В конце 2017 года стало известно, что кандидат физико-математических наук, доцент, старший научный сотрудник ЮЗГУ Анастасия Стороженко стала обладателем гранта президента 2018 года по государственной поддержке молодых российских ученых – кандидатов наук.
Комфортной нашу жизнь сделала наука. За всем, к чему мы привыкли и без чего уже не представляем свою жизнь, будь то отопление, электричество, автомобили, компьютеры, лекарства, – за каждой вещью стоят открытые кем-то законы, вычисленные закономерности. Причем от фундаментальных открытий до практического использования порой проходят долгие годы. К примеру, жидкие кристаллы – основной компонент большинства мониторов и телевизоров – были открыты в 1888 году и лишь в 70-х годах прошлого века нашли свое применение. Без фундаментальных исследований у науки нет будущего, и, к счастью, есть те, кто ими занимается. Так, свой вклад в развитие нанотехнологий вносит кандидат физико-математических наук, доцент, старший научный сотрудник ЮЗГУ Анастасия Стороженко. Мы пообщались с ней после ее возвращения с очередной стажировки в Университете Отто фон Герике в Магдебурге (Германия).
– Анастасия, расскажите, как вы попали на стажировку в Германию?
– Существует ряд возможностей для получения грантов на международные научные исследования. Общим требованием является наличие научных статей, патентов, учебно-методических пособий, и, конечно, знание иностранного языка. Кстати, для Германии вполне достаточно знать только английский. Первый раз я поехала в Германию, выиграв внутривузовский конкурс в ЮЗГУ. Для молодого ученого это хороший шанс, но, к сожалению, подобные мероприятия проводятся вузами не так уж часто. Зато Немецкая служба академических обменов (DААD) постоянно объявляет специальные программы на стажировки сроком от одного месяца до трех лет. Еще одна альтернатива – это российские научные фонды, также периодически проводящие отбор. В этом году я ездила по совместному гранту Российского фонда фундаментальных исследований и Немецкого научно-исследовательского сообщества. По этому проекту мне удалось не только поработать в Магдебурге, но и закупить некоторое оборудование для моей экспериментальной установки в ЮЗГУ.
Уже в течение трех лет я работаю попеременно в двух лабораториях: в Курске и в Магдебурге. Оба научных центра прекрасно оснащены, но в каждом из них есть что-то такое, чего нет в другом. Да и в целом, если говорить о современной науке, провести серьезное исследование в одном месте едва ли возможно. Дополнительные измерения я провожу вместе со своими коллегами в Ставрополе, в Перми, в Дрездене, в Кельне. Результатом такой работы являются наши совместные статьи в международных журналах.
– Научная работа в Германии чем-то отличается от нашей?
– Немцы гораздо более мобильны и чаще обсуждают свои результаты на семинарах и конференциях. И всегда за докладом следует множество вопросов, но не потому, что так заведено или кто-то хочет «завалить» докладчика, а просто людям на самом деле интересно. Но при этом самый частый вопрос русских профессоров «А какая практическая польза от вашей работы?» в Германии не звучит никогда.
Для меня стало необычным то, как организуется в Германии рабочее место. Я привыкла находиться все время рядом со своей экспериментальной установкой. Можно, не отрываясь от опыта, проводить расчеты, что-то уточнять. А немцы ставят эксперименты в одном месте, а обрабатывают данные в другом. Возможно, в этом есть и плюсы: по дороге в офис в голову придет свежая мысль, но бывает и так, что, наоборот, растеряешь ту, что была.
Большой плюс Магдебургского университета в том, что при нем действует отличная мастерская. Экспериментальные установки всегда уникальны, часто требуют нестандартных деталей, которые не купишь в магазине. Работая там, я могла заказать их и через час получить готовые. Любопытно, что в мастерской стоят как старые послевоенные, массивные, крашенные зеленой краской станки, так и суперсовременные, программно-управляемые. Причем работники управляются и с теми, и с другими. Они не считают, что старое – значит плохое.
