Прицел – на улучшение свойств

Наукоёмкие разработки аспиранта Оксаны Марадудиной существенно повысят эффективность термоэлектрических материалов

Инженер Центра коллективного пользования научным оборудованием Национального исследовательского университета «БелГУ» «Диагностика структуры и свойств наноматериалов», аспирант кафедры общей физики Оксана Марадудина второй год под руководством доктора физико-математических наук Олега Иванова занимается научно-исследовательской работой в области разработки новых функциональных материалов для термоэлектрических применений. Сегодня молодой учёный участвует одновременно в выполнении нескольких госконтрактов. Причём в одном из них, реализуемом в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», она выступает в качестве руководителя. Оксана Марадудина работает над созданием высокоэффективных термоэлектрических композиционных наноматериалов на основе твёрдых растворов висмут-теллур-селен и висмут-теллур-сурьма. Позади – первый этап проекта, одобренный в Минобрнауки промежуточный отчёт по результатам проведённого исследования. Впереди – дальнейшая работа, новые научные достижения, «выход» на коммерциализацию результатов.

- Оксана, результаты Вашего исследования представляют интерес для энергетической отрасли. В чём именно прикладной характер научной работы?

- В рамках выполнения проекта будет разработана технология получения нанокристаллического материала на основе теллурида висмута с улучшенными и, главное, воспроизводимыми свойствами, для термоэлектрических применений. Термоэлектричество – эта та область науки и техники, где нанотехнологии и наноматериалы могут обеспечить получение не только новых фундаментальных результатов, но и существенный прикладной эффект. Полученные изделия могут применяться для изготовления термоэлектрических охладителей, преобразователей энергии, устройств кондиционирования, охлаждения и регуляторов температуры. Аналоги на рынке есть, но уступают по качественным характеристикам материалам, которые мы предполагаем получить по итогам проведения исследования. Наша задача – создать наноструктурные материалы, обладающие более высокой термоэлектрической добротностью. Это их основное конкурентоспособное свойство.

- Каков задел на полпути к главной цели?

- На первом этапе мы разработали лабораторную технологию получения наноразмерных порошков на основе теллурида висмута, в том числе, с использованием сольвотермального синтеза – перспективным методом современных нанотехнологий, получили экспериментальные образцы таких порошков, провели комплексную аттестацию их свойств.

Проделанная работа позволяет перейти ко второму этапу – непосредственному получению термоэлектрических материалов на основе синтезированных нанопорошков. Мы планируем использовать для компактирования наноразмерных порошков метод холодного изостатического прессования, затем с помощью специальных высокотемпературных обработок получать уже готовый материал и далее изучать его структурно-морфологические и термоэлектрические свойства. Когда мы докажем высокую эффективность разработанной технологии получения нанокристаллического материала на основе теллурида висмута, станет возможным её патентование.

- Наверняка открыт вопрос реализации технологии в наукоёмком бизнесе?

- Полученные технологию и изделия мы предполагаем использовать в производственной деятельности уже созданного малого инновационного предприятия. Это «ТермоЭнергия БелГУ». Как аспирант я задействована в работе МИП: веду научную работу в Научно-образовательном центре «Керамические и композиционные материалы» по направлению «Получение наноструктурированных керамических и композиционных материалов». То есть мой проект реализуется в одной плоскости с работой малого предприятия.

- С внедрением разработанных наукоёмких продуктов в производство все ясно. А как возможно интегрировать результаты Вашего исследования в образовательный процесс?

- У студентов инженерно-физического факультета, будущих нанотехнологов, часть учебных занятий проводится непосредственно в Центре наноструктурных материалов и нанотехнологий и в Центре коллективного пользования. На лабораторных работах, при выполнении курсовых и дипломных работ, проведении самостоятельной научно-исследовательской работы студенты смогут использовать те научные результаты, которые будут достигнуты нами при разработке технологии получения высокоэффективных термоэлектрических материалов.

- Возвратимся к проекту в «Кадрах», в частности, таким обязательным показателям его эффективности, как публикационная активность, участие в конференциях…

- В рамках выполнения проекта я приняла участие в международной научно-технической конференции «Нанотехнологии функциональных материалов» в Санкт-Петербурге, на которой представила результаты первого этапа своей работы. На конференции в Италии выступила как соавтор доклада «Получение и свойства наноструктурных композиционных материалов на основе Al₂O₃ (matrix) - 30% ZrO₂ и Al₂O₃ (matrix) - 30%Y_0.1Zr_0.9O₂». Некоторые представители научной общественности и бизнеса познакомились с моими разработками ещё ранее, в 2009 году на международном форуме по нанотехнологиям «Rusnanotech».

- Участие в финансируемых проектах – для молодого учёного это не только подспорье на проведение исследований. Безусловно, за ним кроется и нематериальный актив – опыт. Какие ещё плюсы для себя можете выделить?

- В основу моей кандидатской диссертации ляжет исследование, проведенное в рамках выполняемого госконтракта. Кроме того, каждое участие в такого уровня программах учитывается при написании заявки на следующий грант. Чем больше будет таких проектов, тем выше шанс выиграть новый.

Кстати: Работу над вторым этапом научного проекта Оксана Марадудина начнёт в Польше, в Институте высоких давлений Польской Академии Наук. Молодой учёный – победитель Всероссийского открытого конкурса на стипендию Президента РФ для обучения за рубежом в 2010-2011 учебном году. На четыре месяца Оксана едет с целью проведения академических и научных исследований на стажировку «Получение новых наноструктурных материалов методом сольвотермального синтеза с последующим горячим и холодным изостатическим прессованием». Исследователь будет вести работу под руководством заведующего лабораторией наноструктурных материалов и нанотехнологий Института высоких давлений Польской Академии Наук Витольда Лойковски.

19.11.2010

Беседовала Светлана Шатохина

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85; E-mail: niu@bsu.edu.ru