РНФ объявил победителей конкурсов 2019 года на получение грантов Президентской программы исследовательских проектов. Среди лауреатов – представители Российского химико-технологического университета имени Менделеева.

Конкурс исследований научными группами под руководством молодых ученых связан с поддержкой нового поколения научных лидеров. Размер гранта – до 5 миллионов рублей ежегодно, его продолжительность – 3 года с возможностью продления на конкурсной основе до 5 лет. На эти средства молодые исследователи должны не только предложить интересную идею, но и собрать вокруг себя научную группу. Одним из победителей конкурса стал декан факультета нефтегазохимии и полимерных материалов Игорь Сиротин с работой: «Новые фосфоразотсодержащие бензоксазиновые и эпоксидные связующие для полимерных композиционных и клеевых материалов».

Проект посвящен бензоксазинам – это химические соединения, способные полимеризоваться с образованием жёстких, прочных и малогорючих полимеров. По своим свойствам они похожи на клеевые материалы, которые используют для производства фанеры – фенол-формальдегидные смолы. Но преимущество бензоксазинов в том, что их полимеризация протекает без выделения летучих веществ, поэтому конечный материал получается непористым и более прочным. Таким образом, они могут конкурировать с дорогими эпоксидными материалами не только по своим свойствам, но и из-за того, что все исходные реагенты для синтеза бензоксазинов производятся на территории России. Композиты на основе бензоксазинов уже вызывают интерес у производителей, например, в качестве негорючих материалов для внутренней отделки салона самолетов МС-21 и Сухой Суперджет 100.

По словам Игоря Сиротина, по меркам индустрии композитов, полибензоксазины – это новейший материал. Открыт он был в 1994 году, а промышленное производство начала компания Huntsman в 2008 году. В России о бензоксазинах ни индустрия, ни ученые практически не знают. «Моя группа занимается бензоксазинами меньше двух лет, сейчас готовится к защите одна кандидатская диссертация, в процессе публикации две статьи, и уже в октябре первые результаты проекта будут представлены на конференции Baekeland 2019 (г. Тарагона, Испания). Мы считаем, что в настоящее время развитие этой области химии очень важно для экономики России. Бензоксазины могут сыграть важнейшую роль в отечественной авиации, машиностроении и космической отрасли. С их помощью можно будет побороть импортозависимость. В планах у нас – организация производства базовых бензоксазиновых мономеров», – рассказывает Сиротин.

Ученые хотят получить линейку новых полибензоксазинов, свойства которых могут быть выше, чем у известных материалов этого класса. «Например, мы будем вводить в состав бензоксазинов фосфорорганические соединения, которые позволят повысить и без того хорошие механические свойства и огнестойкость материалов. В будущем это позволит изготавливать из полибензоксазинов не только материалы для отделки, но и конструкционные детали», – добавил декан НПМ.

В номинации «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» также лауреатом стал старший научный сотрудник кафедры химии и технологии кристаллов Роман Аветисов с работой: «Фундаментальные закономерности управления наноразмерной структурой монокристаллических, аморфных и тонкопленочных люминесцентных структур на основе органических металлокомплексов и гибридных органонеорганических материалов». В проекте речь идет об органических полупроводниковых материалах.

«Все уже привыкли, что полупроводник – это монокристаллический кремний или арсенид галлия. В общем, неорганические материалы, – рассказывает Роман. – Однако за 10 лет ситуация кардинально изменилась. Органические полупроводниковые материалы начали стремительно завоевывать те области, которые  долгое время были заняты неорганикой. Например, люминофоры. Но технология органических полупроводников находится в начале пути. В неорганической полупроводниковой электронике долгие годы доминировали 3 материала – кремний, германий, арсенид галлия. В последние годы к ним присоединились карбид кремния, нитриды галлия, алюминия и ряд других. Но, по-прежнему, число неорганических полупроводниковых материалов, выпускаемых в промышленных масштабах, не превышает двух десятков. Другое дело органические полупроводники. Новых органических полупроводников синтезируют по 10-20 тысяч в год. В этом их преимущества и проблема».

Проект научной группы Романа Аветисова направлен на фундаментальные исследования органических полупроводниковых материалов. Одна из главных задач –  поднять их технологию до стандартов неорганических полупроводников по химической чистоте (не хуже 99,999 мас.%). Уже были проведены исследования, которые послужили основой для создания нового метода выращивания органических монокристаллов. Теория этого метода уже разработана. В проекте он будет реализован на практике. «Если все получится, то рост органических монокристаллов диаметром более 20 мм станет таким же привычным делом, как и выращивание монокристаллов кремния или сапфира диаметром более 300 мм», – добавляет Роман.

Работать над проектом будут восемь человек – семь сотрудников РХТУ и один доктор химических наук, сотрудник ФИАНа Илья Викторович Тайдаков.  

Номинация «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» направлена на поддержку молодых людей в возрасте до 33 лет, защитивших кандидатские диссертации. Ученые получат грант на сумму 1,5 миллиона рублей. Здесь лауреатами стали ведущий инженер Центра коллективного пользования Александр Морозов с исследованием на тему: «Физико-химические основы формирования металлооксидных пленок с пространственно-упорядоченной наноструктурой для гетерогенных фотокаталитических систем фото-Фентона» и инженер Международного центра лазерных технологий Сергей Федотов с работой: «Модифицирование прозрачных диэлектриков наносекундными и суб-наносекундными гребенками фемтосекундных импульсов».

Проект Александра Морозова посвящен очистке воды от токсичных органических загрязнителей. Сегодня негативное воздействие человечества на водные объекты настолько высоко, что механизмы самоочищения водоемов со своей задачей не справляются. Особую тревогу вызывает загрязнение источников водоснабжения органическими токсикантами. Александр предложил решить проблему загрязнения вод с помощью фотокатализа. Его проект посвящен разработке нового управляемого способа синтеза металлооксидных фотокатализаторов, представляющих собой высокоорганизованные пленки из НТ TiO2, допированных переходными металлами.

Фотокатализ – один из наиболее эффективных методов очистки воды от органических примесей. Метод интересен тем, что снижает энергоемкость процесса очистки за счет использования энергии солнечного света. Проект Александра позволит решить не только фундаментальные научные задачи современного фотокатализа, но и создать основы технологии получения высокоактивных металлооксидных фотокатализаторов для использования в различных каталитических системах, направленных на улучшение качества и безопасности жизни человека. Такой способ получения катализаторов не требует создания новых высокотехнологических производств и может быть интегрирован в любое существующее электрохимическое производство анодных покрытий.

Сейчас проект находится на стадии научных исследований, ведутся работы по установлению влияния природы и концентрации различных допирующих добавок на фотокаталитические свойствах НТ TiO₂. Промежуточные результаты показывают, что полученный материал уже обладает более высокой фотокаталитической активностью, чем коммерческие образцы фотокатализаторов.

Всего по результатам двух конкурсов РНФ поддержал 494 инициативных проекта молодых ученых размером 1,5–2 миллиона рублей ежегодно и 340 молодежных научных групп с финансированием в 3–5 миллионов рублей. Проекты-победители связаны, в первую очередь, с физикой, химией и инженерными науками.

Справка:

Президентская программа исследовательских проектов была разработана Фондом в 2017 году по поручению Президента России Владимира Путина, ее основные задачи – поддержать долгосрочные проекты ведущих ученых и создать карьерные траектории для перспективных молодых исследователей.

 

Фото: Инга Подольная