Индекс цитирования Яндекс.Метрика

Люди практической науки

05.08.2015

«Защита человека в суровых условиях Арктики – цель нашей лаборатории»

Интервью с заместителем начальника лаборатории «Материалы для арктического климата» ВИАМ Александрой Николаевной Большаковой

Александра Николаевна Большакова работает в ВИАМе с января 2014 года. Основным направлением ее научной деятельности является разработка и адаптация материалов к условиям арктического климата, а также разработка металлических композиционных материалов, внедрение материалов в изделия авиакосмической отрасли.

Обладает рядом дипломов за победы в конкурсах молодых ученых. Является победителем Общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в области энергетики «Энергия молодости – 2010». Отмечена  благодарностью Министерства образования и науки за вклад в развитие науки. Награждена грамотой ассоциации «Союза авиационного двигателестроения» по случаю 83-летия со дня образования ВИАМ.

«Семейная химия»

Я родилась в советском Куйбышеве. Ныне этот город носит название Самара. Эта перемена названий вряд ли повлияла на мою судьбу. А вот мою научную стезю, так или иначе, определил род деятельности близких мне людей. Часть нашей семьи профессиональные архитекторы, а часть – химики, как мои родители. Понятно, что любовь к этому предмету была мне привита, как говорится, с молоком матери.

Мой отец всю жизнь работает на заводе взрывчатых веществ в Самарской области. По окончании СамГТУ (тогда это был Куйбышевский политехнический университет), по распределению туда же была направлена на работу и моя мама. Ныне она работает начальником фармацевтического производства в Самаре.

Я не помню, кем хотела стать в детстве. В школьные годы я посещала художественную школу и театральный кружок, хотя о карьере актрисы, как многие девочки, точно не мечтала. В целом эти внешкольные занятия помогают мне в жизни не бояться общения и дискуссий, ведь ученому много приходится выступать, защищать свои идеи, разработки.

Уже в 10-м классе я определилась со сферой своих профессиональных интересов и пришла на занятия в Школу юного химика при Самарском государственном университете (СамГУ). Учась в школе, принимала активное участие в олимпиадах по химии, и третье место на одной из них дало мне право независимо от результатов ЕГЭ стать студенткой СамГУ. Этот вуз по потенциалу не уступает столичным, что подтвердилось позже, когда мне пришлось демонстрировать свои знания в Москве. Впрочем, и выпускные школьные экзамены, и итоговый тест Школы юного химика (где я набрала 10 баллов из 10) – гарантировали мне возможность обучения в любимом университете.

Меня поразили и восхитили «змеи Фараона»

Годы студенческой жизни были прекрасны. Со многими моими сокурсниками я до сих пор поддерживаю товарищеские отношения, хотя некоторые из них сегодня живут и работают за пределами России или в других городах нашей страны.

Я закончила кафедру физической химии и хроматографии. Это очень востребованное сегодня направление. В основном мои сокурсники работают в нефтяной отрасли в российских и зарубежных компаниях. В науку со всего нашего потока ушли всего четверо выпускников, включая меня.

Учеба никогда меня не тяготила. Реакция различных веществ часто дает повод для удивления и восхищения. Вспоминаю, как была потрясена красотой опыта, который нам показали на лабораторных занятиях по неорганической химии на первом курсе – «фараоновы змеи». Суть эксперимента заключается в термическом разложении глюконата кальция, пропитанного спиртом. В ходе эксперимента можно увидеть, как при нагревании растут пенящиеся извивающиеся цилиндры, раздувая свои «капюшоны» и напоминая пресмыкающихся. В процессе горения эти «змеи» переплетаются друг с другом, как будто в «клубок», заставляя поверить в реальность происходящего.

До пятого курса я не предполагала, что моя дальнейшая профессиональная судьба будет связана с научной деятельностью. Хотя во время работы над курсовыми, а потом и дипломом на кафедре общей химии и хроматографии, мне было действительно интересно.  

Когда близилось окончание университета, меня и еще троих моих однокурсников пригласили в Москву для проведения экспериментальных исследований и написания дипломной работы в институты Российской академии наук (РАН). Я попала в лабораторию хроматографии Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, где познакомилась со многими знаменитыми учеными. Ведь там находится единственный в России диссертационный совет по хроматографии, а также работают удивительные люди, которые заразили меня наукой буквально с первых дней моего появления в лаборатории. До сих пор благодарю, к сожалению, уже ушедшего от нас доктора химических наук, профессора Олега Георгиевича Ларионова, который возглавлял тогда лабораторию.

