Итоги 2021 года
Итоги деятельности ИНТиПМ за 2021 год
Для нас одним из ключевых событий 2021 года было решение Ученого совета ДВФУ от 15 июля 2021 года о реорганизации Школы Естественных наук и создании нового института – Института наукоемких технологий и передовых материалов (ИНТиПМ).
Новая структура отражает направления подготовки специалистов и научной деятельности ИНТиПМ. В рамках своей деятельности в 2021 году, институт добился значительных результатов в различных сферах научной и научно-образовательной деятельности.
Так, были созданы новые научные лаборатории под руководством ведущих ученых Института.
Например, лаборатория спин-орбитроники, работы в которой ведутся в рамках мегагранта. На базе лаборатории одним из крупнейших ученых мирового уровня в области физики магнитных процессов Теруо Оно проведена серия семинаров для студентов, аспирантов и сотрудников ДВФУ.
Создана лаборатория «Полупроводниковые фотоактивные материалы», которая проводит работы по гранту РНФ «Новый класс фотокатализаторов на основе композитных соединений висмутатов щелочноземельных металлов для нужд экологически чистой энергетики».
Развивалось партнерство в науке и образовании.
Подписано соглашение о реализации сетевой образовательной программы бакалавриата 04.03.01 «Химия и химическая инженерия» совместно с Находкинским заводом минеральных удобрений. Развивалось сотрудничество с МГУ им. М.В. Ломоносова – в области квантовых коммуникаций, с институтом проблем комплексного освоения недр – в области геотехнологий, со школой «Летово» – в области олимпиадного движения и работы с одаренной молодежью. Подписано соглашение о вхождении ДВФУ в консорциум «Менделеев» (под эгидой СПбГУ). Подписана серия соглашений с компанией «Р-Фарм», в рамках которых прорабатывается вопрос совместной коммерциализации разрабатываемых учеными ДВФУ новых противораковых лекарств. Подписаны международный соглашения с научно-исследовательскими институтами Китайской и Белорусской академиями наук по сотрудничеству в рамках научных исследований по передовым направлениями в области наук о функциональных материалах.
Развивалось сотрудничество с предприятиями периметра ГК Росатом на площадке созданного ДВФУ и АО «Наука и инновации» Международного научно-исследовательского центра перспективных ядерных технологий направлениям в области цифровых технологий, реализуется образовательный и научно-исследовательский процесс при участии студентов и специалистов ДВФУ совместно с коллегами из ГК «Росатом».
Активно проходили академические обмены студентов и сотрудников ИНТиПМ с ведущими Российскими и зарубежными научными центрами и технологическими партнерами.
Так, студент Руслан Третьяков, обучающийся по программе бакалавриата «Электроника и наноэлектроника» прошел стажировку в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ, Росатом), а магистрант направления «Физика» и бакалавр направления «Ядерные физика и технологии» – в Объединенном Институте Ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна).
На базе ИНТиПМ в лаборатории молекулярного анализа успешно прошел стажировку по органической химии аспирант Барнаульского государственного университета.
Сотрудники лаборатории «Полупроводниковые фотоактивные материалы» Штарев Дмитрий Сергеевич и Штарева Анна Владимировна провели научные исследования в лаборатории фотоактивных наноматериалов СПбГУ, руководимой профессором Детлефом Баннеманом.
Заведующий лабораторией департамента теоретической физики и интеллектуальных технологий (ДТФиИТ) Капитан Виталий Юрьевич, аспиранты Пержу Александр Васильевич и Падалко Михаил Александрович выиграли стипендии Германской службы академических обменов (DAAD) по совместной программе академических обменов «Михаил Ломоносов» и прошли стажировки в университетах Грайфсвальда и Лейпцига (Германия).
В рамках развития образования Институт работал по нескольким направлениям: работа со школьниками как с нашими будущими абитуриентами, создание новых образовательных программ, отвечающих современным запросам общества, написание и издание новых учебников и учебных пособий для организации образовательного процесса с учетом последних достижений науки и техники.
В области работы со школьниками Приморья с целью повышения привлекательности естественнонаучного образования был запущен проект «Университетская лаборатория», первый набор которого состоялся осенью 2021 года. В рамках этого проекта 29 школьников со всего края приезжали на специальное обучение по направлениям физики и химии, где все темы давались ведущими преподавателями Института, а также ребята участвали в научных проектах лабораторий, занимаясь проектной деятельностью.
Сотрудники Института активно участвовали в просветительских проектах ДВФУ и организаций-партнеров в роли экспертов, спикеров и членов жюри. В частности, мы побывали на интенсивах для школьников: «Школьники. Территория Hi-tech» (ДВФУ), смене «Инновациям-старт» (ВДЦ «Океан»), Университетский день (ДВФУ), «Люди дела. Науки и технологии», а профессор департамента химии и материалов стала экспертом V Всероссийского конкурса студенческих научных работ по арктической тематике «Экологическая безопасность, климат и биоразнообразие Арктики» (техническое направление).
