Нанокузница кадров

| 749

Уже более трех лет в ТПУ существует специальная кафедра наноматериалов и нанотехнологий (НМНТ) Института физики высоких технологий. При этом опыт исследований и разработок нано- (ультрадисперсных) материалов здесь насчитывает около 30 лет. О том, как все начиналось, чему здесь учат и куда после получения «нанообразования» идут выпускники, корреспондент «УниверCITY Томск» побеседовала с заведующим кафедрой, доктором технических наук, директором Нано-Центра ТПУ Олегом ХАСАНОВЫМ.

Классически уже не описать

— Олег Леонидович, так что же такое нанотехнологии?
— Наноструктуры отличаются от привычных материалов тем, что в них доля атомов на поверхности сопоставима с долей атомов в объеме. В молекулах все 100% атомов находятся «на поверхности». В обычных материалах атомов на поверхности — доли или единицы процентов. А наноматериалы занимают промежуточный уровень между молекулами и крупнокристаллическими материалами. Именно поэтому свойства наноматериалов определяются поверхностью, в отличие от обычных материалов, в которых свойства зависят от состояния атомов в объеме.

На наномасштабном уровне уже работают законы квантовой механики, и свойства наноматериалов не всегда удается описать классическими законами физики или химии. Разработчики нанотехнологий подтверждают, что мир един, и чтобы его понять, надо анализировать многие эффекты.

При этом надо понимать, что нанотехнологии появились не в 2000 годах. Сейчас о них все говорят, и они воспринимаются как что-то новое, потому что информация о них стала шире распространяться в связи с созданием наноиндустрии на государственном уровне с 2007 года. Раньше исследования в сфере «нано» обсуждались только в специализированных научных изданиях, как и по многим другим научным направлениям. Сейчас нанотехнологии актуальны потому, что тот, кто хочет получить преимущество на рынке, инвестирует в разработки нанотехнологий и наноматериалов, потому что расширение сфер их применений — мировой тренд.

— А что именно изучают у Вас на кафедре?
— Мы занимаемся разработкой объемной нанокерамики для разно­образных изделий с самыми разными размерами (отнюдь не нанометровыми!), но структурные элементы в такой керамике (зерна) должны сохранять наномасштабный уровень (нанометр = 10-9 метра) для обеспечения лучших свойств. Техническая нанокерамика применяется абсолютно во всех отраслях промышленности — в электронике, средствах телекоммуникации, атомной, авиакосмической, автомобильной технике, в медицине и во многих других областях.

Стандарты и уникальность

— Каждый год мы набираем по 22 бакалавра, а в прошлом году увеличили набор в магистратуру — с 4 до 12 человек. Это плановый набор на бюджетные места. Два курса студенты изучают общеобразовательные предметы, но желающие заниматься научной деятельностью могут начинать уже с первого курса. Для этого созданы все необходимые условия, поскольку кафедра обладает уникальным оборудованием, позволяющим изучать свойства наноматериалов с необходимым разрешением до нанометров и даже ангстрем. У нас есть электронные, сканирующие, зондовые микроскопы, установки для синтеза нанопорошков и их спекания с сохранением наноструктуры и много другой специальной техники.

Учебные планы бакалаврской и магистерской подготовки, разработанные на нашей кафедре, соответствуют федеральным стандартам. Вместе с тем они и уникальны — т.к. основаны на тех знаниях и результатах, которые накоплены нами за 30 лет исследований и разработок объемных наноматериалов. Ведь мы разрабатываем методы создания конкретных объемных нанокерамических материалов.

— Каких успехов добиваются ваши студенты?
Студентов нашей кафедры мы активно привлекаем к выполнению научных исследований. Лучших принимаем на работу, поддерживаем их участие в конференциях, в том числе и в международных. Например, в 2011 году свои доклады представили 2 магистранта и аспирант на семинаре в Йене (Германия), студентка 2-го (!) курса Елена Юнда участвовала в Лондоне на конференции по экологическим аспектам наноматериалов. Магистрант Светлана Пономарева успешно прошла стажировку в университете Джозефа Фурье во Франции с сентября прошлого года по февраль нынешнего. С этим университетом в Гренобле, который ведет магистерскую программу по нанотехнологиям Master N2 в рамках европейской образовательной мега-программы Erasmus Mundus, мы планируем к 2014 году разработать совместную программу Double Degree («Двойной диплом»).

