Над чем вы сейчас работаете?
Тема работы нашей лаборатории, по классическому отечественному определению — это материаловедение, по международной классификации – material science. Мы разрабатываем новые материалы. В нашей команде больше 10 человек с различными областями интересов, вследствие чего направлений работы достаточно много.
Окружающее нас пространство пронизано электромагнитными волнами различного диапазона. Микроволновое излучение может мешать корректной работе систем связи, точного измерительного оборудования, систем жизнеобеспечения человека (например, кардиостимуляторов). Согласно многочисленным исследованиям, неионизирующее СВЧ-излучение в диапазоне частот от 0,1 до 300 ГГц провоцирует заболевания у человека. Внимание большого количества научных коллективов обращено на разработку экранирующих материалов, позволяющих эффективно снизить негативный фактор электромагнитных помех.
Мы разработали уникальную технологию создания сетчатых прозрачных проводящих ток пленок. Для их производства используются самоорганизованные шаблоны на основе природных материалов - в частности, яичного белка.
О биомассе и инвестициях в будущееВ 2000-х годах в науке стал активно использоваться термин «нанотехнологии». Под этим термином подразумевается комплекс дисциплин по изучению вещества в виде частиц с малыми размерами. 1 нанометр это 1 миллиардная часть метра. При переходе в наномасштаб появляются абсолютно новые свойства вещества. В частности, в наномасштабе есть комплекс эффектов, которые можно использовать при производстве материалов. Это эффекты самоорганизации.
В своей работе мы посмотрели на растрескивание коллоидных жидкостей как материаловеды. Мы решили, что подобные образования можно использовать как шаблон. В принципе, на этой идее основана наша работа в течение последних 10 лет.
Как и зачем это можно исследовать?
Мы изучаем и разрабатываем методики создания прозрачных проводящих покрытий. Эти покрытия должны быть оптически прозрачными и при этом хорошо проводить электричество. Достаточно высокую концентрацию электронов имеют, как правило, металлы. С другой стороны, как раз высокая концентрация электронов блокирует электромагнитные волны. Следовательно, плёнки металлов толщиной более 25 нанометров практически непрозрачны для видимого света.
Однако можно проявить хитрость и сделать из металла незаметные глазу микро- и нанопроводники, которые будут чередоваться с прозрачными областями. Например, сетчатые структуры, прозрачные проводящие покрытия, которые не видны человеческому глазу, но замечательно проводят электричество можно делать при помощи фотолитографии.
Происходит это так: полимерный материал наносится на подложку из стекла или пластика. Потом над ней размещается фотомаска, которая затеняет нужные области. Через маску подложка облучается светом нужной длины волны, под действием которого она испытывает определенные химические превращения. В результате засвеченные области растворяются в растворителе. Без такого процесса немыслимо производство современных интегральных микросхем с высокой плотностью электронных компонентов.
Где используются прозрачные проводящие покрытия?
Практически везде в оптоэлектронике: в смартфонах, телевизорах, солнечных элементах, фотодетекторах, светодиодах и тому подобном. Ключевой элемент прозрачного проводящего покрытия — это оксид индия-олова. Но у него есть определенные минусы. Он очень хорош на стеклянной подложке, которая позволяет термически обработать оксид индия-олова, но на гибкой пластиковой подложке этого уже не сделать, что сильно снижает его электропроводимость и прозрачность. Мы работаем над тем, чтобы структурировать металлы, то есть, делать их в виде различных сетчатых структур, которые совместимы с гибкой подложкой, имеют лучшие эксплуатационные параметры материала, а именно оптическая прозрачность выше, а поверхностное сопротивление ниже, чем у оксида индия-олова.
Стоимость покрытия, которое мы делаем простыми методами самоорганизации – десятки и сотни рублей за квадратный метр, в зависимости от типа металла из которого сделано микросетчатое покрытие. В случае фотолитографии — это сотни тысяч и миллионы рублей за квадратный метр. Масштабирование фотолитографии — это крайне трудозатратный процесс. Сейчас у нас в стране большинство производителей микроэлектроники, которые пользуются фотолитографией, работают с полезной площадью примерно равной 8 дюймовой пластине из кремния (круг диаметром 20 см).