Были достигнуты результаты и в направлении развития новых образовательных программ.
Сформированы и объявлены к набору в 2022 году сетевые и совместные образовательные программы бакалавриата, реализуемые с МИФИ, МФТИ, ОИЯИ, ТИБОХ, ИАПУ и Институтом Химии ДВО РАН: математика и компьютерные науки, физика, химия, материаловедение, электроника и наноэлектроника, биотехнологии; сетевые и совместные наукоемкие программы магистратуры с НИЦ КИ, МФТИ, МИСИС, ИАПУ ДВО РАН: физика, химия, материаловедение, электроника и наноэлектроника, биотехнологии.
Разрабатывалась образовательная программа магистратуры «Аналитическая химия и химическая технология» Совместно с ДВГИ ДВО РАН и ТИБОХ ДВО РАН. Разрабатывалась совершенно новая по формату совместная магистерская программа «Установки мегасайенс класса: проектирование, эксплуатация, организация исследований». Партнерами ДВФУ по ней являются НИЦ КИ, МГТУ им.Н.Э.Баумана, НИЯУ «МИФИ».
Для организации образовательного процесса с учетом последних достижений науки и техники сотрудники ИНТиПМ подготовили и издали в ушедшем году 7 учебных пособий, в числе которых, например, комплект пособий по химии для СПО, опубликованных в издательстве «Лань».
Учебники и пособия по химии написали наши преподаватели – Капустина А.А., Н. А. Щеголихина, Л. В. Минаевская, Акимова Т.И.
Сотрудники ИНТиПМ активно вели научную деятельность, в том числе начинали новые научные проекты, поддержанные грантами различного уровня.
С 2021 в Институте реализуется мегагрант «Ферримагнитная спин-орбитроника». Руководитель проекта – Теруо Оно, Япония
Гранты Российского научного фонда:
В рамках конкурса «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (NSFC)» выигран грант:
«Исследование высокоэффективной передачи спин-орбитального крутящего момента в синтетических антиферромагнитных и ферромагнитных наногетероструктурах: физика и приложения». Руководитель гранта проф. Самардак А.С., г.н.с. лаборатории спин-орбитроники. Работа ведется совместно с научным коллективом под руководством проф. Сю-Фен Хан из Института физики Китайской академии наук
В рамках конкурса «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» выиграно 2 гранта:
«Высокопроизводительные интеллектуальные подходы к изучению сложных магнитных систем», руководитель Капитан В.Ю. Сотрудники лаборатории «Суперкомпьютерных и квантовых вычислений», магистр ДВФУ Король Алена и аспирант ДВФУ Васильев Егор, представили результаты на международном научном форуме FIT-M 2021, 16-18 декабря 2021 г., ВШЭ, г. Москва.
«Исследование механизмов перемагничивания ограниченных ферромагнетиков под действием неоднородно спинполяризованного тока», руководитель Стеблий М.Е., научный сотрудник лаборатории пленочных технологий.
В рамках конкурса «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» поддержку получили 2 научных коллектива ИНТиПМ:
группа под руководством Афремова Леонида Лазаревича, профессор ДТФиИТ, будет проводить исследования по теме «Влияние интерфейса на магнитные характеристики наноматериалов»;
группа под руководством заведующего лабораторией молекулярного анализа Жидкова Максима Евгеньевича – по теме «Оптимизация структуры алкалоида фаскаплизин – перспективного соединения-лидера для создания новых антибактериальных лекарственных кандидатов».
В рамках конкурса на проведение научных исследований на объектах инфраструктуры были выполнены работы по двум проектам:
«Разработка мезомасштабных гибридных магнитных частиц для биомедицинских приложений», совместно с Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта» (БФУ им. И. Канта).
«Создание и изучение динамики киральных спиновых текстур в системах тяжелый металл/(анти)ферромагнетик», совместно с Институтом физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН)
Гранты Президента РФ:
Выигран грант для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук на проведение исследований по теме «Взаимодействие Дзялошинского-Мория в асимметричных эпитаксиальных структурах с искусственно оксидированным магнитным слоем», руководитель Козлов А.Г., научный сотрудник лаборатории пленочных технологий
В рамках Федеральной научно-технической программы «Развитие синхротронных и нейтронных исследований» коллектив лаборатории пленочных технологий совместно с коллегами из Археологического музея ДВФУ в консорциуме с Институтом химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» выполнили проект:
«Исследование каменных артефактов эпохи неолита, палеометалла и средневековья из погребальных, ритуальных и иных археологических комплексов, найденных при раскопках на Дальнем Востоке»
В составе поисковых исследований по теме «Исследования возможности создания нанокомпозитных новых присадок к моторным маслам на перспективных основах» в рамках договора пожертвования ПАО «Нефтяная компания «Роснефть» сотрудниками ИНТиПМ под руководством профессора Департамента химии и материалов Николая Павловича Шапкина была выполнена работа «Синтез нанокомпозитных присадок к моторным маслам». Проведенные исследования показали, что полиметаллорганосилоксаны являются наиболее перспективными объектами для получения модифицированных слоистых силикатов, используемых в качестве присадок к смазкам.
