В честь 90-летия Кировской области ГТРК «Вятка» реализует проект о молодых представителях региона, которые приняли решение развивать малую родину в различных сферах. В этот раз мы пообщались со студенткой Вятского государственного университета, аспиранткой направления «Физическая химия», Юлией Четвертных.
Какое учебное заведение Вы окончили и на какую специальность?
— Я окончила Вятский государственный университет по направлению «Химическая технология. Технология электрохимических процессов и защита от коррозии».
— Здесь же продолжаю обучение в аспирантуре, а моя научная работа посвящена синтезу и исследованию гексацианоферратов – переходных металлов как перспективных электродных материалов для натрий-ионных аккумуляторов.
Почему среди всех научных направлений Вы выбрали именно физическую химию?
— Физическая химия позволяет связать состав и строение материала с его свойствами и объяснить, почему тот или иной материал может быть перспективен для натрий-ионных аккумуляторов.
— Выбор этого направления был связан и с возможностями для проведения физико-химических исследований материалов в рамках моей диссертационной работы. В нашем научном центре есть база для этого. Поэтому для меня было логично выбрать направление, где эти возможности можно применить.
Что самое интересное для Вас в научной деятельности, а что самое сложное?
— Самое интересное для меня – это проводить эксперименты, работать с оборудованием, осваивать разные методы исследования и получать практический опыт.
— Самое сложное – момент, когда нужно остановиться, сосредоточиться и перевести результаты экспериментов в выводы. Это требует времени и концентрации, но без этого очень трудно завершить научную работу.
С какими трудностями чаще всего сталкивается начинающий ученый?
— Наверное, у каждого свои трудности. Но чаще всего это неопределенность. Поначалу не всегда понятно, в правильном ли направлении ты двигаешься и все ли верно из того, что ты делаешь.
В чем смысл Вашего исследования? О чем оно, простыми словами?
— Я изучаю материалы на основе гексацианоферратов переходных металлов: гексацианоферрат железа, гексацианоферрат меди и смешанные медь-железосодержащие соединения. Мой профиль подготовки связан с электрохимическими процессами. А научная работа связана с материалами на основе берлинской лазури. Многим она известна, как синий пигмент для живописи.
— С точки зрения химии, берлинская лазурь имеет интересную структуру: внутри нее есть каналы и пространство, куда могут свободно входить и выходить ионы натрия.
— Натрий – крупный ион, и то, что материал, в который он входит, при этом не разрушается, делает его особенно привлекательным для натрий-ионных аккумуляторов, которые считаются перспективными для изучения в науке в наши дни, особенно с точки зрения разработки новых электродных материалов.
— И все же, основным акцентом в моей работе является не готовый аккумулятор, как устройство, а именно материалы для него. Я сосредоточена на их получении, исследовании и понимании процессов, которые определяют их электрохимическое поведение. Главная сложность в том, что такие материалы образуются очень быстро. И это не всегда хорошо. Быстрый синтез часто дает дефектную структуру. Поэтому моя задача – научиться управлять этим процессом и получать материал с нужными характеристиками.
Какие вопросы и проблемы Вы хотите поднять?
— Во-первых, железо- и медьсодержащие материалы по отдельности уже хорошо изучены, а вот как грамотно объединить их в одном соединении – хорошая задача для исследования.
— Во-вторых, все эти материалы я исследую применительно к водным электролитам. Водные системы привлекательны с точки зрения безопасности и экологичности, однако по ряду характеристик они пока уступают системам на органических электролитах. Поэтому еще одна задача – понять, как улучшить эти характеристики.
Как Вам кажется, возможно ли создать полностью экологически безопасные материалы?
— Создать полностью экологически безопасный материал, наверное, очень сложно. Нужно учитывать не только состав вещества, но и то, как получают исходное сырье, сколько энергии тратится на производство, как материал работает и что с ним происходит после использования.
Могут ли результаты экспериментов быть неожиданными или все всегда идет строго по плану?
— Случаи, когда все идет строго по плану, можно пересчитать по пальцам. Наверное, именно поэтому заниматься наукой интересно. Необходимо постоянно думать, анализировать и уметь действовать по ситуации.
— Даже при тщательной подготовке может что-то сломаться в процессе, сработать не так, как ожидалось, или сам синтез даст совсем другой результат. Приходится быстро перестраиваться, искать решение и понимать, что делать дальше.
Как Ваши исследования могут пригодиться науке уже сегодня?
— Даже если до готового аккумулятора еще далеко, результаты уже сейчас полезны: они помогают понять, как условия синтеза влияют на структуру и свойства материала, как снизить дефектность и увеличить содержание натрия. Это практические данные, которые могут использоваться другими исследователями в этой области.
— Например, они могут быть полезны в разработке более доступных и безопасных аккумуляторов. Особенно для стационарных систем хранения энергии, где важны доступность материалов, стабильная работа и безопасность. Например, для сглаживания разницы между дневной и ночной нагрузкой на электросеть, резервного питания или накопления энергии от возобновляемых источников.
Какие современные приборы помогают Вам проводить эксперименты?