– В университете имени Отто фон Герике работают не только немцы и русские?
– Да, на кафедре нелинейной физики сложился интернациональный коллектив. Здесь занимаются наукой ученые из Германии, России, Испании, Венгрии, Турции и других стран. Заведующий кафедрой Ральф Штаннариус – очень открытый, коммуникабельный, позитивный человек. Он не зациклен на работе, может и пошутить, и сходить с коллегами в ресторан или на прогулку в горы. При этом у него потрясающие статьи в очень авторитетных научных журналах, он лично знаком со многими ведущими учеными мира.
В этом году мне удалось получить новый для меня опыт преподавания у немецких студентов. Их лабораторные работы организованы совсем не так, как у нас. Сначала они бегло знакомятся с действующими научными и производственными установками, а затем выбирают ту, которую хотели бы изучить подробно, и уже с ней работают весь следующий семестр. Я проводила занятия с бакалаврами-третьекурсниками: рассказывала о своем эксперименте, давала задание измерить какую-нибудь зависимость, объясняла, как обработать результат и рассчитать погрешность. Общались мы на английском языке, поскольку молодые немцы, как правило, хорошо его знают. А вот пожилые профессора порой радовали русскими словечками. В Восточной Германии многие люди помнят азы нашего языка со школьных времен. И нынешние школьники, кстати, могут выбрать русский в качестве второго иностранного. По крайней мере, в земле Саксония-Анхальт это так.
– В целом образование отличается от российского?
– Да. Самое удивительное в немецких школах – это то, что дети обожают туда ходить. Там не заставляют учиться: хочешь – занимайся, не хочешь – не надо, просто общайся со сверстниками. Даже если ты двоечник, ты все равно хороший, значит, у тебя другие таланты. Домашнюю работу почти не задают. Другой вопрос, что без высоких оценок, а самое главное – без знаний, ты не попадешь в приличную старшую школу и дорога в вуз тебе будет практически закрыта. В университете похожий подход: никто никого ни к чему не принуждает, поэтому и дипломы защищают все в разное время – кто как успел сделать работу. Многие дисциплины идут по выбору, поэтому понятие «учебная группа» отсутствует, студенты осознанно выбирают те предметы, которые им нужны или интересны.
– Анастасия, расскажите, пожалуйста, о самой вашей работе.
– Почти 10 лет я работаю с магнитными жидкостями. Это один из самых первых продуктов нанотехнологий, полученный в середине прошлого века измельчением частиц магнетита в шаровых мельницах. Такой механический способ сложен и долог, и в 70-х годах советский профессор-химик Ефим Ефимович Бибик разработал взамен метод химической конденсации. Сейчас его применяют во всем мире.
Магнитная жидкость – это наноразмерные частицы магнетита, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкости, чаще всего в керосине или масле. Чтобы раствор оставался стабильным и не разделялся на фракции, частицы должны быть очень мелкими и к тому же покрытыми тонким слоем стабилизатора. Тогда магнитная жидкость может не терять свойства годами.
В нашей стране есть несколько научных центров, синтезирующих магнитную жидкость. Лучшим я считаю научно-исследовательскую лабораторию прикладной феррогидродинамики в Ивановском государственном энергетическом университете имени Ленина. С точки зрения технологии химического синтеза, этот вуз непрофильный, но именно в его лабораториях работают первоклассные специалисты-химики. Мои магдебургские коллеги в восторге от ивановских магнитных жидкостей, они признали, что российские образцы намного лучше дорогих японских аналогов. В Иваново делают магнитные жидкости не только для исследований, но и выполняют промышленные заказы.
– А где же все-таки применяются магнитные жидкости?
– У них очень широкая сфера применения, поэтому я перечислю только пару основных. Весьма широко они применяются в системах герметизации. Представьте, например, космический корабль, в котором для настройки антенны нужно повернуть вал, находящийся частично внутри, а частично снаружи. Естественно, место, где этот вал проходит через обшивку, должно быть герметично закрыто. Обычные уплотнители справляются с задачей, но создают сильное трение, повышая износ деталей. А магнитная жидкость, удерживаемая магнитным полем, обеспечивает герметизацию, не создавая трения. Красивое и легко реализуемое решение.