Полученные соединения в данный момент проходят стадию апробации в качестве присадок к моторным маслам, изучаются их трибологические характеристики.
Для поддержки научных исследований был отремонтирован и запущен рентгеновский дифрактометр «Bruker D8» и введена в эксплуатацию станция получения жидкого азота.
Кроме грантов на проведение научных исследований выполнялись научно-исследовательские работы для внешних заказчиков:
В рамках договора с ООО «Титаниум» были проведены экспериментальные исследования эксплуатационных характеристик прототипа реактора блока вскрытия ильменитового концентрата для экспериментальной линии по производству диоксида титана. В развитие направления предполагается создание постоянного опытно-производственного участка для научно-технологического сопровождения малых инновационных предприятий региона.
Эколого-аналитический центр проводил работы по выполнению широкого спектра экспертиз по заявкам организаций Приморского края. В основном работы были направлены на анализ загрязнений объектов окружающей среды, продуктов производства и потребления. Общая сумма выполненных работ составила более 3 млн рублей. В частности, выполнены исследования состава пластовых вод о. Сахалин для компании ООО «Мастер кемикалз», экспертиза лакокрасочных изделий для Находкинского судоремонтного завода, входной контроль реактивов для АО «Петролеум Аналистс», ООО «КейЭнДжи Кемикал», фирмы «Марубени Корпорейшн» и другие работы.
Ученые ИНТиПМ получили важные научные результаты, которые были опубликованы в ведущих профильных журналах.
В работе «Новые производные дезоксоизоаустамида из гриба Penicillium dimorphosporum КММ 4689, ассоциированного с мягким кораллом», опубликованной в журнале Marine Drugs (IF=5.118) семь новых алкалоидов, относящихся к семейству дезоксоизоаустамидов, а также три известных, были выделены из микроскопического гриба Penicillium dimorphosporum КММ 4689, ассоциированного с неидентифицированным мягким кораллом (Южно-Китайское море, Вьетнам). Структуры соединений были установлены методами одно и двумерной ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии высокого разрешения.
В статье «Цитотоксический морской алкалоид 3,10-дибромфаскаплизин (ДБФ) вызывает апоптоз и действует в синергизме с цитарабином, приводя к смерти лейкозных клеток», опубликованной в журнале Marine Drugs (IF=5.118), показано, что синтетический аналог данного алкалоида по своему действию существенно отличается от родоначального алкалоида фаскаплизин. Действие последнего обусловлено, в основном, подавлением деления клеток.
В работе «Низкоэнергетические состояния, основные состояния и переменные фрустрации дипольных Каирских решеток конечных размеров», опубликованной в журнале Phys. Rev. E (IF 2.529) исследовано влияние геометрической фрустрации на свойства низкоэнергетических конфигураций систем ферромагнитных наноостровков, расположенных на гранях каирской решетки, для чего использовалась модель взаимодействующих магнитных диполей типа Изинга.
В статье «Флавоноиды из Serratula komarovii Iljin (семейство сложноцветных)», опубликованной в журнале Russian Journal of Bioorganic Chemistry (0,796) коллектив ученых ИНТиПМ исследовал состав флавоноидов Serratula manshurica Kitag. (семейство Asteraceae). Впервые выделены соединения кверцетин 4'-O-β-D-глюкоронозид и апигенин-7-O-β-D-глюкоронозид, структуры которых доказаны методами ЯМР, УФ-спектроскопии и методом масс-спектрометрии. Растение является перспективным источником флавоноидов, биологически активных соединений, перспективных для фармакопеи.
Разработан эффективный технологический способ повышения безопасности обращения с высокоактивными радионуклидами при их кондиционировании или производстве радиоизотопной продукции в виде источников ионизирующего излучения, опубликованный в Ceramics International (IF 4.527) основанный на комплексном решении от создания эффективного сорбционного материала для радионуклидов цезия аморфного до производства высокобезопасных и надежных твердотельных радионуклидных матриц-иммобилизаторов
Впервые проведено исследование способа искрового плазменного спекания (ИПС) UO2 керамического ядерного топлива с добавкой 2 и 8 масс.% Y2O3 (ВП), допированной в стартовую смесь ультразвуковой жидкофазной гомогенизацией, что опубликовано в журнале Journal of Alloys and Compounds (IF 5.316). Результаты исследования являются новыми и дополняют фундаментальное понимание о возможностях нетрадиционной технологии ИПС.
