Новости

23.10.2020 15:30

«Научная осень» студентов физфака ВГУ

Студенты кафедры физики твердого тела и наноструктур физического факультета Воронежского государственного университета традиционно выступают на научных конференциях разного уровня. Осень этого года не стала исключением. За две недели студенты-физики успешно выступили на двух конференциях – в Москве и Ижевске.

С 1 по 9 октября в Москве состоялась 27-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика – 2020». Участниками дистанционных научных дискуссий стали: Юлия Какулия («Формирование массивов медных структур в матрице пористого SiO2 на кремнии по данным синхротронных исследований»), Александра Пелагина («Исследования поверхности и объемной части массивов кремниевых нанонитей синхротронным методом спектроскопии XANES»), София Титова («Наночастицы кремния, полученные измельчением пористых пленок по данным синхротронных исследований»), Николай Бойков («Атомное и электронное строение эпитаксиальной гетероструктуры олова на кремнии по данным синхротронных исследований»).

С 14 по 16 октября «Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского Отделения РАН» в рамках Международной научной конференции «100-летие государственности Удмуртии: исторические вехи и перспективы развития» провел для молодых ученых, аспирантов и студентов Всероссийскую школу молодых ученых «КоМУ–2020» в очно-заочной форме. В конференции традиционно участвовали исследователи из Воронежа, Ижевска, Москвы, Новосибирска и других городов России. Студенты-физики нашего вуза рассказали о своих докладах и впечатлениях от научной сессии.

Евгений Беликов представил сообщение, посвященное исследованию и применению гибридных нанообъектов. Работу он проводил вместе со специалистами из Института Биофизики клетки РАН, Московского госуниверситета технологий и управления, а также из Института фотонных технологий города Йена. Кроме того, использовали две установки класса «мегасайенс»: синхротроны BESSY II Гельмгольц Центра Берлин и Курчатовский источник синхротронного излучения национального исследовательского центра «Курчатовский Институт».

– Я представил доклад на тему «Применение метода фотоэмиссионной электронной микроскопии для исследования бактериальной клеточной культуры escherichia coli». Исследование и применение гибридных нанообъектов является одним из перспективных направлений в науке и технологиях. Ключом к разработке и созданию недорогих и энергоэффективных устройств может стать использование гибридных наноструктур. Белок Dps, получаемый из кишечной палочки, представляет огромный интерес для изучения. Этот белок является гибридным наноматериалом, ведь в его составе органическая оболочка и неорганическое ядро, в которое входит железо. А размер такой структуры всего около десяти нанометров. Мы проанализировали данные растровой электронной микроскопии белка. Этот шаг стал ключом к пониманию рентгеновского и электронного воздействия на мембрану кишечной палочки. Удалось подтвердить, что сама клеточная мембрана является довольно устойчивой к такого рода излучениям. Научная группа под руководством ведущего научного сотрудника совместной лаборатории «Электронное строение твердого тела» Сергея Турищева уже не первый год принимает участие во Всероссийской школе молодых ученых КоМУ. Для меня это было второе выступление. Как и в прошлый раз, участники конференции хорошо приняли доклад и задали вопросы. В целом, все прошло на высоком уровне.

Юлия Какулия рассказала молодым учёным об исследованиях наночастиц меди в кремнии. Представленный подход перспективен для адресной диагностики химических и биологических молекул:

– Тема моего исследования – «Синхротронные исследования массивов медных структур в пористой матрице диоксида кремния на кремнии». Она актуальна в силу применения таких структур как ГКР (SERS) – активных поверхностей в устройствах, основанных на эффекте гигантского комбинационного рассеяния света. Такие устройства являются сенсорами, чувствительными даже к очень малому количеству вещества, которые можно использовать для диагностики химических и биологических молекул. Исследования методом XANES медных наноструктур мы провели на синхротронном центре BESSY II Гельмгольц Центра Берлин. Мы изучаем структуры совместно с научными группами НПЦ НАН Беларуси по материаловедению и Лейбниц института фотонных технологий в Йене, Германия. Нам удалось выяснить состав поверхности наноструктур, синтезированных при разных условиях. Доклады приняли положительно и в Москве, и в Ижевске. Мы собираемся использовать еще несколько методов исследования, чтобы детально показать, каким физико-химическим состоянием обладает поверхность, границы разделов таких систем и насколько они стабильны в окружающей среде и при внешних воздействиях.

София Титова рассказала о том, как изучение свойств наночастиц кремния способствует развитию медицины:

– Ряд особенных свойств наноструктур кремния позволяет использовать их в медицине: в диагностических и терапевтических целях. Поэтому необходимо применение прямых экспериментальных методов высокоточной диагностики наноструктур, их фундаментальных свойств – состава и структуры, атомного и электронного строения. Образцы для исследования были предоставлены партнерской группой физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и Института биологического приборостроения РАН. Исследование электронного строения и состава кремния мы проводили на установке класса «мегасайенс», Курчатовского источника синхротронного излучения национального исследовательского центра «Курчатовский Институт». В составе научной группы я поучаствовала в получении спектроскопической информации, в том числе на синхротроне Курчатовского института. Мы изучали синхротронные и лабораторные данные о составе и структуре развитой поверхности на глубине до десяти нанометров. Результаты свидетельствуют о влиянии способа высушивания на поверхностные свойства наночастиц и их стабильность, в том числе при длительном хранении, а также на дальнейшее взаимодействие наночастиц с биологическими объектами. Участие в конференциях доставило удовольствие: понравились организация и доклады других участников. По результатам работы мы планируем выпустить статью в международном журнале. Безусловно, мне очень хочется поучаствовать в этих конференциях и в следующем году, представив научному сообществу результаты дальнейших исследований.

Александра Пелагина в исследовании предложила новый способ изучения нитевидного кремния:

– Тема моего доклада звучала так: «Исследования поверхностной и объемной частей массивов кремниевых нанонитей синхротронным методом спектроскопии XANES и растровой электронной микроскопии». Актуальность работы обусловлена тем, что кремниевая технология уже давно используется, она хорошо проработана, широко исследуется и экономически доступна. Но сам материал – нитевидный кремний (НК) – интересен тем, что его поверхность очень развита. Причем не планарно, а "объёмно", вглубь нитевидной структуры, можно сказать 3D-развита. Её легко контролировать, и она доступна для функционализации, например, для осаждения на неё иных по свойствам материалов. А методы, которые как раз и исследуют поверхность, в нашем случае – синхротронный метод XANES, хоть и высокочувствительны, но как правило, обладают малой глубиной анализа, в общем смысле (без разрушения объекта, даже с 3D-развитой поверхностью), и достигают 5–10 нанометров. Учитывая, что поверхность у НК развита по всей высоте нитей, исследовать её в полной мере, обычными методами как правило не представляется возможным. Методика на основе XANES, которую мы предлагаем для изучения поверхности «в объёме» массива нитевидного кремния сохраняет высокую чувствительность к поверхности, а способы достижения «объёмной» части не нарушают эту поверхность, позволяя изучать её всю. Я активно участвовала во всех стадиях работы: в обработке НК, в получении (исследования проводились, в том числе, в Берлине на синхротроне BESSY II) и построении спектральной информации, в обработке полученных данных, в их обсуждении. Наш метод оправдал ожидания – он работает. В прошлом году мы опубликовали статью в зарубежном научном журнале Scientific Reports издательства Nature Publishing. Доклады, представленные на конференциях, восприняли позитивно, они вызвали интерес, о чем говорит количество вопросов, которые мне задали.

Доктор физико-математических наук Сергей Турищев поблагодарил коллег за приглашение и пожелал молодым ученым не останавливаться на достигнутом:

– Благодарю коллег из Ижевска за приглашение и возможность представить пленарный доклад об исследованиях гибридных нанобиоматериалов на Школе «КоМУ». Нас связывают многолетние деловые и дружеские отношения, большое взаимное уважение. Различие тематик докладов, которые молодые исследователи представили на конференции, позволяет им существенно расширить кругозор, наметить новые пути решения научных и технических проблем, зачастую возникающих на стыке научных направлений. С устными докладами в конференции приняли участие молодые ученые – студенты магистратуры нашей научной группы, которые, на мой взгляд, выступили весьма достойно. Уровень докладов и представляемых результатов довольно высок не только по российским, но и по мировым меркам. Желаю организаторам не останавливаться на достигнутом и продолжать традицию проведения школ, таких как «КоМУ». Наконец, мне приятно говорить о том, что на прошлой конференции (2018 год) лучшим докладом среди студентов признали доклад Александры Пелагиной, в этом году – Евгения Беликова.

– Также хочется поблагодарить организаторов Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика – 2020», давно ставшей традиционной. Наша научная молодежь уже многие годы представляет результаты своей работы на этой площадке, занимая призовые места за лучшие доклады в разные годы. Это прекрасная практика по апробации получаемых научных результатов, особенно на молодежном уровне.

Ряд представленных работ выполняют в рамках проекта «Совместимость и трансформация функциональных неорганических наночастиц c культурами клеток в формируемых invitro гибридных материалах по данным синхротронных исследований реконструкции атомного и электронного строения», поддержанного Российским научным фондом в конкурсе 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными. Реализация проекта осуществляется с использованием уникального объекта инфраструктуры мирового уровня: Курчатовского источника синхротронного излучения.

Пресс-служба ВГУ  

Просмотров: 769

Галерея изображений