НАГРАДА
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК —
МОЛОДЫМ УЧЁНЫМ
Двое аспирантов ИТПМ им. С. А. Христиановича СО РАН, Татьяна Борисова и Артём Филиппов, награждены Золотой медалью РАН за научную работу под названием «Определение механических характеристик гетерогенного материала на основе полимерной матрицы и наноразмерного порошка диоксида кремния». Научный руководитель награждённых — директор института академик В. М. Фомин, специальность — механика деформируемого твёрдого тела.
Мария Горынцева, «НВС»
Татьяна и Артём учатся в аспирантуре первый год. Суть работы Татьяна объяснила так:
— Мы занимаемся изучением механических характеристик композиционных материалов. В качестве материала-матрицы используем эпоксидную смолу, а в неё добавляем некоторое количество нанопорошка. Его в различных пропорциях мы замешиваем в эпоксидную смолу, а затем смотрим, как зависит прочность полученного материала от количества порошка.
— Иными словами, мы пытаемся по сути повысить прочность эпоксидной смолы, — добавляет Артём. — Что получаем в результате? Сейчас очень многое делается из пластика, и работы в этой области считаются трендовыми, актуальными. А эпоксидная смола — такой же полимер, что и пластмасса, её можно применять, например, в корпусах компьютеров, в телефонах, практически где угодно.
Молодые учёные рассматривали, если говорить более строгим языком, корреляцию механических характеристик материала-основы (эпоксидная смола) и концентрации наполнителя (диоксида кремния, того самого нанопорошка). При этом применение ультразвука для более равномерного распределения наполнителя в эпоксидной смоле способствует росту так называемого модуля Юнга — коэффициента, характеризующего сопротивление материала к растяжению/сжатию при упругой деформации. Кроме того, и уменьшение размера частичек наполнителя также способствует росту модуля Юнга. Изучением свойств композиционных материалов с нанопорошком Татьяна и Артём занимаются уже три года — в ИТПМ работают с 3-го курса НГТУ, где они учились.
Теория
Приставка «нано» с лёгкой руки моих коллег приобрела несколько одиозный оттенок — уж очень любят употреблять её к месту и не к месту. И несмотря на то, что к словам с этой приставкой люди, далёкие от науки, нередко уже относятся с иронией, в мире, как подчеркнул Артём, существует отчётливая тенденция к использованию наноматериалов. С этой точки зрения работа молодых учёных находится, что называется, на переднем крае науки. Практическая важность такого исследования сомнению не подлежит. На вопрос же о значении этой работы для фундаментальной науки Артём ответил, что в разработке теоретической части немалую помощь оказал научный руководитель — академик Василий Михайлович Фомин:
— Обозначить именно фундаментальные направления нашей работы нам поначалу было нелегко, т.к. мы не имели достаточно знаний в этой области. Изучение современной литературы дало понять, что не существует математических моделей, которые точно описывали бы поведение наночастиц, не выведены соответствующие формулы. Имея дело с очень маленькими частицами, вносящими очень большой вклад в решение практической задачи, мы оказываемся на стыке молекулярной динамики и механики сплошных сред.
Разрешение этого вопроса пока остается открытым. В этом убедились молодые учёные, побывав с докладом о своих разработках на всероссийских и международных (Тайвань) конференциях.
Практика — критерий истины
Между тем, применение нанопорошков открывает широкие горизонты. Контакты с промышленностью нынешние аспиранты начали устанавливать ещё на 4-м курсе. Так, например, под Бердском есть предприятие, изготавливающее материалы из резиновой крошки. Студенты привозили свой нанопорошок туда, исследовали, как добавки влияют на качество и свойства покрытий из резиновой крошки. На заводе «Труд», куда они тоже обращались, удалось поработать на испытательном оборудовании. Сейчас Татьяна и Артём сотрудничают с ОАО «ЭЛСИБ», работая над изоляцией на основе эпоксидной смолы.
— Заводу нужно было улучшить эластичность и повысить электрическую прочность эпоксидной смолы, применяемой для изоляции, — рассказывает Татьяна. — Для этого мы хотели предложить наш нанопорошок в качестве добавки, а также провести несколько экспериментов, результаты которых, возможно, применят в производстве на практике. Мы стараемся внести как можно меньше изменений в заводские технологии, так как предприятия обычно не хотят менять свои отработанные годами методы...
