С 14 по 20 октября 2007 г. в Воронеже проходила шестая Всероссийской школа-конференция “Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)”. Как и целый ряд предыдущих конференций, она была организована на базе Воронежского Государственного Университета совместно с Факультетом наук о материалах МГУ им. М.В. Ломоносова при поддержке Министерства науки и образования, Отделения химии и наук о материалах РАН и Российского фонда фундаментальных исследований.
В этом году для участия в школе-конференции было заявлено более 160 докладов. При этом доклады ученых, достигших значимых успехов и известности в научной среде, были представлены в качестве пленарных лекций, а работы студентов, аспирантов и молодых ученых – в качестве постеров, каждый из которых сопровождался пятиминутной устной презентацией.
Конференцию открыл акад. Ю.Д. Третьяков, выступивший с докладом о проблемах развития нанотехнологий в России и за рубежом. Он рассказал о стратегиях развития нанотехнологии в России и подчеркнул, что вследствие заметного отставания нашей страны в этой области от США, стран Евросоюза, и Японии, невозможно лишь следовать по пути, проторенному этими государствами и пытаться копировать их достижения. Ю.Д. Третьяков также отметил, что необходимо максимально использовать потенциал российских научных школ, а также создавать новые научные кадры, то есть специалистов, знакомых со всеми новейшими достижениями в области нанотехнологий.
Акад. В.Я. Шевченко представил доклад на тему «Геометрические принципы самоорганизации наночастиц». Он рассказал о различных уровнях самоорганизации в наномире, примерами которых являются, например, сверхкластеры.
Проф. В.Я. Шур из Уральского государственного университета (г. Екатеринбург) выступил с обширным и хорошо структурированным докладом «Формирование самоорганизованных доменных структур в сегнетоэлектриках. Основы нанодоменной инженерии». В основном его сообщение было посвящено материалам на основе LiNbO3; особенно интересной оказалась часть доклада, посвященная росту и эволюции доменов и исследованию этих процессов методом атомно-силовой микроскопии с пьезоэлектрическим откликом.
Проф. Ю.И. Головин из Тамбовского университета прочитал лекцию на тему «Наноиндентирование – универсальное средство характеризации механических свойств наноматериалов». В своем докладе он показал, как с помощью наноиндентирования можно на локальном уровне анализировать такие свойства наноматериалов, как твердость, модуль Юнга, вязкость разрушения, подвижность дислокаций и скорость вязкоупругого течения. В свою очередь, это позволяет характеризовать нанокерамику, градиентные материалы и тонкопленочные структуры, свойства которых невозможно корректно измерить с помощью обычных, «классических» механических испытаний. Кроме того, наноиндентирование позволяет исследовать различные трибологические процессы на наноуровне, а значит получать надежную информацию об износостойкости материалов. Следует также отметить, что большая часть приборов и методик, о которых рассказал Ю.И. Головин, аттестована и имеет сертификаты, что позволяет пользоваться ими не только в отдельно взятой лаборатории, но и проводить измерения на производстве.
Лекцию на тему «Синтез дискретных и компактных структур на основе гидроксиапатитов» прочитал профессор С.М. Баринов из Института физико-химических проблем керамики. Его доклад был посвящен получению и использованию нанокристаллической биокерамики для замещения костной ткани. Основной проблемой использования биокерамики на основе гидроксиапатитов, препятствующей их широкому применению в медицине, является получение материала, удовлетворяющего на первый взгляд противоречивым требованиям. С одной стороны, такие материалы должны обладать значительной прочностью, а значит необходимо получать плотно спеченную керамику. Однако с другой стороны, костный имплантант должен иметь высокую биорезорбируемость, то есть постепенно растворяться в среде организма и замещаться на костную ткань, являясь при этом источником строительного материала для растущей кости. Поэтому биорезорбируемая керамика должна содержать микро-, мезо- и макропоры, что приводит к низкой механической прочности. Из лекции слушатели узнали, что нанокристаллическая керамика обладает повышенной биорезорбироемостью, а применение спекающих добавок позволяет добиться удовлетворительной прочности. Кроме того, профессор Баринов привел несколько примеров, иллюстрирующих применение биоматериалов на основе гидроксиапатита, полученных в его лаборатории, в клинических условиях.
В следующем докладе доц. В.И. Путляев из МГУ развил тему биоматериалов на основе гидроксиапатитов и рассказал о последних достижениях своей группы в области получения биорезорбируемых цементных материалов и исследовании их механических характеристик. Согласно представленным данным такие цементы обладают высокой механической прочностью, сравнимой с прочностью трубчатых костей, что делает их перспективными материалами для применения в медицине.
