СТОЛ УЧЕНОГО. Фёдор Сенатов

Наталья Сергеева
75
0

ФЁДОР СЕНАТОВ, кандидат физико-математических наук, сотрудник научно-исследовательской лаборатории гибридных наноструктурных материалов, Научно-исследовательский центр композиционных материалов НИТУ «МИСиС»

Мы попросили пятерых учёных — ведущих специальных проектов у студентов направления Векторы в осеннем семестре 2017 г. рассказать, что лежит на их рабочем столе. Получилась серия интервью — о науке, о личных интересах учёного, о том, что ожидать от вектора в Университете детей, и что почитать перед началом.

Рабочий стол физика, материаловеда Федора Сенатова

(вектор "Как сделать костюм супергероя?")

- Вектор называется “Как сделать костюм супергероя?” Что будет происходить, будете на самом деле делать костюм из суперматериалов?

- Мы будем делать “умные” материалы. Как известно, костюмы супергероев могут реагировать на какие-то внешние воздействия. У кого-то могут раскрываться какие-нибудь крылья, которые позволяют герою мягко планировать. Или выезжают солнечные батареи. В принципе, потенциально, это все можно делать с помощью “умных” материалов (то, что в иностранной литературе называется smart materials). Это материалы, которые могут изменять свою форму, свои свойства под воздействием внешних факторов.

Что мы думаем, когда слышим о костюме супергероя? Это должно быть что-то супер-прочное. Оно должно спасать от радиации (супермены ведь летают в космос!) Мы, конечно, исследовать радиацию не будем, но мы сможем сделать этот радио-защитный материал, который наша лаборатория испытывала на реальной установке.

Что ещё приходит на ум? Наверное, он защищает, чтобы супергерои не растворились в какой-нибудь кислоте. Такой материал, который невероятно стоек к кислотам, мы тоже умеем делать. Мы будем делать материал, который чувствует повреждения и может передавать сигнал на компьютер и сообщать, сколько и какие произошли повреждения.

Костюм супергероя должен быть именно таким — он должен быть умным, он должен уметь решать, что на данный момент нужно. Например, он должен понимать, сейчас день или ночь. И если день, то могут открыться солнечные батареи и заряжаться от солнца. Материалы, которыми мы располагаем сейчас, могут позволять раскрываться солнечным батареям — такое реально используется в некоторых концептах беспилотных самолетов.

Мне кажется, в действительности многие ученые черпают вдохновение из фантастики и своих детских впечатлений. Перед началом занятий на векторе можно пересмотреть что-нибудь из Marvel’а, ну скажем, Ironman или Мстителей, потому что там есть какие-то элементы костюмов супергероев, которые в принципе реально сделать на сегодняшний момент. Еще там был Капитан Америка с мегапрочным щитом. А наша лаборатория сейчас может делать некоторые из самых прочных материалов в мире, которые потенциально могли бы быть использованы для такого щита, как у Капитана Америка.

- Какой ваш любимый проект, который вы разрабатываете в своей лаборатории?

Самый перспективный и наиболее близкий к применению, он же и мой любимый проект — это кости из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Эти кости можно применять как в маленьких протезах (например, часть носа заменить), так и при расширенных дефектах (например, целую лучевую кость). Мы сейчас как раз пытаемся сделать целую лучевую кость человека. Мы уже вмонтировали кусочек в лапу собаки. Информацию мы пока не разглашаем, так как эксперимент еще идёт — собака ходит с этим протезом. Она уже несколько месяцев живёт в ветеринарной клинике.

- А что вдохновляет вас в работе ученого?

- Мы следим за природой. Сейчас очень популярная вещь, которую мы развиваем в нашей лаборатории, — это биомиметика, повторение достижений природы. Все лучшие структуры уже придуманы природой, просто их можно применять для каких-то решений, не зависящих от реальных биологических объектов. Например, хрящ сустава очень скользкий, и он хорош по износостойкости. Но его структуру можно применять не только для человека, а, например, для подшипников. Потому что подшипник — это как сустав, только в технике, в робототехнике, например. Можно повторять структуру реального хряща, сустава, чтобы делать механизмы, которые будут меньше изнашиваться и обладать низким коэффициентом трения.

В прошлом месяце мы совместно с Оксфордом работали на синхротроне, на ускорителе. Таких установок мало по миру, небольшой синхротрон есть в у нас, в Дубне. А в Англии есть большой синхротрон, и вот мы отдавали наши образцы материалов для костей, которые сделали на 3D принтере, нашим коллегам из Оксфорда, которые там испытывали наши материалы. Когда материал помещается на синхротрон, он исследуется под воздействием очень большой энергии. И по тому, какой ответ этот материал дает, детекторы могут передавать информацию о том, какая у него структура. А это очень важно, чтобы прогнозировать прочность материала.

- Что лежит на рабочем столе физика, материаловеда Фёдора Сенатова?

- Обязательно, кружка! Лежат 3D модели, которые мы печатали в лаборатории. Лежат куски материалов, которые мы испытывали, или которые будут испытаны, — весь стол этим завален! И шоколадка, для мозгов. У меня там семь плиток шоколада, с максимальным содержанием какао, от 70%.

Хороший учёный должен публиковаться, он должен писать много статей, чтобы делиться своим опытом и открытиями с коллегами по всему миру. Писать приходится очень много — больше половины времени. Поэтому больше половины времени — это работа за компьютером. Это обсчёт результатов. Например, эксперимент на синхротроне, который я упоминал, делается в течение суток. А дальше в течение нескольких месяцев идет обсчёт этих результатов. Там получается терабайт данных, голые цифры, которые учёный загружает в компьютер и должен их обработать, узнать в них правильную закономерность, увидеть какую-то структуру. Есть программное обеспечение, которое помогает это всё визуализировать, но выводы конечно же делает сам испытатель, учёный. Так и получается: день экспериментов — месяц обсчётов, плюс ещё месяц написания статей.

Материаловеды — это люди, которые обладают знаниями и специальной логикой, которая позволяет им работать в разных областях и с разными материалами. Мы в нашем центре работаем с металлами, с полимерами, с керамикой — это базово совершенно разные вещи, к которым нужно иметь совершенно разные подходы. Но обладая какой-то определенной материаловедческой логикой, можно с одного быстро переключаться на другое, что мы, в принципе, и делаем.

И именно это будут делать и студенты Университета детей, которые придут на вектор. Они будут работать с полимерами в рамках нашего курса, но также будут использовать подходы, которые нужны для металлов, например.

Выступления материаловеда Фёдора Сенатова на “Научных боях” Политеха

Биоматериалы

Наука и медицина

Передовые технологии в медицине