Такого рода применения, как утверждает Артём, не сделают продукцию дешевле — то, чего обычно ожидают от инноваций (ещё одно слово, которое уже приходится употреблять с осторожностью). Точнее, не понизят её стоимость на этапе производства. Но это даст увеличение срока службы изделия, т.к. повысится его качество, и в конечном итоге вложения в новые технологии окупят себя не раз. Так, например, гарантированный срок службы генераторов для гидроэлектростанций сейчас 10 лет, а можно будет продлить его, скажем, до 20-ти. При грозящем человечеству уже в скором времени дефиците природных ресурсов такие ресурсосберегающие подходы выглядят очень перспективными.
Баланс стихий
Мои молодые собеседники — очень симпатичные люди даже внешне. Поэтому я не удержалась и задала Татьяне вопрос, который можно было бы назвать гендерно-шовинистическим: почему такая красивая девушка выбрала себе специальность, которую принято считать неженской? Артём, например, в университете занимался тематикой, вполне понятной для мужчины: изучение свойств сверхтвёрдых материалов, из которых изготавливаются свёрла, фрезы и другие серьёзные инструменты. Чем привлекли Татьяну нанопорошки?
— У нас за теорию больше Артём отвечает, — улыбается она, — а я больше за экспериментальную часть. Мне нравится смешивать порошки с эпоксидной смолой, производить замеры, подготавливать эксперименты. Девушки более аккуратно выполняют данную работу. Я сталкивалась с гендерными стереотипами относительно моей работы — будем их ломать.
— А коллектив нашего института как раз очень одобряет, когда в науке работают женщины, —вступает Артём. — Если мужчины позволяют себе витать в облаках, то женщины более дисциплинированы и нацелены на конкретный результат. Причём не только научный, но и материальный: шуба, машина, квартира...
Думаю, жизнерадостный аспирант несколько преувеличил меркантильность прекрасного пола. Радость исследования и получения результата самоценна, особенно если иметь в виду, что получение результатов сопряжено с преодолением трудностей не только научного характера. Так, приходится принимать очень большие меры предосторожности, чтобы во время экспериментов не надышаться двуокисью кремния — вряд ли нанопорошок из неё, даже с красивым названием Таркосил, очень полезен для дыхательных путей.
Имя Марии Склодовской-Кюри прозвучало в нашей беседе как образец жертвенности во имя науки. При всём огромном уважении к научному подвигу великой женщины-физика, хочется пожелать молодым учёным таких жертв не приносить, а жить долго и работать продуктивно. Древние китайцы, посмотрев на их работу, сказали бы, что в ней прекрасно выражено сочетание Инь и Ян. Ведь от материала, который они получают, требуется прочность (Ян) и эластичность (Инь). Теоретическую часть, ясные конструкции, обеспечивает Артём. На Татьяне — экспериментальная часть, всегда немного непредсказуемая, всегда имеющая характер лёгкого колдовства, «ведьминой кухни». И это колдовство каждый раз имеет вполне чёткие результаты, зафиксированные в цифрах. Модуль Юнга увеличивается до 32 % при 25 % содержания нанопорошка в эпоксидной смоле — если использовать ультразвук. Если не использовать — можно обойтись и 12 % наполнителя, но модуль Юнга вырастет только до 23 %.
Эпилог
Какие у молодых исследователей планы? Хочется поездить по миру, посетить Европу, причём ездить большей частью не с туристическими целями, а на научные конференции. Хочется новых контактов с коллегами, обмена идеями, появления новых горизонтов в работе. Применения своих разработок на практике хочется тоже.
— Мы не сидим в четырёх стенах, мы активно ищем новые возможности, — говорит Артём.
Хотелось было написать, что это будущее нашей науки. Но на самом деле эти молодые люди — уже её настоящее. Пожелаем им удачи и возможностей для дальнейшего развития. И поздравим с заслуженной наградой.
Фото В. Новикова
стр. 1, 5
|