После защиты дипломной работы мне предложили продолжить обучение в аспирантуре. Я решила рискнуть и с честью выдержала конкурс в МИТХТ им. М.В. Ломоносова, где обучалась на кафедре физической химии, под руководством доктора химических наук, профессора Николая Андреевича Яштулова.

Я принимала участие в выполнении работ по грантам РФФИ и госконтрактам  Министерства образования и науки Российской Федерации. В 2011 году защитила кандидатскую диссертацию по теме «Получение и физико-химические свойства электродных материалов на основе полимерных мембран, содержащих наночастицы платины, палладия, железа и серебра». Моя работа заключалась в получении тонкопленочных источников энергии, т.е. в разработке каталитически активных и стабильных электродных материалов на основе полимерных мембран, содержащих наночастицы благородных металлов (платины и палладия).

Пока училась в аспирантуре, я работала на кафедре ведущим инженером и немного преподавала третьекурсникам электрохимию. Если честно, преподавание не увлекло меня. Поэтому после окончания аспирантуры я не осталась в университете, хотя такая возможность была. В преподавательской деятельности есть, конечно, и положительные моменты. Например, двое моих студентов-дипломников, которые продолжают мои разработки в области химических источников, в этом году защищают кандидатские диссертации.

Химиком быть лучше, чем ведущей

В 2010 году моя работа «Топливный элемент на основе металлополимерных нанокомпозитов для электронной аппаратуры» стала победителем конкурса «Энергия молодости – 2010». Данная программа проводится в рамках международной энергетической премии «Глобальная энергия» и поощряет молодых ученых, выделяя гранты на дальнейшие изыскания.

Благодаря результатам, на основании которых стала стипендиатом «Энергии молодости», летом 2013 года я была приглашена на церемонию вручения международной энергетической премии «Глобальная энергия», которая проходила в рамках Петербургского международного экономического форума. С моим коллегой из МГУ им. М.В. Ломоносова нам довелось вести это мероприятие. В тот год награды вручались президенту РАН Владимиру Евгеньевичу Фортову, за исследования в области мощных импульсных энергетических устройств, и японскому ученому Йосино Акира, разработчику литий-ионных аккумуляторов.

Обычно такие мероприятия ведут профессиональные артисты, но в этот раз такая возможность была предоставлена молодым ученым. Подготовкой к выступлению с нами занимался режиссер из Мариинского театра: он обучил нас технике речи, поведению на сцене. Но все равно эта миссия была весьма непривычна, мы очень нервничали перед выступлением. Можете себе представить, кто сидел в зале международного экономического форума – первые лица государства! Премию от имени Президента Российской Федерации Владимира Владимировича Путина вручал глава «Роснефти» Игорь Иванович Сечин.

За несколько дней до церемонии ученые, собравшиеся в Санкт-Петербурге, обсуждали актуальные вопросы научной деятельности. Мне запомнился доклад Йосино Акиры, который рассказывал о том, как трудно коммерциализировать разработки в Японии. Весь процесс – от научной идеи до выпуска первой серийной продукции – занял 15 лет. И это с учетом того, что его исследования хорошо финансировались. Тогда я поняла, что проблема реализации научного достижения на практике – это проблема мирового масштаба.

«Не предполагала, что вскоре займусь разработкой материалов для космических аппаратов и авиации»

Занимаясь в аспирантуре электрохимией, даже не думала, что жизнь меня столкнет с разработкой материалов для космических аппаратов. В марте 2012 года, устроившись на работу во ФГУП «ИРЕА» (Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ), я начала заниматься разработкой активной теплозащиты для головных обтекателей космических аппаратов, работая в рамках государственного контракта. Эта новая для меня тема была очень интересной. К сожалению, к концу 2013 года лаборатория, в которой я работала, закрыв госконтракт, распалась.