— В работе я использую рентгеновский дифрактометр. Он помогает исследовать кристаллическую структуру материала, сканировать и просвечивать электронные микроскопы для изучения формы, размера и состава частиц, а также потенциостаты для оценки электрохимических свойств.
— Основная часть оборудования доступна в нашем центре. Остальные исследования проводятся на базе других научных центров.
А какие правила безопасности стоит соблюдать в Вашей работе?
— В нашей работе можно выделить 2 части: химическую лабораторию и приборную лабораторию.
— В химической лаборатории важно соблюдать общие правила безопасности при работе с реактивами: правильно обращаться с химическими веществами и не оставлять без наблюдения эксперименты, которые требуют контроля.
— В приборной лаборатории большое значение имеет аккуратность и чистота. Загрязнение образца или рабочего места может повлиять не только на результаты измерений, но и на состояние оборудования. Поэтому безопасность в нашей работе не только защита человека, но и ответственное отношение к уникальным приборам.
Какие открытия в физической химии последних лет Вы считаете наиболее важными?
— На мой взгляд, одно из важных изменений последних лет связано с развитием искусственного интеллекта и компьютерного моделирования в химии. Эти методы помогают быстрее искать перспективные соединения и заранее прогнозировать свойства материалов.
— Конечно, они не заменяют эксперимент, но заметно ускоряют путь от гипотезы к ее проверке. В будущем, я думаю, эта связь будет становиться теснее и может изменить то, как вообще ведется научная работа.
Какими достижениями в Вашей научной деятельности Вы особенно гордитесь?
— Посмотреть на свою диссертационную работу, как на основу для проекта с прикладным потенциалом мне помогла победа в конкурсе «Студенческий стартап».
— А еще одним из важных достижений для меня стала победа в конкурсе академической мобильности и последующая стажировка на предприятии. У меня была возможность получить ценный опыт и увидеть, как устроены исследовательские и производственные процессы на более высоком уровне, познакомиться с новой средой и специалистами.
Какие навыки сегодня необходимы молодому ученому в области физической химии?
— На мой взгляд, в научной работе многое становится яснее только в процессе: когда начинаешь читать, пробовать, ошибаться, обсуждать и постепенно разбираться. Если есть интерес и готовность начать, то постепенно появится и опыт, и уверенность.
— Я думаю, что ключевые навыки для молодого ученого во многом универсальны и не зависят от конкретной области: это умение работать с неопределенностью, доводить работу до результата и критически оценивать то, что получилось. А еще важно придерживаться плана и не уходить в сторону.
Что бы Вы хотели, чтобы общество лучше понимало о работе ученых?
— За каждым научным результатом стоит кропотливая работа, вклад многих людей и продолжение уже достигнутых результатов. Наука редко делается в одиночку. Это постепенный и коллективный процесс. И часто случается так, что многое в науке начинает меняться с изучения конкретных проблем.
Вы остались изучать науку в Кирове. Чем это было мотивировано? Почему не уехали в более крупный город?
— В Кирове мне предложили заняться новым для нашей научной группы направлением, и фактически мы начали развивать эту тему с нуля. В более крупных научных центрах системы работы, как правило, уже сложились. Это тоже важно и интересно, но в таком случае придется продолжать направление, созданное до тебя. А в моем случае была возможность участвовать в формировании нового направления с начала.
— Поэтому на определенном этапе для меня было логично остаться там, где есть команда, лабораторная база, доступ к оборудованию и возможность развивать новое направление.
Какие цели ставите перед собой на ближайшие 5–10 лет в изучении науки?
— Ближайшая основная цель – завершить диссертационную работу и защитить ее. После этого хочу продолжать изучения по своей теме и постепенно двигаться от познания отдельных материалов к более прикладным задачам.
Есть ли у Вас увлечения помимо научной деятельности? Участвуете ли Вы в молодежной жизни региона?
— Сейчас моя активность в большей степени связана с научной средой: участием в конференциях и представлением результатов исследований. Помимо науки – спорт. Разный, в зависимости от сезона и погоды. Хорошо помогает отключиться от работы и привести мысли в порядок.
— Ранее я была активной участницей студенческой молодежной жизни региона. Сначала участвовала в Фестивале науки Института химии и экологии, где мы готовили химическое шоу для абитуриентов и школьников, чтобы показать химию с более наглядной и увлекательной стороны. Позже в рамках работы студенческого научного общества университета, мы организовывали научные мероприятия для студентов. Также был опыт участия в Российских студенческих отрядах.
В этом году Кировской области исполняется 90 лет. Что бы Вы пожелали для развития молодежной и научной сфер в регионе?
— Я бы пожелала, чтобы в регионе было больше возможностей для молодых людей, которые хотят развиваться в науке, технологиях и проектной деятельности. Чтобы была системная поддержка: стажировки, лаборатории, взаимодействие с предприятиями. Для развития молодого человека в научной сфере это особенно важно – видеть перспективу. Если в регионе есть условия для профессионального роста и реализации идей, тогда и молодым людям есть для чего здесь оставаться.
Текст Полины Васильевны Бересневой. Фото из личного архива Юлии Четвертных.
Новости онлайн Киров, область, РФ, мир - https://max.ru/vesti_ko
