Стипендия Президента РФ назначена в этом году 13 аспирантам Новосибирского государственного университета. Четверо из них проходят обучение на Физическом факультете (ФФ) НГУ. Данная стипендия назначается по итогам конкурсного отбора третий год подряд. За это время стипендиатами стали 13 аспирантов данного факультета.
В этом году стипендией Президента РФ были поддержаны исследования аспирантов ФФ НГУ, направленные на изучение гибридных систем на основе графена, разработку полупроводниковых материалов для преодоления ключевых технологических барьеров водородной энергетики и изготовление износостойких элементов газотурбинных установок авиационного и энергетического назначения, а также работы по изучению пространственной структуры белков, результаты которых станут основой для разработки лекарств нового поколения против нейродегенеративных заболеваний.
Аспиранты ФФ НГУ, ставшие победителями конкурса на назначение стипендии Президента РФ в 2026 году, рассказали о своих исследовательских проектах.
Дмитрий Сорокин (3 курс), тема диссертации — «Графен для сенсорных и фотонных приложений», научный руководитель — д.ф.-м.н. Дмитрий Владимирович Смовж:
— Моя исследовательская работа выполняется в лаборатории синтеза новых материалов Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН под руководством д.ф.-м.н. Дмитрия Владимировича Смовжа. Исследование посвящено изучению электрических свойств графена и графеновых структур, модифицированных наночастицами титана и олова, при взаимодействии с молекулами-донорами, молекулами-акцепторами и электромагнитным излучением.
Актуальность работы обусловлена тем, что графен является одним из наиболее перспективных материалов для создания электронных компонентов нового поколения благодаря сочетанию высокой подвижности носителей заряда, механической прочности, химической и термической стабильности, а также высокой чувствительности к внешним физическим и химическим воздействиям.
Несмотря на значительный объем исследований в области графеновых технологий, многие вопросы, связанные с влиянием условий синтеза, структурных характеристик, дефектности и функционализации графена на его электронные свойства, остаются недостаточно изученными.
Особую научную значимость представляет исследование гибридных систем на основе графена и металлических наночастиц, для которых до настоящего времени не установлены количественные закономерности межфазного взаимодействия и его влияния на свойства материала. Научная новизна моей работы связана с установлением взаимосвязей между параметрами синтеза, морфологией распределения наночастиц титана и олова, структурными характеристиками графеновых слоев и их электрическими свойствами.
Также определяются физические механизмы, отвечающие за изменение проводимости графена при адсорбции молекул-доноров и акцепторов, полярных и неполярных соединений, а также при воздействии электромагнитного излучения.
Полученные результаты создают научную основу для проектирования функциональных графеновых структур с управляемыми электрическими характеристиками и разработки высокочувствительных газовых и оптических датчиков нового поколения.
Хочу поблагодарить моего научного руководителя Дмитрия Владимировича Смовжа за поддержку и возможность заниматься интересными научными задачами, а также весь коллектив лаборатории синтеза новых материалов — за помощь, обсуждения и атмосферу, в которой наука становится не только работой, но и увлечением.
Виктория Ломакина (3 курс), тема диссертации — «Разработка полупроводниковых материалов на основе диоксида титана, оксида вольфрама и графитоподобного нитрида углерода для фотоэлектрохимических приложений», научный руководитель — д.х.н. Екатерина Александровна Козлова:
— Проводимое мною исследование направлено на преодоление ключевых технологических барьеров в области водородной энергетики, в частности — проблем эффективного аккумулирования и логистики энергоносителей.
Научная гипотеза работы базировалась на возможности кратного увеличения квантового выхода за счет управления архитектурой полупроводников. В рамках реализации этой задачи была проведена оптимизация методов синтеза тонкопленочных анодов и апробированы различные стратегии модификации диоксида титана, оксида вольфрама и графитоподобного нитрида углерода.
Ключевым достижением стало внедрение архитектурного подхода формирования каскадных многослойных фотоэлектродов на основе гетеропереходов II типа, обеспечивающего наиболее высокую фотоэлектрохимическую активность системы.
В долгосрочной перспективе предложенные технологические решения закладывают фундамент для создания промышленно масштабируемых систем получения водорода.