В нашем технологическом процессе с использованием самооорганизованного шаблона в одном эксперименте можно получить до 300 погонных метров материала с шириной 30 сантиметров. Из-за того, что в одном технологическом процессе производится такое большое количество материала, его себестоимость становится низкой.
Где это еще применяется?
Это прозрачные нагревательные элементы. Например, большие обогреваемые окна, которые будут пропускать много света, и при этом обогревать. Актуально для жилых домов и транспорта в Сибири. Или можно сделать большие теплицы и выращивать урожай круглый год. Соотношение высокой оптической прозрачности, низкого электрического сопротивления и малой себестоимости — это очень мощное преимущество, относительно отечественных и зарубежных решений.
Вы сказали, что используете для пленок куриные яйца. Как это?
Мы начинали работу с различными оксидами материалов — оксид кремния, оксид титана. Эти материалы нам на самом деле не очень нравились. Как оказалось, лучший материал для самоорганизованного шаблона – это белок куриного яйца. Этот экологичный материал позволяет в широком диапазоне регулировать параметры растрескивания. Допустим, вы захотели, чтобы размер ячейки сетки был 100 микрометров, а ширина дорожки 2 микрометра. Пожалуйста! При помощи белка куриного яйца мы научились регулировать ширину трещин и, соответственно, средний размер ячеек микросетчатой структуры.
Экологичность метода заключается, во-первых, в том, что используется безопасный белок куриного яйца, а во-вторых, при отмывке можно использовать воду, а не ацетон. Что получается на выходе? Мишень металла преобразуется в сетку и нанопластинки. Белок куриного яйца методом распылительной сушки опять сушится, растворяется и зацикливается в технологическом процессе получения самоорганизованного шаблона.
Вы занимаетесь экспериментами, обработкой полученной информации, написанием статей. В процентном соотношении, сколько времени занимают разные этапы работы?
Самое сложное, наверное, написать статью. Можно сделать отличную работу, но опубликовать ее в слабом журнале. Точно такую же работу, можно подать в хороший высокорейтинговый журнал. Тут важны навыки написания научных статей, правильно расставленные акценты, качество обзора современного состояния проблемы. Соответственно, и трудозатраты на написание статьи в слабый и крепкий журналы кардинально отличаются. В целом на статьи и отчёты по работе уходит более половины всего времени.
Вы работаете в Академгородке, что вам нравится здесь?
Здесь особая атмосфера. Есть старшие коллеги, к которым всегда можно обратиться, с любым вопросом. Красноярский научный центр СО РАН — это как дом. Тут достаточно комфортная атмосфера, для эффективного рабочего взаимодействия, ведь ты знаешь практически всех сотрудников. Это, наверное, главная особенность регионального научного центра.
А как лично вы начали заниматься наукой, и кто вас вдохновил на это?
Я окончил обычную деревенскую школу в селе Устьянск Абанского района, недалеко от Канска. Конкретного вдохновения, которое «толкнуло» меня в науку, наверное, не было. Очень повезло в школе с преподавателями. Вообще, мне кажется, что любой ребенок в школе не понимает, чем он хочет заниматься. По факту за нас решают родители. И за меня в какой-то степени, наверное, родители решили. Я любил футбол, хотел идти на физическое воспитание.
А мама сказала: «Какая физкультура, давай наукой занимайся». Поэтому после девятого класса я начал подтягивать физику. Учитель физики взялся готовить меня к поступлению в университет практически на благотворительной основе. У него была потрясающая библиотека, и готовился я не по классическим методичкам подготовки к ЕГЭ. У него были подписки журнала «Квант» с 1970 годов. И вот благодаря этому журналу я полюбил науку. Это просто уникальный журнал, который, к счастью, существует и сейчас, где самую передовую большую науку рассказывают детям простым языком. Мне кажется, гениальный проект, и я его воздействие на себе прочувствовал.
