Международная научная лаборатория: альтернативная энергетика и транспорт будущего

Сегодня на базе Южно-Уральского государственного университета успешно функционируют 8 международных научных лабораторий под руководством ведущих зарубежных ученых из США, Канады, Мексики, Великобритании, Франции, Словакии, Индии.

На базе лабораторий проводятся исследования в области таких актуальных направлений, как аддитивные технологии, пищевые технологии, цифровая индустрия, заболевания, вызванные стрессом и др. В 2019 году ЮУрГУ планирует открытие еще нескольких лабораторий. Об основных направлениях деятельности одной из них - Лаборатории полициклических ароматических соединений и углеродных наноматериалов, рассказал старший научный сотрудник кафедры материаловедения и физико-химии материалов, инженер-исследователь НОЦ «Нанотехнологии» Дмитрий Жеребцов.

– В каких направлениях будет осуществляться научно-исследовательская деятельность новой лаборатории?

– Заявка на создание Лаборатории полициклических ароматических соединений и углеродных наноматериалов ЮУрГУ была подана совместно с Константином Амшаровым, ученым из Университета Эрлангена-Нюрнберга (Германия). Деятельность лаборатории будет включать два направления: одно из них связано с органической химией, другое — с углеродными наноматериалами. Углеродные наноматериалы будут синтезированы из органических полициклических ароматических соединений, которые являются главной частью исследований лаборатории (это органические соединения, содержащие в своих молекулах более одного бензольного ядра). Мы включаем в область своих интересов углеродные наноматериалы, поскольку они имеют большой потенциал для развития фундаментальной науки и прикладных применений.

– Какие ученые войдут в число сотрудников лаборатории?

– Лаборатория будет объединять ранее не связанные между собой научные кадры. Это два высококвалифицированных специалиста из Индии, два аспиранта химического факультета, а также кандидаты и доктора наук химического и физического факультетов ЮУрГУ. Кроме того, в исследованиях будут участвовать шесть аспирантов Университета Эрлангена-Нюрнберга.

Фото: Ph.D. из Индии Сактхи Дхаране

– Какое практическое применение найдут результаты исследований лаборатории?

– Наша лаборатория более нацелена на фундаментальные исследования и задачи, преимущественно мы будем заниматься синтезом новых материалов. Направления, связанные с полициклическими ароматическими соединениями, потенциально интересны для органической электроники. Органическая электроника может быть условно разделена на 3 области: это солнечная энергетика; полупроводники, необходимые, например, для гибких органических транзисторов, диодов, полупроводниковых приборов (т. е. гибкая органическая электроника); третье направление уже нашло практическое применение — это органические светодиоды, которые используются в производстве мониторов компьютеров, телевизоров. Наши соединения будут потенциально интересны для всех трех областей.

– Почему для мировой науки важно синтезировать углеродные наноматериалы? Какими свойствами они будут обладать?

– Одни из основных ожидаемых свойств будет высокая адсорбция по отношению к небольшим молекулам, например, таким как молекулы водорода. Адсорбция — это свойство материала обратимо поглощать и отдавать молекулы. Это большая нерешенная проблема для водородного транспорта — экологически чистых автомобилей, которые могут ездить на водороде. Заправка жидким водородом автомобильного транспорта — это пока что нерешенная задача. Оптимальным решением может быть использование адсорбентов, т. е. высокопористых материалов, которые способны накапливать в своих порах 5-10% водорода (а это достаточно много) под сравнительно невысоким давлением. За такие сорбенты идет непрерывная гонка «научных вооружений».

Другим важным ожидаемым свойством новых кристаллических углеродных материалов будет их высокая электропроводность, что открывает для них область электрохимических применений, например, в аккумуляторах смартфонов или электротранспорта. Кроме того, электропроводные химически стойкие углеродные материалы будут интересны для топливных элементов, например, водородных, превращающих энергию реакции водорода с кислородом в электрическую энергию. Также они найдут применение в солнечной энергетике.

Фото: Научный сотрудник кафедры материаловедения и физико-химии материалов, инженер-исследователь НОЦ «Нанотехнологии» Дмитрий Жеребцов

– В чем заключается уникальность новой лаборатории?

– Нашу лабораторию отличает то, что мы ставим перед собой в науке высокие планки. Одна из задач связана с углеродными наноматериалами. Над различными углеродными материалами работают сотни лабораторий по всему миру. Нами же поставлена сверхзадача — открытие нового класса кристаллических углеродных материалов. Такие материалы предсказаны теоретиками в десятках и сотнях вариантов, но до сих пор еще никем не были получены. Выбранный нами путь к ним заключается в термолизе полициклических ароматических соединений. В случае получения нового класса кристаллических углеродных материалов произойдет очередной мощный толчок развития материаловедения и всей химии в целом, так же, как это было после открытия фуллеренов и углеродных нанотрубок.

Виктория Матвейчук; фото: Виктория Матвейчук, Олег Игошин
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.