Илья Герцель (1 курс), тема диссертации — «Закономерности формирования межфазных границ в титаноматричных композитах в условиях нестационарного лазерного воздействия», научный руководитель — д.т.н. Александр Геннадьевич Маликов:
— Исследования, проводимые в рамках работы над моей диссертацией, направлены на решение важной технологической задачи. Ответственные элементы газотурбинных установок авиационного и энергетического назначения — лопатки компрессора, блиски, корпуса — в процессе эксплуатации подвергаются интенсивному абразивному износу.
Причиной являются посторонние частицы, попадающие в проточную часть: кварцевый песок и вулканический пепел из атмосферы, бетонная крошка с покрытий взлетно-посадочных полос, металлический мусор и частицы льда.
Титановые сплавы, обладая уникальным сочетанием низкой плотности и высокой удельной прочности, демонстрируют низкую износостойкость, что критически ограничивает их применение в узлах трения и требует либо создания защитных покрытий, либо разработки принципиально новых титаноматричных композитов (ТМК).
Прямой запрос на такие материалы сформулирован ведущими российскими высокотехнологичными предприятиями: ЗАО «Группа компаний С7», АО «ОДК-Авиадвигатель», ПАО «ОДК-Сатурн», АО «БЭМЗ» и др.
До настоящего времени прямое лазерное выращивание ТМК характеризовалось неконтролируемыми фазовыми превращениями, трещинами и порами, что делало невозможным получение бездефектных ТМК с высоким содержанием керамических частиц. Получение высокой износостойкости — прямой результат управляемого формирования межфазного слоя и микроструктуры материала за счет вариации переданной энергии лазерного излучения.
Работа построена как замкнутый цикл: синтез композитных материалов методом аддитивного лазерного выращивания, диагностика структуры, в том числе методом in situ синхротронной дифракции, определение эксплуатационных характеристик — износостойкости, температурной стабильности, жаростойкости.
Сравнительный анализ полученных данных по разным системам (Ti-B-C, Ti-Al-O, Ti-B, Ti-Si-C, Ti-W-C) позволяет выделить универсальные закономерности формирования межфазного слоя и отделить их от эффектов, обусловленных локальными свойствами конкретной системы.
Выявленные механизмы носят фундаментальный характер и могут быть распространены на другие металломатричные композиты, включая системы на основе никеля, кобальта и тугоплавких металлов.
Прикладная значимость моей работы состоит в том, что установленные закономерности позволят перейти от эмпирического подбора химического состава и режимов синтеза к научно-обоснованному конструированию композиционных материалов с заданными свойствами для конкретных применений в авиационной, космической и энергетической и других отраслях промышленности. В частности, результаты работы обеспечат возможность обоснованного выбора типа армирующих частиц в зависимости от требуемых эксплуатационных характеристик изделия, например лопатки газотурбинных установок.
Михаил Колоколов (2 курс), тема диссертации — «Развитие и применение методов импульсной ЭПР спектроскопии для биологических комплексов с высокой структурной вариативностью», научный руководитель — д.ф.-м.н. Олеся Анатольевна Крумкачева:
— Моя диссертация посвящена изучению пространственной структуры белков, способных собираться в особые клеточные образования — стресс-гранулы. Главным героем исследования выступает белок G3BP1, запускающий сборку таких гранул в клетке в ответ на стресс. Эти процессы напрямую связаны с медициной: при их нарушении жидкие капли белков превращаются в твердые токсичные агрегаты, что лежит в основе развития бокового амиотрофического склероза и болезни Альцгеймера.
Сложность задачи состоит в том, что классические методы структурной биологии (кристаллография и электронная микроскопия) не способны «увидеть» такие белки внутри плотных клеточных капель, поэтому в работе используется сочетание методов магнитного резонанса и компьютерного моделирования.
Научная новизна моего исследования состоит в том, что нам впервые удастся напрямую получить структурную картину белка G3BP1 непосредственно внутри стресс-гранул, а не в разбавленных растворах, как это делалось ранее. Помимо самого белка, в работе изучается и роль молекул РНК, которые запускают сборку стресс-гранул и существенно меняют структуру белка при взаимодействии с ним.
Полученные данные станут основой для разработки лекарств нового поколения против нейродегенеративных заболеваний, которые позволят рационально придумывать молекулы, предотвращающие патологические затвердевание клеточных капель. Важно отметить, что разрабатываемая методология не ограничена одним объектом: после ее отработки на белке G3BP1 она может быть перенесена на другие белки, связанные с нейродегенеративными и онкологическими заболеваниями.
.jpg "13 аспирантов НГУ стали обладателями Президентских стипендий")
