Совместная работа ученых молодежной лаборатории «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях» Уфимского университета науки и технологий и НИЛ «Компьютерное проектирование микро- и наноэлектронных систем» Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники поможет создать сверхновые транзисторы и солнечные элементы.
Речь идет об открытии ученых молодежной лаборатории «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях» Уфимского университете науки и технологий под руководством эксперта в области новых материалов доктора физико-математических наук Елены Корзниковой.
– Совместно с учеными из Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (Минск) мы с моим коллегой Андреем Кистановым в ходе масштабного квантово-механического моделирования обнаружили 67 новых соединений галогенов (хлора, брома, фтора и иода), которые могут существовать в двумерном виде, – говорит Елена Корзникова. – Результаты исследования открывают новые горизонты для создания высокоэффективных транзисторов и солнечных элементов, что, в свою очередь, может радикально изменить подходы к использованию «зеленой» энергетики. Такие научные достижения не только подтверждают высокий потенциал молодежной лаборатории, но и способствуют развитию научных исследований в области энергетики на глобальном уровне. Радует, что наше открытие по достоинству оценил и поддержал грантом Российский Научный Фонд.
Уфимские и минские ученые создали базу соединений двумерных галогенидов и разместили ее в открытом доступе, поэтому воспользоваться ею может любой желающий. Кроме того, авторы предполагают, что в будущем с этой базой будет работать искусственный интеллект, который сможет по требуемым человеку физическим свойствам проектировать соответствующую структуру материала.
– Мы выяснили, что некоторые соединения способны под действием света расщеплять воду на водород и кислород, то есть пригодны для применения в качестве материалов для солнечной и водородной энергетики, – рассказывает руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Андрей Кистанов. – То есть, если создать элементы солнечных батарей из соединений цинка, хлора и иода или цинка, брома и иода, они позволят удешевить производство водорода примерно в три раза по сравнению с используемыми сейчас технологиями. В дальнейшем мы планируем оценить возможность использования этих галогенидов в других прикладных областях. Например, из них возможно создать эффективные рабочие слои для тандемных солнечных элементов. За счет высокой светочувствительности соединений такие слои будут предотвращать утечку заряда, то есть повысят эффективность преобразования солнечной энергии в электроэнергию.
И это далеко не все успехи ученых молодежной лаборатории. За время своего существования она уже успела заявить о себе на международном уровне, став центром притяжения для фундаментальных исследований и прикладных разработок. Так, в рамках лаборатории в 2022 году начала работу научная школа «Компьютерный дизайн функциональных материалов», поддерживаемая советом по грантам Президента РФ. Сотрудник лаборатории доктор физико-математических наук Нариман Еникеев выиграл междисциплинарный грант РНФ, давший старт развитию направления 3D-печати биосовместимых материалов.
– Благодаря поддержке программы «Приоритет 2030» был приобретен высокоточный 3D-принтер для дальнейшего расширения исследований в этой области, – поделилась Елена Корзникова. – В общей сложности финансирование лаборатории за 2023 год превысило 20 миллионов рублей, что свидетельствует о высокой оценке результатов и перспективности нашей работы.
Гордость сотрудников лаборатории – выпуск специального номера журнала Applied Science, занимающего второе квартильное положение по рейтингу. Приглашенными редакторами выступили Андрей Кистанов и Елена Корзникова. С момента основания лаборатории ее сотрудниками опубликовано более 30 статей в престижных международных изданиях.
– Ключевой задачей лаборатории является не только проведение научных исследований, но и воспитание будущих ученых, - говорит ее руководитель. – Молодые специалисты здесь имеют уникальную возможность работать в тесном контакте с ведущими профессионалами в своей области, обучаясь у опытных коллег и развивая свои профессиональные качества. Такой подход позволяет молодым исследователям не просто войти в научное сообщество, но и внести в него собственный значимый вклад.
– Молодежные лаборатории – эффективный инструмент воспитания новых кадров для решения амбициозных научных задач, – отметил ректор Уфимского университета Вадим Захаров. – Мы гордимся достижениями наших молодых ученых и с нетерпением ждем новых открытий, которые несомненно появятся благодаря их талантам и неустанному труду.
Справочно
Научно-исследовательская лаборатория Евразийского НОЦ «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях» была создана в 2021 году в рамках национального проекта «Наука и университеты». Работы в лаборатории ведутся по 3 взаимосвязанным направлениям, а именно атомистические моделирование, экспериментальное исследование металлов и сплавов после больших деформаций и функциональные покрытия в экстремальных условиях.
Станьте соавтором УУНиТ! Присылайте свои новости в наш чат-бот в Telegram. Не забудьте прикрепить фото- или видео- материалы.