В то тяжелое время мне очень повезло, что сотрудники отдела кадров ВИАМ увидели мой отзыв на вакансию и пригласили на собеседование. Отмечу, что еще во время работы над проектами в ИРЕА я тесно контактировала с сотрудниками ВИАМ, чтобы быть в курсе актуальных новостей научной практики. Кроме того, при приеме на работу мои навыки оценивал Борис Владимирович  Щетанов, с которым я была заочно знакома по его работам, так как он был одним из разработчиков и организатором производства волокнистой теплозащитной плитки для космического корабля «Буран». С приходом в ВИАМ мне посчастливилось работать в одной с ним лаборатории. Борис Владимирович, без преувеличения, – талантливейший ученый и наставник.

С января 2014 года я была принята на работу в лабораторию ВИАМ «Металлические композиционные материалы» старшим научным сотрудником. Переход в ВИАМ для меня стал знаковым событием, так как я раньше много слышала про этот институт: каких он достиг высот и как ценятся его специалисты. В лаборатории я занимаюсь разработкой композиционных материалов на металлической матрице, упрочненной частицами тугоплавких металлов. За время работы уже опубликовано три статьи в журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией при Министерстве образования и науки Российской Федерации (ВАК), и подана одна заявка на патентно-охранный документ: «Способ получения композиционного материала на основе ниобия».

Конечно, чтобы влиться в работу мне пришлось немало потрудиться. До прихода в ВИАМ я занималась в основном электрохимией, и металлические композиционные материалы для меня были совершенно новой страницей. Мои усилия по освоению новой тематики были бы тщетными и не столь плодотворными без помощи коллег и начальника лаборатории Ивана Юрьевича Ефимочкина. Я ценю их всестороннюю поддержку и помощь. Огромное им за это спасибо.

«Евгений Николаевич Каблов создал уникальную атмосферу ВИАМа, где нет нездоровой конкуренции между опытными и начинающими специалистами»

Хотелось бы отметить, что ВИАМ является привлекательным работодателем в России для молодых специалистов, это связано с тем, что руководством создаются все необходимые условия для работы, сохраняя при этом конкурентный уровень заработной платы. Также в ВИАМе проводятся конференции и всевозможные научные мероприятия, посещение и участие в которых стимулирует интеллектуальное развитие и расширяет кругозор. На мой взгляд, также сильной стороной ВИАМа является наличие мощного костяка из талантливейших ученых-наставников. Здесь нет нездоровой конкуренции, и наставники делятся знаниями с молодыми на благо науки.

Конечно, отдельное спасибо хочу сказать руководителю ВИАМ Евгению Николаевичу Каблову, которому успешно удается сохранять преемственность поколений. Я представляю, насколько тяжело было в 90-х и позже не потерять науку, не упустить окончательно производство, сохранить ВИАМ. Здесь трудятся около 2000 человек, которым созданы условия для интересной работы, при этом обеспечивается стабильное финансовое положение института и его сотрудников.

Несомненно, ВИАМ – это материаловедческий институт с мировым именем, который является интересной и перспективной площадкой для молодых ученых. Здесь всегда находишься на пике событий, знаний и возможностей их применения. Это то место, где тебя всегда выслушают и, если твоя идея действительно стоящая, поспособствуют её практической реализации.

Как раз создание лаборатории по арктическому материаловедению и стало такой идеей. К воплощению этого замысла нас вдохновило знакомство с научно-образовательным центром при Нижегородском государственном техническом университете и с его директором Аллой Александровной Кошуриной, с которой мы познакомились на научной конференции. Доклад Аллы Александровны включал возможные средства защиты, устойчивые к климатическим аномалиям, и информацию о материалах, которые необходимы для исследований в данной области. По итогам прошедших выступлений мы нашли много общих интересов и стали поддерживать отношения.

Универсальное спасательное средство, которое пригодно для эвакуации людей с нефтяных платформ, скоро станет реальностью

В мае 2014 года инициативная группа ВИАМа совместно с коллегами из НГТУ им. Р.Е. Алексеева подали заявку на объявленный конкурс по приоритетному направлению «Комплексные научные исследования арктической зоны», проводимый Российским научным фондом. Нам повезло, проект выиграл и получил финансирование. Нужно сказать, что такой успех для нас стал в какой-то степени неожиданностью, так как по предыдущим конкурсам было понятно, что в РНФ проходит очень серьезный отбор в условиях жесткой конкуренции. По итогам конкурса, было заключено соглашение и создана лаборатория «Материалы для арктического климата», которую возглавил академик РАН, доктор химических наук Вячеслав Михайлович Бузник, а меня назначили его заместителем. Отмечу, что для молодых ученых очень почетно работать под началом академика. Открывается возможность приобретения опыта в различных областях знаний.

