В 2022 году в Томском политехническом университете открылась новая лаборатория перспективных материалов энергетической отрасли. Это стало возможным благодаря конкурсу на создание молодежных лабораторий нацпроекта «Наука и образование». Сотрудники лаборатории — студенты, магистранты, аспиранты и молодые ученые — работают над созданием и исследованием карбидов — соединений металлов и неметаллов с углеродом. Руководитель коллектива и по совместительству и руководитель стратегического проекта «Энергия будущего» ТПУ Александр Пак рассказал Службе новостей о том, как искал первых сотрудников «по объявлению», почему первую статью коллектива не хотели публиковать и зачем нужно искать тренера с ученой степенью.
ИДЕЯ ДЕЛАТЬ СВОЮ НАУКУ
В том виде, в каком коллектив существует сейчас, он сформировался в 2022 году. За шесть лет с момента появления он сумел пройти путь до известной в мировых научных кругах лаборатории. Но начиналось все по «классике» — с идеи и желания делать что-то новое, свое.
«В 2008 году я будучи студентом попал в научную группу профессора Александра Анатольевича Сивкова, которая занималась импульсными ускорителями плазмы. В ней меня научили базовым принципам работы электрофизических установок, показали, как заставить мертвое «железо» работать, привили определенную научную дисциплину. В 2014 я защитил кандидатскую диссертацию и какое-то время проработал в разных должностях в научном управлении ТПУ. А в 2017 году решил, что нужно начать делать свою науку. В кандидатской я с помощью импульсной плазмы делал материалы. И возникла мысль, что нужно тоже делать какие-то полезные материалы, тоже при воздействии каких-то электрофизических явлений, но своим подходом. Решил идти по пути практической реализации и предельной простоты оборудования и методики. Так появился прототип первого нашего дугового реактора, который работает на постоянном токе», — рассказывает Александр Пак.
На создание «своей науки» нужны были средства, и политехник оформил свою идею в грант. Тогда в Томском политехе действовала программа для поддержки аспирантов и начинающих коллективов, чьи идеи еще не реализованы. Грант составлял 500 тысяч рублей, которые можно было потратить исключительно на оборудование и расходные материалы. Из этих средств были закуплены источники питания, инструменты, осциллограф.
История о том, как собрать коллектив с нуля:
«Я написал в систему Flamingo объявление примерно со следующим содержанием: „Хотел бы принять в научную группу, которая состоит пока из меня одного, активного студента, с которым мы вместе будем делать науку“. Этим студентом оказалась Ольга Болотникова. Вместе мы начали делать первые эксперименты. Сейчас она, кстати, закончила магистратуру ИШЭ по программе двойного диплома и работает за границей. Так что в самом начале коллектив пришлось собирать буквально по объявлению (улыбается)».
«Начинать делать свое научное направление — это как заселяться в новую квартиру, в которой нет ничего кроме стен. Только у нас тогда и стен не было (смеется)», — вспоминает Александр Пак.
НАМ ГОВОРИЛИ: «ТАКОГО НЕ БЫВАЕТ В ПРИРОДЕ!»
Когда Александр выиграл грант, коллективу выделили помещение на цокольном этаже 10 корпуса. В это же время появился первый студент, коллектив постепенно начал оформляться.
«Мы начали проводить первые эксперименты. По сути, просто поджигали дуговой разряд и смотрели, как он себя ведет на графитовых электродах. В какой-то момент стали подавать туда же и кремний в надежде, что вместе с оксидом кремния сформируется хотя бы небольшое количество карбида кремния, и можно будет исследовать закономерности формирования и свойства известного и востребованного карбида кремния. Когда сняли рентген, обнаружили, что фаза этого самого карбида кремния доминирует. На научном языке это принято называть контринтуитивным. Но это сработало. Сейчас у нашего коллектива уже больше 10 патентов на различные элементы конструкции, методику, программное обеспечение», — говорит заведующий лабораторией.
История о реакции на первую статью:
«Рецензия на нашу первую статью была следующей: „Вы что пишите, такого не бывает в природе!“. И статью отклонили. Оказывается, в мире на тот момент было всего пять или восемь статей, в которых описывалась возможность создания углеродных наноструктур при горении дугового разряда в воздухе. В них ученые обосновывали ее некой подушкой из газов СО и СО2, спорили, какая динамика и интенсивность этого процесса, каково направление движения реакций, какие фазы образовываются. Тогда мы поняли, что наша идея плазменного синтеза различных материалов в открытом воздухе возможна, но малоизвестна. А синтез безоксидной керамики таким подходом вообще еще никем в мире не реализован. Мы провели дополнительные исследования, переписали статью, обосновали свои результаты. После этого рецензент нам поверил и нашу работу опубликовали».