Нанотворчество

— В Нано-Центре ТПУ, который действует на базе нашей кафедры, есть сотрудники, которые начинали работать с 80-х годов — с момента основания лаборатории и центра, и поэтому имеют большой опыт исследований наноматериалов. Конечно, у нас есть и молодежь — молодые преподаватели, аспиранты (в том числе один зарубежный, из Таиланда). Известно, что нанотехнологии — это междисциплинарная сфера, поэтому мы привлекаем специалистов с разным образованием — физиков, химиков, материаловедов...

— Какие достижения кафедры Вы могли бы отметить?
— Кафедра наноматериалов и нанотехнологий и ее сотрудники неоднократно награждались медалями, дипломами, премиями разного уровня. В частности, в 2011 году мы получили золотую медаль Международной выставки изобретений, инноваций и технологий ITEX'2011, которая в том году проходила в Куала-Лумпуре. Мы также победили в конкурсе на соискание премии фонда «Поколение» в номинации «Лучший научный коллектив в области изучения наноматериалов и нанотехнологий», «Человек года в Томской области'2010», межвузовский конкурс исследовательских молодежных проектов, РФФИ и так далее.

— Олег Леонидович, а насколько тесно Ваша жизнь связана с нанотехнологиями?
— Фактически вся моя профессиональная жизнь связана с нанотехнологиями, и я был одним из инициаторов создания нашей кафедры. И, если честно, я этому рад. Я занимаюсь этим со времени обучения в ТПУ. Мой сын идет по моим стопам — он тоже закончил физико-технический факультет ТПУ, а сейчас уже в аспирантуре, специализируется по нашей тематике.

Вообще, чтобы заниматься нанотехнологиями, нужно быть готовым к аналитической работе, много сопоставлять, уметь делать из этого определенные выводы. Здесь нет шаблонных решений, нет привычности, есть размерный фактор, от которого зависят свойства наноматериалов. Именно поэтому работа с нанотехнологиями является творческой.

Справка:

Кафедра наноматериалов и нанотехнологий ТПУ официально была открыта в конце 2008 года, но история ее создания началась 30 лет назад. Олег Хасанов (ныне заведующий кафедрой НМНТ) начал заниматься исследованиями ультрадисперсных порошков (ныне они называются «нанопорошками») в 1980 году на Физико-техническом факультете ТПИ. Для развития этих исследований в 1986 году на ФТФ была открыта научно-исследовательская лаборатория, а в 1996 году в ТПУ создан Научно-исследовательский центр «Спектр», в котором разрабатывались нанокерамические материалы на основе нанопорошков.

В 2001–2009 годах разработанные учеными кафедры особые методы компактирования нано- и полидисперсных порошков для изготовления изделий из функциональной и конструкционной керамики были запатентованы в России, США, Южной Корее, Евросоюзе, в Украине, Белоруссии, Казахстане — с целью оформления нашего приоритета и создания условий для коммерциализации наших технологий в этих странах.

Кафедра является элементом Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации», которая начала действовать в 2008 году во исполнение Президентской инициативы «Стратегия развития наноиндустрии» (2007).
Для подготовки квалифицированных кадров для этой новой отрасли экономики и была создана кафедра НМНТ, а НИЦ «Спектр» преобразован в Нано-Центр ТПУ.

Сейчас кафедра, Нано-Центр ТПУ и Холдинговая компания ОАО «НЭВЗ-Союз» выполняют комплексный проект «Создание промышленного производства изделий из функциональной и конструкционной нанокерамики для высокотехнологичных отраслей». Этот проект победил в 2010 году в конкурсе Минобрнауки РФ и его цель — внедрение в промышленность создания изделий из объемных наноматериалов на основе методов компактирования сухих нанопорошков. Параллельно продолжаются разработки оптически прозрачной нанокерамики, перспективной для лазерной техники и других применений.

Олег Хасанов аккредитован экспертом Госкорпорации «Роснано» для рецензирования научно-технических проектов РФ, требующих инвестирования.

© Материал опубликован в газете «УниверCITY Томск»

Мария ШАПЕНКОВА

Фото предоставлены Олегом ХАСАНОВЫМ