В состав лаборатории входят три сектора, которые включают в себя работы по полимерным, металлическим материалам и конструкционное применение этих материалов в сложных технических системах. Основная направленность лаборатории – это разработка и адаптация разрабатываемых материалов для использования их в арктическом климате. Почему в ВИАМе этим начали заниматься? Ответ дает сама жизнь. Огромная территория нашего государства расположена на северных территориях. Большинство авиационных материалов эксплуатируются при отрицательных температурах, испытывая при этом длительные механические нагрузки.

Разработанные в лаборатории материалы предполагается использовать в конструкции сложной технической системы, предназначенной для эвакуации людей с нефтяных платформ. Таким средством будет служить универсальное спасательное средство, которое, как говорится, и в огне не горит и в воде не тонет. Аварии нефтяных платформ в теплых водах и в холодных очень различаются. Сегодня в России таких «холодных» станций пять, и есть тенденция к увеличению их числа. По статистике, терпящая бедствие северная станция несет почти 100%-ные человеческие потери. Конечно, хорошо думать, что беда обойдет стороной и ничего не случится. Но позитивный настрой любому человеку, тем более работающему в таких условиях, должна давать уверенность в полной защите от чрезвычайных ситуаций. Нефтяные платформы в тех местах со всех сторон окружены льдами, снегом и сильно удалены от берега. Далеко не вся техника способна спасти людей, если происходит авария. Например, авиация зависит от погодных условий, а ледокол очень дорог в обслуживании и не так быстр, а спасательные шлюпки не пригодны в силу плохой проходимости по льду. Техническими характеристиками и конструктивными особенностями универсального спасательного средства занимаются наши коллеги из Нижегородского государственного технического университета. Одна из задач, решаемых в лаборатории, – это разработка материалов, способных обеспечить хранение и эксплуатацию универсального спасательного средства.

В лаборатории «Материалы для арктического климата» создаются уникальные разработки для защиты жизни и деятельности человека во льдах

В рамках проекта в лаборатории разрабатывается ряд морозостойких резин,  термостойкие лаки и краски, термостойкие грунтовки, шпаклевки, металлические и полимерные композиционные материалы. Проведены физико-механические исследования разрабатываемых материалов, сформирован материальный облик для конструкции сложной технической системы. В настоящее время проводятся натурные климатические испытания в Якутске, а также ускоренные лабораторные испытания в Центре коллективного пользования Испытательного центра ВИАМ. С помощью специальных камер мы можем создавать любые климатические условия для изучения поведения материалов. Сейчас в рамках проекта разрабатываем совместно с лабораторией нашего Испытательного центра методики для проведения ускоренных климатических испытаний в камерах, которые позволяют имитировать десятилетний срок эксплуатации универсального спасательного средства в условиях морского климата при температуре до -60 градусов Цельсия. Такие испытания важны не только для создания универсального спасательного средства, но и для получения результата о применимости разрабатываемых материалов в других сложных технических системах в арктическом климате. Ведь в Арктике постоянно работают биологи, геологи, а значит, есть необходимость в жилых и защитных сооружениях, одежде, средствах передвижения, в которых могут быть также применены разрабатываемые материалы.  

Часть испытаний планируется проводить на Беломорской биологической станции Московского государственного университета. Я о ней много знаю, хотя еще ни разу не довелось там побывать. Там есть возможность не только выставлять образцы на поверхности, но и подо льдом, например, можно прикреплять материалы на дно передвигаемого плавательного средства с целью изучения биообрастания материалов. Ведь водоросли, планктон на материалах начинают ускорять процесс его деструкции. На Беломорской биологической станции постоянно проживают водолазы, которые могут опускать образцы для испытаний на разные глубины и отслеживать их изменения во времени.

Несмотря на трудоемкость этого уникального проекта, участие в нем вызывает у меня ощущение гордости и радости. Во-первых, потому что российская наука жива, и мы многое можем. Во-вторых, я чувствую, что причастна к чему-то очень важному. Ведь в конечном итоге наш труд направлен в помощь людям.