Новый вектор развития коллектив получил с выигрышем гранта на создание молодежной лаборатории. Сегодня она развивает оригинальный метод получения материалов для новой энергетики с помощью плазмы и создает соответствующее отечественное оборудование. Ученые вуза уже разработали научно-технические основы нового метода получения ряда карбидов (кремния, бора, титана, циркония, ниобия, гафния, тантала, вольфрама). Его главное отличие от аналогов — он гораздо проще и дешевле в сравнении с прямыми аналогами, потому что позволяет синтезировать карбиды на открытом воздухе, а не в вакууме, как обычно, и без дорогостоящего оборудования за счет так называемого «эффекта самоэкранирования реакционного объема».
«Выигрыш гранта дал стабильность. Я как руководитель коллектива не могу требовать от человека 100% отдачи, если он не имеет стабильного места работы и заработка. А лаборатория позволяет нам в перспективе нескольких лет вперед дать человеку стабильную работу. Я очень благодарен администрации Томского политеха, Минобрнауки и всем причастным за учреждение и реализацию этой программы. Она позволяет студентам, молодым ученым, аспирантам отдать себя науке без оглядки», — отмечает Александр Пак.
Коллектив лаборатории также реализует ряд проектов, в том числе поддержанных Российским научным фондом. Например, проекты создания методики и оборудования высокоэнтропийных материалов, переработки углеводородных отходов, получение полезных материалов из отходов, синтез каталитических материалов и многие другие.
«Одно из направлений — синтез материалов из органического сырья, так называемые биоморфные материалы. Это керамика, которая повторяет структуру живой ткани. Мы только начинаем развивать его в университете», — добавляет ученый.
ИЩИТЕ ТРЕНЕРА С УЧЕНОЙ СТЕПЕНЬЮ
Сейчас в коллективе 26 сотрудников, еще один — в процессе трудоустройства. И лаборатория готова принимать еще молодых ребят. Главное — стремление, отмечает Александр Пак. За вакансиями в коллектив можно следить на сайте или обратиться напрямую к инженеру лаборатории Арине Свинуховой по электронной почте aag109@tpu.ru.
«Я чувствую ответственность и свою роль в судьбе человека, который приходит к нам в лабораторию. Например, у нас есть школьники из отдаленных районов Томской и Кемеровской областей. Мы работаем с ними в основном онлайн. Для людей из глубинки, которые не имеют приборной базы и уникальных установок, это жизненный шанс войти в научное сообщество в юном возрасте. Я сам родился в маленьком городе Шахтинск, там нет своих университетов. У нас было принято называть человека, который с тобой занимается, не научным руководителем, а тренером. Найти тренера с ученой степенью было практически невозможно».
Как правило, ими были выпускники техникума. Мне повезло — у меня был прекрасный тренер, учитель физики. Она отдала мне очень много сил и времени. Так вот — я стараюсь убирать у людей ощущение, что есть внешние рамки, границы. Ни одному человеку — школьнику или студенту — переступившему порог моего кабинета, я не сказал „нет“. Надо давать возможность реализовывать, если есть желание. Мои двери всегда открыты», — признается Александр.
В научной группе есть свои «звезды» — в нем работают «Лучший аспирант ТПУ» Юлия Васильева и «Лучший студент ТПУ» Арина Свинухова. Когда-то ученики, а теперь коллеги Александра Пака.
«Я сам когда-то участвовал в этих конкурсах, занимал призовые места, но первое место никогда не брал. А вот коллеги смогли, они зашли дальше, чем я когда-то на том же пути. И это, считаю, правильный жизненный порядок. Я благодарен всем членам нашей группы, а также нашим коллегам в ТПУ и за его пределами за их профессионализм, общее стремление к росту, отзывчивость, взаимопомощь и, безусловно, за наши как рабочие, так и человеческие отношения», — отмечает руководитель лаборатории.
Молодой коллектив — одновременно и вызов, и преимущество, считает руководитель лаборатории. Молодые ребята все охотнее и осмысленнее выбирают научную деятельность, активно включаются в решение прикладных задач, а это быстро «перекрывает» отсутствие опыта.
«С молодыми ребятами работать одновременно сложно и легко. С одной стороны — их надо учить с нуля. На это тратятся определенные ресурсы, время, силы, жизненная энергия. С другой стороны — каждый новый человек видит нашу работу под своим углом и может привнести что-то новое. Особенно интересно, кстати, что часто новые вещи приносят с собой школьники. Их разум не мыслит шаблонами, и порой они выдают идеи, до которых нам бы ни за что не догадаться, — отмечает ученый.
«Сегодня в науке много вызовов и мы выбрали для себя путь максимальной вовлеченности в их решение. Поэтому мы встречаем каждого нового человека с радостью, полагая, что это в какой-то степени даже праздник, что коллектив растет. Новые люди приносят новые мысли, ответвления в работу. А это, безусловно, показатель роста и развития всего научного направления».