В работе, опубликованной в Applied Physics Letter (IF 3.791) совместный коллектив авторов – сотрудников ИНТиПМ и сотрудников Института химических исследований Университета Киото (Япония), исследовали неоднородные магнитные свойства микрополосок Pt/Py, характеризующиеся одновременным электрическим и оптическим обнаружением спин-крутящего ферромагнитного резонанса. В будущем подобные объекты лягут в основу новых электронных устройств, которые будут в несколько десятков раз быстрее и намного дешевле существующих аналогов.
Ученые ИНТиПМ совместно с коллегами из Университета Кореи (Республика Корея) и Университета Сорбонны (Франция) исследовали граничное взаимодействие Дзялошинского-Мория — нетривиальный физический эффект, возникающий в многослойных металлических нанопленках. Исследователи подобрали оптимальное сочетание и толщину материалов, чтобы управлять намагниченностью системы. Так можно создать сверхъемкие, сверхбыстрые и энергоэффективные устройства памяти нового поколения, действующие на новых физических принципах. Статья об этом опубликована в Nature Communications (IF 14.919).
Заслуги и достижения ученых, преподавателей и студентов ИНТиПМ в прошедшем году не оставались незамеченными научной общественностью и неоднократно поощрялись.
В этом направлении деятельности института хочется выделить защиту докторской диссертации по специальности 1.3.8. Физика конденсированного состояния сотрудником ДТФиИТ Ивановым Юрием Павловичем.
Нефедев Константин Валентинович, директор ДТФиИТ был удостоен ученого звания профессор по научной специальности «Теоретическая физика». Это первое за все годы с момента образования ДВФУ присуждение ученого звания профессор.
За значительные заслуги в сфере образования и многолетний добросовестный труд директору Департамента ядерных технологий ИНТиПМ Тананаеву Ивану Гундаровичу была вручена Почетная грамота Министерства науки и высшего образования РФ.
Магистрант М.С. Гурин стал победителем конкурса «Моя страна – моя Россия» в номинации «Экология моей страны». Проект был ориентирован на разработку технологии выделения, разделения и очистки ксенона и криптона из газовой фазы высокоактивных отходов, образующихся в процессе переработки отработавшего ядерного топлива.
Премию РАН «Лучший авторский курс, направленный на популяризацию науки в школе» и диплом за 3 место получил курс для школ «Открываю нано», разработанный Александром Сергеевичем Самардаком и Алексеем Вячеславовичем Огневым, профессорами Департамента общей и экспериментальной физики (ДОиЭФ).
Младший научный сотрудник лаборатории ядерных технологий ИНТиПМ, к.х.н. – Олег Олегович Шичалин награжден нагрудным знаком «Молодой ученый» (Приказом Минобрнауки России) за вклад в научную деятельность.
Заведующий лабораторией ядерных технологий, к.х.н. – Евгений Константинович Папынов стал Лауреатом дивизионального этапа отраслевой программы признания «Человек года Росатома-2020» в специальной номинации генерального директора Госкорпорации «Росатом» «Устойчивое развитие» (награжден Благодарностью) за открытие и запуск в работу отраслевого «Международного научно-исследовательского центра перспективных ядерных технологий» на о. Русский.
Сотрудники лаборатории ядерных технологий ИНТиПМ: Драньков А.Н., Балыбина В.А., Папынов Е.К. награждены Благодарностями от лица проректора по перспективным проектам и новой инфраструктуре ДВФУ за разработку и реализацию образовательной программы инженерно-технического интенсива «Школьники. Территория Hi-Tech».
Благодарностью за реализацию программы «Hi-Tech» награждены доценты Департамента химии и материалов Мягчилов А. В. и Постнова И. В.
Благодарностью за разработку и реализацию программы для школьников «Билет в будущее» награждены профессор Департамента химии и материалов Соколова Л. И., ведущий инженер Чудовская Е М., инженер ЭАЦ ДВФУ Самбур А. Б.
Тананаев И.Г. выступил Председателем государственной экзаменационной комиссии по оценке дипломных работ бакалавров, обучающихся по направлению «Химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах совместного университета МГУ – Пекинского Политехнического Института в Шэньчжэне КНР.
Силами и на площадке ИНТиПМ был успешно проведен Международный симпозиум «Химия и химическое образование» и сателлитная Вторая Российская молодежная Школа по радиоэкологии, в которых приняли участие 94 ученых, в том числе представители Германии, Китайской народной республики, республики Казахстан.