C 14 по 20 сентября 2015 года в Самаре пройдёт международная школа Combined Topological and DFT Methods for Prediction of New Materials («Комбинированные топологические и DFT-методы в прогнозировании новых материалов)». В названии уже отражена суть: участники школы будут говорить о топологических и квантовых (DFT, Density Functional Theory, теория функционала плотности) методах в материаловедении. Организаторами выступают Самарский государственный университет, Межвузовский научно-исследовательский центр по теоретическому материаловедению (МНИЦТМ) и Комиссия по математической и теоретической кристаллографии Международного союза кристаллографов.

Ожидаемая школа далеко не первая. Подобные мероприятия проводились с 2008 года во многих странах мира, перечень которых довольно внушителен: США, Франция, Швейцария, Италия, Германия, Испания. Несколько школ в Швеции, Китае, Южной Корее прошли без непосредственного участия самарских учёных, но с их программой и, конечно, поддержкой. Благодаря мегагранту Правительства РФ появилась возможность организации мероприятия в России. В результате в 2014 году были проведены две школы (всероссийская и международная), а в 2015-м ожидается ещё одна.

Планируемая сентябрьская международная школа, с одной стороны, похожа на предыдущие, с другой – включает как топологические, так и квантовые методы расчёта структуры материала и в этом смысле обещает быть уникальной. Топологический подход давно используется самарскими исследователями, а квантовый, в свою очередь, широко распространён в науке. Директор МНИЦТМ профессор Владислав Анатольевич Блатов отмечает: «Совместное использование двух указанных подходов даёт новые качественные возможности по прогнозированию и изучению новых материалов. Поэтому мы надеемся, что наша школа вызовет большой интерес».

Интерес действительно имеется: уже сейчас зарегистрированы участники из Алжира, Бразилии, Италии, России, Южной Кореи. Организаторы ждут, что количество заявок возрастёт, и отмечают положительную динамику в настоящее время.

Мероприятие такого уровня является знаковым не только для СамГУ, но и для всего региона. В контексте развития химической отрасли в Самарской области огромную значимость приобретают теоретические разработки, которые могут быть применены на практике, в том числе по прогнозированию материалов. А практическое использование результатов исследований по материаловедению вряд ли может быть подвергнуто сомнению. Материалы окружают нас везде, без них немыслима повседневная жизнь.

Хочется надеяться, что сентябрьская школа не только состоится, но и получит должное внимание, – а мы будем следить за развитием событий.

Что такое материаловедение и зачем оно нужно?

В. А. Блатов, профессор директор МНИЦТМ:

Материаловедение – это один из основных магистральных путей развития науки. В естественной отрасли популярны направления, касающиеся процессов в живых организмах и неживой природе, последняя сфера представлена как раз материаловедением.

Сейчас, в последние годы, происходит настоящий бум в области прогнозирования и создания новых материалов. Мы порой не замечаем этого, однако новые материалы используются постоянно – возьмём хотя бы электронику, которая постоянно совершенствуется. Впрочем, не всегда примером являются гаджеты. Я помню, как лет пять-шесть назад мне в одном из московских институтов показывали керамический нож, привезённый откуда-то из Японии, превосходивший металлические ножи по многим характеристикам. Теперь керамические ножи стали достаточно обычным явлением, их можно купить в магазине. Сейчас всем известно слово „нанотехнологии“. С одной стороны, с этим термином иногда связана реклама, с другой – речь действительно идёт о материале на принципиально новой основе, наноструктуре. Мы знаем и о создании суперпрочных материалов. Например, в 2010 году нобелевская премия была присвоена нашим бывшим соотечественникам Андрею Гейму и Константину Новосёлову за открытие графена – супертонкого материала толщиной в один атом. На его основе можно создавать новые композитные материалы, то есть состоящие из нескольких различных составляющих. Но представьте себе ткань толщиной в один атом! Вы её даже не увидите – а она есть. Сейчас в этой области ведутся большие работы. Можно привести другие классы веществ – высокотемпературные сверхпроводники, открытые относительно недавно, в 1986 году, которые теперь активно разрабатываются. Если их пустить в массовое производство, наша жизнь преобразуется очень сильно и станет в чём-то напоминать будущее из фантастических романов или фильмов. Обычным станет транспорт на воздушной подушке, которому не нужны дороги и колёса, а на смену двигателям внутреннего сгорания придут электродвигатели большей мощности, надёжности, компактности, экологичности. Примеров много, но основная проблема заключается в том, что далеко не все такие вещества допускают массовое производство. Они имеют недостатки, самый типичный из которых – дороговизна. Это требует решения отдельных задач, связанных с созданием принципиально новых, дешёвых технологий. Впрочем, человечество часто идёт по такому пути. Например, в начале прошлого века одним из самых дорогих металлов в мире был алюминий. Алюминиевая кастрюля стоила дороже платиновой. Сейчас алюминий – обычный материал, используемый повсеместно. Так произошло потому, что были открыты новые технологические процессы, позволяющие извлекать алюминий из горных пород. Поэтому даже если сейчас материал недешёвый, то это не значит, что так будет всегда.

Что касается нас, то мы в этом плане находимся на вершине научной пирамиды: предсказываем возможное существование веществ и их свойства, даже если они ещё не синтезированы в лаборатории и не используются в промышленности. Потом другие исследователи пытаются получить эти материалы, найти оптимальные технологии их разработки и создания. Например, сейчас мы вместе с тремя московскими лабораториями подали заявку на финансирование проекта российского представительства компании Samsung на разработку целого ряда новых материалов, в том числе новых твёрдых электролитов, или суперионных проводников (веществ, проводящих электрический ток, но при этом не являющихся металлами)

Поделиcь: