Молодая ученая-химик из Казахстана удостоена 1-й премии международного конкурса проектов

Подведены итоги конкурса проектов молодых ученых, посвященного 180-летию Дмитрия Менделеева. Первой премии удостоена докторант 1-го курса по специальности "Нанотехнологии и наноматериалы" кафедры "Химическая физика и материаловедение" факультета химии и химических технологий КазНУ им. аль-Фараби и младший научный сотрудник лаборатории синтеза углеродных наноматериалов в пламени Института проблем горения Молдир Ауелханкызы. Сегодня она отвечает на наши вопросы.

- Расскажите вкратце о сути вашей работы.

- Суть состоит в получении графенов в пламени. Графен - это первый известный двумерный материал, в котором sp2-гибридизованные атомы углерода образуют гексагональную решетку. Многие связывают с ним будущее всей электронной индустрии. Графен прочнее стали, гибок, обладает высокой электропроводимостью и при этом состоит лишь из одного слоя атомов углерода. Эти свойства данного материала привели к тому, что его стали воспринимать как основу для множества будущих "прорывных" изобретений человечества.

С момента открытия А.Геймом и К.Новоселовым первого способа получения графена (за это они получили Нобелевскую премию), основанного на механическом расщеплении слоев графита, усилия многих научно-исследовательских лабораторий были сосредоточены на писке новых, более эффективных путей получения графенов низкой стоимости. Использовались такие методы, как жидкофазное окисление графита, химическое осаждение из паровой фазы, эпитаксиальный рост на поверхности металла, термическое разложение карбида кремния, получение графена в электрической дуге. Однако они являются очень сложными, требуют много времени и преимущественно приводят к низкой производительности графена. Поэтому поиск менее трудоемких и более эффективных способов является актуальной задачей.

Одним из таких методов является синтез графеновых слоев в пламени. В этом случае процесс формирования наноструктур происходит за короткое время, как правило, от 10-5 до 10-3 секунды. Он является непрерывным, простым, недорогим и может быть применен для массового производства. Исследования, проведенные рядом ученых при атмосферных условиях, показали, что процесс получения графенов в пламени может успешно конкурировать с их синтезом методом химического осаждения из паровой фазы (CVD).

Наша работа выполняется под началом моих научных руководителей - директора Института проблем горения профессора З.А.Мансурова и заведующего лабораторией профессора Н.Г.Приходько. Были проведены экспериментальные исследования по синтезу графенов в пламени при атмосферном и низком давлении. Основной упор делался на исследовании синтеза слоев графенов в пламени при давлении 40-100 Торр при горении предварительно перемешанной бутан-кислородной смеси с добавлением бензола. В качестве подложки применяли никелевую пластинку толщиной 0,2 мм. Ее размещали вертикально по отношению к оси пламени в центральной части, вводили в пламя при полной стабилизации горения и выдерживали от 30 секунд до 3-х минут. По истечении заданного времени подложку выводили из пламени, горение прекращали, а давление поднимали до атмосферного. Исследования по синтезу графенов в пламени при низком давлении ранее не проводились, поэтому они представляют определенный интерес и восполняют пробел в этой области знаний.

- Как долго вы занимаетесь этой работой?

- Отвечая на этот вопрос, надо начать с того, что в Институт проблем горения я пришла в сентябре 2011 года после окончания Евразийского национального университета им. Л.Н.Гумилева. Но о работе института я знаю еще со студенческих лет, поскольку проходила здесь двухмесячную производственную практику. Да и тема моей дипломной работы звучит так: "Процессы горения углеводородов". По окончании вуза я решила вернуться в Алматы, чтобы работать в институте. А данным направлением я занимаюсь с февраля 2012 года, когда сотрудники нашей лаборатории "Синтез углеродных наноматериалов в пламени" получили грант Министерства образования и науки на выполнение исследований по теме "Синтез графенов в пламени".

В рамках этого проекта я проходила стажировку в Университете Брайтон (Великобритания) под руководством Ph.D. Раймонда Уитби. Целью моей работы являлось отделение графенов, полученных в пламени, от подложки и исследование их структуры на атомно-силовом микроскопе. С доктором Р.Уитби мы разработали методику их отделения и очистки от примесей.

- Расскажите о конкурсе проектов молодых ученых.

- Он проводится с 2007-го. Идея его организации принадлежит академику Павлу Джибраеловичу Саркисову, который тогда являлся президентом Российского химического общества им. Д.И.Менделеева. Первый конкурс был проведен в рамках Международной выставки химической промышленности "Химия-2007" и воплотил идею единства химической промышленности и науки. С тех пор он проводится ежегодно, объединяя молодых ученых из ведущих химико-технологических, технических университетов России и стран СНГ.

На конкурс принимаются работы ученых не старше 30 лет, не имеющих ученых степеней, в области химии, химической технологии, нефтехимии, биотехнологии. Каждая организация может представить не более пяти проектов. После предварительного рассмотрения экспертной комиссией работы, отобранные в финал конкурса, должны быть представлены в форме очной презентации. Критериями оценки являются актуальность темы, уровень проведенных исследований, практический интерес для действующих и создаваемых промышленных химических предприятий и комплексов, уровень изложения, оформление презентации, ответы на вопросы.

В состав жюри конкурса вошли ректоры, ученые ведущих химических и технических университетов России. Сопредседателями жюри были вице-президент Российского химического общества (РХО) им. Д.И.Менделеева профессор С.Голубков, ректор РХТУ им. Д.И Менделеева профессор В.Колесников, ректор Волгоградского ГТУ академик И.Новаков. Такая высокая представительность обеспечила необходимую экспертную оценку представленных проектов.

Нынешний конкурс был посвящен 180-летию великого ученого Д.И. Менделеева. В оргкомитет поступило 75 заявок от молодых ученых из 24-х организаций, среди которых Белорусский государственный технологический университет, Волгоградский государственный технический университет, Ивановский государственный химико-технологический университет, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В Ломоносова, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Санкт-Петербургский государственный технологический институт (ТУ), НИ Томский политехнический университет, Ярославский государственный технический университет, ряд институтов РАН.

После предварительного рассмотрения экспертной комиссией работ молодых ученых был определен состав финалистов (21 человек). Каждый участник финала делал доклад-презентацию в течение десяти минут, затем отвечал на вопросы, после чего было обсуждение. Сопредседатели конкурса оценивали работы по 10-балльной шкале.

Я выступила по списку 10-й, обстоятельно ответила на все вопросы. В итоге мне присудили 1-ю премию. При вручении диплома члены жюри отметили, что работа выполнена по одной из актуальных тем в области нанотехнологии на высоком экспериментальном научно-техническом уровне.