От гипотез к инновациям: завершился второй модуль Школы исследователей-лидеров «Университет – РАН»

19 сентября группы ученых-участников Школы представили разработанные ими технологические решения, пригодные для внедрения в промышленность. Проекты охватывали такие направления, как сверхпроводники, наноматериалы, композиционные покрытия и полимерные материалы.

Школа исследователей-лидеров в области наук о материалах продемонстрировала успешное взаимодействие академической и университетской науки, сосредоточившись на двух главных задачах: подготовке Principal Investigators (PI) – исследователей-лидеров, обладающих научными и управленческими навыками, а также на развитии совместных команд, способных реализовывать исследовательские проекты стратегического уровня.

Школа исследователей-лидеров реализуется в рамках программы развития ЮФУ «Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты»), она была спроектирована совместными усилиями Южного федерального университета (ЮФУ), НИЦ «Курчатовский институт» и Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН).

«Вместе с Южным федеральным университетом и Курчатовским центром мы формируем уникальный опыт совместных научных исследований. Мы создаем смешанные группы, объединяющие ведущих специалистов из всех трех организаций. Эти группы работают над нетипичными задачами, требующими погружения в новые области. Например, мы исследуем высокотемпературные сверхпроводники и высокоэнтропийные сплавы. Обмен опытом и компетенциями в таких условиях позволяет нам быстро генерировать и проверять гипотезы. Это дает возможность формировать новые научные направления, которые впоследствии будут реализованы силами всех трех организаций.

Этот опыт направлен на развитие исследователей-лидеров, способных создавать научные группы, разрабатывать планы реализации задач и предлагать решения с практическим применением в промышленности. Наша цель — разрабатывать новые технологии и продукты, необходимые для российского рынка, в рамках технологического суверенитета», — поделился к.ф.-м.н., директор ФИЦ ПХФ и МХ РАН Евгений Голосов.

Участники Школы, молодые, но уже зарекомендовавшие себя в науке исследователи, были распределены на шесть групп по направлениям: «Высокотемпературные сверхпроводники», «Нанопроволока и тонкие пленки», «Силикат лития, кальция», «Композиционные порошки для напыления покрытий», «Фуллерены и углеродные нанотрубки», «Полимерные композиционные материалы». Работа проходила на площадках НИЦ «Курчатовский институт» в Москве, Петербургского института ядерной физики в Гатчине и ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» в Санкт-Петербурге.

Задача каждой группы состояла в том, чтобы предложить интересную и актуальную научно-техническую проблему в рамках заданного направления, провести в отведенный срок необходимые исследования на базе организаций-участников Школы и разработать технологическое решение, пригодное для внедрения в промышленность.

«Задача Школы исследователей-лидеров «Университет – РАН» не ограничивается лишь достижением продуктового результата, хотя это, безусловно, важно. Главная цель — совместно с Курчатовским институтом и ФИЦ ПХФ и МХ РАН отработать механизмы системной подготовки ключевых исследователей, которые будут решать сложные и важные задачи по обеспечению технологической независимости страны. Все участники Школы подтвердили свой статус ученых высокого класса и организаторов науки, а также лидеров крупных программ и проектов, которых, я уверен, ждет большой успех. В рамках этого модуля команды работали не только на центральных площадках Курчатовского института, но и в ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» и Петербургском институте ядерной физики (ПИЯФ), входящих в Курчатовский институт. Это позволило нашим командам работать по широкому спектру направлений, детально ознакомиться с инфраструктурой крупнейшего научного центра страны и сформировать новые эффективные научные связи, которые будут способствовать развитию отечественной науки и технологий», — отметил проректор по стратегическому развитию и исследовательской деятельности ЮФУ Евгений Муханов.