Используются магнитные жидкости и в системах виброгашения. Помните детский опыт с закручиванием яйца? Сырое – не вращается. В Белорусском национальном техническом университете эту идею воплотили в виде искусственных «яиц», где вместо желтка – постоянный магнит, а роль белка выполняет магнитная жидкость. Такое устройство очень успешно преобразует механическую энергию вибраций во внутреннюю, обеспечивая гашение вредных колебаний. По такому же принципу работают магнитные жидкости в акустических системах, и к тому же они дополнительно выполняют функцию теплоотвода.
В медицине у магнитной жидкости тоже большие перспективы. Правда, там нужны особые, не вредные для организма жидкости-носители. Если магнитные наночастицы связать с лекарством, а в пораженной области создать локальное магнитное поле, то можно реализовать направленный транспорт лекарственного препарата. Даже сильнодействующие лекарства в таком случае не будут оказывать вредное побочное действие на здоровые органы. За рубежом уже тестируется на животных новая технология лечения раковых опухолей с помощью магнитных жидкостей. Колеблясь в переменном магнитном поле, частицы разогревают нужные зоны. Эффект основан на том, что раковые клетки более чувствительны к изменению температуры, чем здоровые.
Еще один пример использования магнитной жидкости – при сборе нефтяных разливов. При нейтрализации последствий аварии в Мексиканском заливе ее распыляли на нефтяное пятно, а потом создавали мощное магнитное поле, и вся пленка с воды собиралась в специальном контейнере.
У магнитных жидкостей есть много и других областей применения, но это тема для целой научно-популярной лекции.
–А какие исследования магнитных жидкостей проводите вы?
– Я исследую их поведение в переменных магнитных полях. Сейчас закончила серию опытов с вращающимся магнитным полем и перешла к сложно осциллирующему. Если говорить совсем просто, это поле сложной формы. Идея эксперимента принадлежит моим магдебургским коллегам: четыре медные катушки индуктивности создают магнитные поля в перпендикулярных направлениях. Капсула диаметром 1-2 сантиметра заполняется исследуемым образцом и подвешивается на тонкой стеклянной нити в центре магнитного поля. Намагничиваясь, образец заставляет капсулу вращаться, что мы и фиксируем видеокамерой. Мы исследуем зависимости параметров вращения от частоты и величины магнитного поля, а также от характеристик самого образца, таких как концентрация, вязкость и так далее.
Над этой тематикой работаем не только мы. В науке важны воспроизводимость результатов, их подтверждение. Наука требует точности и честности. В истории, к сожалению, были случаи, когда исследователи пытались подогнать результат под теорию. Но это недопустимо, ведь и теория может быть неверна. И порой именно экспериментальные данные позволяют узнать что-то новое, что может даже перевернуть привычные взгляды.
Грант президента 2018 года по государственной поддержке молодых российских ученых – кандидатов наук выделен кандидату физико-математических наук, доценту, старшему научному сотруднику ЮЗГУ Анастасии Стороженко на исследование динамики анизотропных жидкостей, содержащих магнитные наночастицы, во вращающемся магнитном поле.
Университет Отто фон Герике – один из самых молодых в Германии. Он основан в 1993 году. Сам Отто фон Герике был физиком, инженером и философом, а также губернатором Магдебурга. Его опыты с вакуумом многим знакомы по картинке в школьном учебнике физики. Отто соединил две полусферы и откачал из них воздух, получив внутри разреженную атмосферу. Разъединить полусферы не смогли не только люди, но даже лошади. В Магдебурге есть памятник, изображающий эту сцену.
Мария КОНЕВА
Материал взят с официального сайта газеты "Курская правда"
http://www.kpravda.ru/article/society/045489/