В начале изучения физики, а это был 10 класс, даже простейшие задачи на движение тела по наклонной плоскости мне давались очень тяжело. Но прошел год, и вот мы начали просматривать вступительные задачи в хорошие ВУЗы, над олимпиадными задачами думать. В итоге поступил в Сибирский государственный аэрокосмический университет.
Сейчас мне нравится наука тем, что я сам ставлю себе задачи. Мы с коллегами постоянно варимся в творческой атмосфере. Самое главное — я вижу результат своего труда: написал статью, сделал интересный проект, получил образец. Моя работа не позволяет впасть в депрессию. Современный человек часто сталкивается с экзистенциальными проблемами. Наука позволяет от работы получать удовлетворение. Здесь, наверное, не стоит вопрос успешный ты ученый или неуспешный. Здесь просто хорошо. Я, бывает, работаю по 60 часов в неделю. Но мне этот процесс доставляет удовольствие своей не цикличностью. Я постоянно ищу решение какой-то проблемы, и это решение часто нетривиальное.
%2C%20%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%BC%20%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D1%87%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BB%20%D0%B8%D0%B7%20%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%80%D1%8F%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D0%BD%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%BA.JPG)
Не бывает желания уехать в Москву, может быть в другой более крупный город?
Я, наверное, сторонник консервативной позиции: где родился, там и пригодился. Также я понимаю, что неизвестно, чем я буду в Москве или другом научном центре заниматься. Здесь у меня есть команда, в которой я уверен, и которой я нужен. Нет смысла уезжать на задачи, которые будут не моими. Я приеду на задачу какого-то профессора, потому что моя позиция в случае переезда — это постдок (прим.: молодой кандидат наук, стажирующийся у опытного ученого). Кандидату наук мало где дадут заниматься своим направлением. У каждого института или научного центра есть свои конкретные задачи и государственные задания по которым они в первую очередь работают.
Что касается финансов. Можно ли выжить на зарплату ученого?
В России, наверное, нет ни одного ученого, который ведет актуальные исследования мирового уровня и при этом мало зарабатывает. Нет человека, который делает публикации качественного уровня в качественных журналах и мало зарабатывает. Все ученые высокого уровня зарабатывают достойные деньги. Это существенно выше средней зарплаты по региону. Но стать исследователем высокого уровня задача, конечно, непростая.
В целом доход исследователя складывается из базовой зарплаты и выплат по проектам, частных инвестиций. В нашем случае – это проект по микросетчатым покрытиям на основе самоорганизованного шаблона. Сейчас в Санкт-Петербурге у нас запущена промышленная линия. Мы уже занимаемся отработкой промышленных режимов. Конечно, если говорить про финансовую успешность, есть определенный момент случайности. Важно, скажем так, ухватить нужную научно-техническую проблему. Важно попасть «в струю».
Что бы вы могли пожелать школьникам и студентам, которые тоже подумывают пойти в науку?
Тут, наверное, вопрос не только для тех, кто хочет пойти в науку. Мне кажется, для всех молодых людей важно найти дело жизни. Не обязательно этим станет наука. Это может быть, например, выпечка, скалолазание, что угодно. Родители должны быть, наверное, в этих вопросах помягче. Молодой, не сформировавшийся характер, иногда просто не способен противостоять родителям. В результате мы получаем человека, который к концу, например, обучения в университете, понимает, что не любит то, чем ему придётся всю жизнь заниматься.
Наука понравится тем, кто любит создавать, что-то новое, нетривиальное, готов сталкиваться со сложностями, терпеть неудачи, когда процент удачных и неудачных экспериментов или синтезов, например, 1 к 10 или даже 1 к 20. Если вы это способны выдержать, то, наверное, можно идти в науку. Самое главное — получать удовольствие от процесса, а не от результата. Если человек идёт получать удовольствие от результата, и рассчитывает стать знаменитым учёным, то спешу расстроить. Кто так думает, никогда им не станет. Только процесс. Самое важное — разобраться в себе, понять, что нравится, и выбрать то, что получается.
Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».