Следует отметить, что в этом году организационный комитет очень удачно организовал доклады молодых участников, в основном, студентов и аспирантов. Каждый из них имел возможность не только выступить со стендовым докладом, но и представить основные результаты своей работы в коротком устном сообщении. Это, с одной стороны, позволяло привлечь внимание к стендовому докладу, а с другой стороны, являлось неплохой практикой выступления на конференциях для молодых участников. По итогам конференции лучшие доклады молодых ученых были отмечены дипломами. Приятно, что в этом году дипломы лауреатов получили многие студенты и аспиранты ФНМ МГУ, среди которых И.В. Колесник (доклад «Получение и исследование свойств мезопористого диоксида титана), Л.А. Трусов («Получение магнитоактивных материалов методом кристаллизации стекол»), Д.И. Петухов («Синтез, исследование свойств и возможное применение поенок пористого диоксида титана»), С.В. Балахонов («Гидротермальный синтез вискеров BaV8.5Oy*nH2O») и Я.Ю. Филиппов («Внедрение лития в кристаллическую структуру вискеров состава Ba6Mn12O48»).
В программу конференции также входило посещение Воронежского государственного университета. Участники конференции посетили центр коллективного пользования научным оборудованием, в котором были собраны те приборы, которые сотрудники университета смогли сохранить в рабочем состоянии в 90-е годы, когда финансирование университета было практически прекращено, и лаборатории пришли в упадок, а также новые приборы, приобретенные за счет средств различных грантов. Участникам конференции показали лабораторию молекулярной биологии, в которой занимаются изучением нуклеиновых кислот и экспериментами с генами, имеющую установки для инкубации микроорганизмов и ПЦР-технологии, а также ультрацентрифуги и холодильные установки для хранения биоматериалов. Также в центре коллективного пользования имеется лаборатория для оптических исследований, оснащенная ИК-спектрометрами, в том числе работающими в дальней ИК-области, и ИК-микроскопом с разрешением до 1 мкм. В лаборатории наноскопии и нанотехнологий занимаются в основном исследованием поверхности пьезоэлектрических, биологических и тонкопленочных наноструктур методом сканирующей зондовой микроскопии. Интересно, что один из микроскопов, используемых для исследований, располагается не в Воронеже, а в Московском Государственном Университете, и оператор, не выходя из лаборатории в Воронеже может дистанционно делать измерения по Интернету (правда, для этого все же необходима помощь другого оператора в Москве). Также центр коллективного пользования оснащен растровым электронным микроскопом, рентгеновским дифрактометром и РФЭС-спектрометром.
В заключительный день конференции организационный комитет предложил участникам экскурсию по православным святыням Воронежской области – в город Задонск, где расположены женский и мужской монастыри, а также святой источник.
И.В. Колесник
В этом году для участия в школе-конференции было заявлено более 160 докладов. При этом доклады ученых, достигших значимых успехов и известности в научной среде, были представлены в качестве пленарных лекций, а работы студентов, аспирантов и молодых ученых – в качестве постеров, каждый из которых сопровождался пятиминутной устной презентацией.
Конференцию открыл акад. Ю.Д. Третьяков, выступивший с докладом о проблемах развития нанотехнологий в России и за рубежом. Он рассказал о стратегиях развития нанотехнологии в России и подчеркнул, что вследствие заметного отставания нашей страны в этой области от США, стран Евросоюза, и Японии, невозможно лишь следовать по пути, проторенному этими государствами и пытаться копировать их достижения. Ю.Д. Третьяков также отметил, что необходимо максимально использовать потенциал российских научных школ, а также создавать новые научные кадры, то есть специалистов, знакомых со всеми новейшими достижениями в области нанотехнологий.
Акад. В.Я. Шевченко представил доклад на тему «Геометрические принципы самоорганизации наночастиц». Он рассказал о различных уровнях самоорганизации в наномире, примерами которых являются, например, сверхкластеры.
Проф. В.Я. Шур из Уральского государственного университета (г. Екатеринбург) выступил с обширным и хорошо структурированным докладом «Формирование самоорганизованных доменных структур в сегнетоэлектриках. Основы нанодоменной инженерии». В основном его сообщение было посвящено материалам на основе LiNbO3; особенно интересной оказалась часть доклада, посвященная росту и эволюции доменов и исследованию этих процессов методом атомно-силовой микроскопии с пьезоэлектрическим откликом.
Проф. Ю.И. Головин из Тамбовского университета прочитал лекцию на тему «Наноиндентирование – универсальное средство характеризации механических свойств наноматериалов». В своем докладе он показал, как с помощью наноиндентирования можно на локальном уровне анализировать такие свойства наноматериалов, как твердость, модуль Юнга, вязкость разрушения, подвижность дислокаций и скорость вязкоупругого течения. В свою очередь, это позволяет характеризовать нанокерамику, градиентные материалы и тонкопленочные структуры, свойства которых невозможно корректно измерить с помощью обычных, «классических» механических испытаний. Кроме того, наноиндентирование позволяет исследовать различные трибологические процессы на наноуровне, а значит получать надежную информацию об износостойкости материалов. Следует также отметить, что большая часть приборов и методик, о которых рассказал Ю.И. Головин, аттестована и имеет сертификаты, что позволяет пользоваться ими не только в отдельно взятой лаборатории, но и проводить измерения на производстве.