Таким образом, в течение двух недель смешанные команды работали на трех площадках, стремясь развернуть, реализовать и довести до стадии MVP (минимально жизнеспособный продукт) или Proof of Concept (продукт, созданный с целью проверки гипотезы и доказательства концепции) шесть сложных технологических проектов. Эти проекты включали серьезные синтетические работы и физико-химические испытания. Среди них были разработки в таких ключевых направлениях, как создание новых фармацевтических препаратов для лечения онкологических заболеваний, разработка материалов для сцинтилляторов нового поколения и создание инновационных покрытий для арктических условий на основе высокоэнтропийных сплавов.

«Наша команда занималась получением новых материалов на основе биоразлагаемых и биосовместимых полиэфиров для регенеративной медицины. Работали в сжатые сроки, поэтому требовалась предельная концентрация и глубокое погружение с первых часов, тщательное планирование и исполнение плана. В результате мы получили первые образцы целого спектра материалов для 3Д-печати биоразлагаемых и биосовместимых изделий. Все участники – большие молодцы», — рассказал Никита Князев, лаборант-исследователь лаборатории полимерных материалов Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий. В рамках Школы исследователей-лидеров стартовал инновационный проект «Нейтронный сцинтиллятор нового поколения», нацеленный на разработку и внедрение передовых технологий в области материалов для детектирования нейтронов. Проект объединяет усилия ведущих ученых ЮФУ (физического факультета, НИИ Физики, НИИ Физической и органической химии), Курчатовского комплекса химических исследований (ИРЕА), НИЦ «Курчатовский институт» и ФИЦ ПХФ и МХ РАН.

«Основная цель проекта — создание высокоэффективных сцинтилляторов — материалов, которые излучают видимый свет под воздействием потока нейтронов. Главная идея — создание и совершенствование материалов, имеющих в своём составе высокую концентрацию атомов-конвертеров нейтронов в детектируемые частицы, с «лёгкой» матрицей. Два этих ключевых свойства позволят достичь высокой эффективности регистрации нейтронов, а также повысить отношение полезных нейтронных событий к фоновым. Использование новых материалов сделает возможным регистрацию больших потоков нейтронов, что максимально раскроет потенциал нейтронного реактора ПИК — установки класса Мегасайенс, расположенной на площадке Петербургского института ядерных исследований им. Б.П. Константинова.

Разработка сцинтилляционных материалов нового поколения значительно расширит возможности применения нейтронных и ядерных методов, включая разработки для биомедицины. Улучшение технологий детектирования нейтронов также повысит безопасность на атомных объектах, улучшит диагностику в медицине и обеспечит более эффективный мониторинг окружающей среды», – рассказал доцент физического факультета, и.о. заведующего кафедрой "Нанотехнология" кандидат физ.-мат.наук Алексей Михейкин.

Еще один проект был направлен на разработку экономически обоснованной технологии нанесения покрытий на основе высокоэнтропийных сплавов.

«Предполагается, что разработка позволит повысить срок службы изделий и элементов конструкций, эксплуатируемых в экстремальных условиях (низкие температуры, агрессивные среды) за счет благоприятного сочетания таких свойств ВЭС-покрытий, как прочность и пластичность, коррозионная стойкость, устойчивость как к термическим, так и к механическим воздействиям. Взаимодействие с экспертами, организованное в рамках школы, позволило выявить сильные и слабые стороны проекта, а также наметить пути его дальнейшего развития», – отметил лидер проекта «Покрытия на основе высокоэнтропийных сплавов», д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник НИИ Физики Алексей Павелко.

Впереди участников школы ждет еще третий модуль, в рамках которого планируется завершение начатых проектов и запуск новых направлений работы, отвечающие на актуальные запросы и вызовы отечественной промышленности. Школа исследователей-лидеров «Университет – РАН» призвана стать важной вехой в развитии кадрового потенциала российской науки и высокотехнологичной индустрии в области наук о материалах. Такое взаимодействие университета с ведущим центром РАН позволяет повысить эффективность совместных исследований и максимально раскрыть потенциал молодых учёных, способных решать актуальные задачи науки и создавать наукоемкие продукты, востребованные на мировом рынке, что отвечает задачам технологического развития Российской Федерации и укреплению технологического суверенитета страны.