надеемся на скорый запуск ЦКП «СКИФ» – планируем с
помощью синхротронного излучения исследовать фазовое состояние и структуру
синтезируемых у нас композитов.
Наша лаборатория молодежная не только по
букве, но и по духу: много студентов. За годы преподавания я понял, что
хорошего студента нужно искать не на третьем курсе физического факультета, а
еще в физматшколе. Мы приглашаем школьников на летнюю практику, стараемся
заинтересовать. Главное, чтобы у молодого человека было желание изменить мир и
горели глаза, остальное приложится.
Источник: научно-информационный портал «Поиск».
Текст: Ольга Колесова.