Лекцию на тему «Синтез дискретных и компактных структур на основе гидроксиапатитов» прочитал профессор С.М. Баринов из Института физико-химических проблем керамики. Его доклад был посвящен получению и использованию нанокристаллической биокерамики для замещения костной ткани. Основной проблемой использования биокерамики на основе гидроксиапатитов, препятствующей их широкому применению в медицине, является получение материала, удовлетворяющего на первый взгляд противоречивым требованиям. С одной стороны, такие материалы должны обладать значительной прочностью, а значит необходимо получать плотно спеченную керамику. Однако с другой стороны, костный имплантант должен иметь высокую биорезорбируемость, то есть постепенно растворяться в среде организма и замещаться на костную ткань, являясь при этом источником строительного материала для растущей кости. Поэтому биорезорбируемая керамика должна содержать микро-, мезо- и макропоры, что приводит к низкой механической прочности. Из лекции слушатели узнали, что нанокристаллическая керамика обладает повышенной биорезорбироемостью, а применение спекающих добавок позволяет добиться удовлетворительной прочности. Кроме того, профессор Баринов привел несколько примеров, иллюстрирующих применение биоматериалов на основе гидроксиапатита, полученных в его лаборатории, в клинических условиях.
В следующем докладе доц. В.И. Путляев из МГУ развил тему биоматериалов на основе гидроксиапатитов и рассказал о последних достижениях своей группы в области получения биорезорбируемых цементных материалов и исследовании их механических характеристик. Согласно представленным данным такие цементы обладают высокой механической прочностью, сравнимой с прочностью трубчатых костей, что делает их перспективными материалами для применения в медицине.
Следует отметить, что в этом году организационный комитет очень удачно организовал доклады молодых участников, в основном, студентов и аспирантов. Каждый из них имел возможность не только выступить со стендовым докладом, но и представить основные результаты своей работы в коротком устном сообщении. Это, с одной стороны, позволяло привлечь внимание к стендовому докладу, а с другой стороны, являлось неплохой практикой выступления на конференциях для молодых участников. По итогам конференции лучшие доклады молодых ученых были отмечены дипломами. Приятно, что в этом году дипломы лауреатов получили многие студенты и аспиранты ФНМ МГУ, среди которых И.В. Колесник (доклад «Получение и исследование свойств мезопористого диоксида титана), Л.А. Трусов («Получение магнитоактивных материалов методом кристаллизации стекол»), Д.И. Петухов («Синтез, исследование свойств и возможное применение поенок пористого диоксида титана»), С.В. Балахонов («Гидротермальный синтез вискеров BaV8.5Oy*nH2O») и Я.Ю. Филиппов («Внедрение лития в кристаллическую структуру вискеров состава Ba6Mn12O48»).
В программу конференции также входило посещение Воронежского государственного университета. Участники конференции посетили центр коллективного пользования научным оборудованием, в котором были собраны те приборы, которые сотрудники университета смогли сохранить в рабочем состоянии в 90-е годы, когда финансирование университета было практически прекращено, и лаборатории пришли в упадок, а также новые приборы, приобретенные за счет средств различных грантов. Участникам конференции показали лабораторию молекулярной биологии, в которой занимаются изучением нуклеиновых кислот и экспериментами с генами, имеющую установки для инкубации микроорганизмов и ПЦР-технологии, а также ультрацентрифуги и холодильные установки для хранения биоматериалов. Также в центре коллективного пользования имеется лаборатория для оптических исследований, оснащенная ИК-спектрометрами, в том числе работающими в дальней ИК-области, и ИК-микроскопом с разрешением до 1 мкм. В лаборатории наноскопии и нанотехнологий занимаются в основном исследованием поверхности пьезоэлектрических, биологических и тонкопленочных наноструктур методом сканирующей зондовой микроскопии. Интересно, что один из микроскопов, используемых для исследований, располагается не в Воронеже, а в Московском Государственном Университете, и оператор, не выходя из лаборатории в Воронеже может дистанционно делать измерения по Интернету (правда, для этого все же необходима помощь другого оператора в Москве). Также центр коллективного пользования оснащен растровым электронным микроскопом, рентгеновским дифрактометром и РФЭС-спектрометром.
В заключительный день конференции организационный комитет предложил участникам экскурсию по православным святыням Воронежской области – в город Задонск, где расположены женский и мужской монастыри, а также святой источник.
И.В. Колесник
