В начавшемся 2025 году научно-техническим советом ГУД была поддержана заявка на выполнение НИР «Разработка модели оценки физико-химических параметров фазопереходных материалов при измерении методом температурной истории на этапе нагрева». Руководит этим исследованием старший преподаватель кафедры химии, новых технологий и материалов Дмитрий Тестов. В беседе он рассказал о том, как связать физику, химию и математику, что такое температурная история и как, будучи молодым ученым, получить под свое руководство научный коллектив.
– Расскажите, как вы стали руководителем научно-исследовательской работы.
– Первый раз это случилось в 2022 году: это была научная тема, связанная с согласованием разрозненных литературных данных по физико-химическим свойствам кристаллогидратов. Она продолжилась в 2023 году. А в 2025-м я взял руководство новой тематикой НИР.
– Почему вы выбрали исследовать физико-химические параметры вещества, да еще и с построением математической модели?
– Мне интересно исследовать тему, расширяющую горизонты науки и помогающую получить новые данные, которые в дальнейшем можно будет использовать в прикладных задачах. Тема прямо связана с возможностью рассчитать физико-химические свойства веществ при их нагреве на простой установке. Для этого требуется разработка новой математической модели: с ее помощью можно экспрессно рассчитать свойства не только кристаллогидратов, но и фазопереходных веществ (в них передача термической энергии происходит во время фазового перехода, когда материал переходит из одного состояния в другое – прим. ред.).
Плюс использование модели позволяет нам не зависеть от дорогого оборудования, и так мы упрощаем жизнь и себе, и другим ученым, которые будут проводить исследования на основе наших работ. Таким образом, наша работа направлена не только на получение нового знания, но и на упрощение работы в нашей научной сфере.
– Где именно и как другие ученые будут использовать и эту матмодель и физопереходные вещества?
– Фазопереходные вещества уникальны тем, что при фазовом переходе выделяют больше тепла, чем просто при нагреве в твердом или жидком состоянии. Это тепло позволяет использовать их в качестве накопителей тепла, обогрева помещений, нагрева воды. При этом материалы могут быть компонентами более сложных систем: тепловых панелей или конструкций аккумуляторов тепловой энергии.
– Если описать грубыми штрихами, то как проходит исследование?
– Цель математической модели в рамках метода температурной истории – научиться сравнивать кривые нагрева между эталоном, в качестве которого мы берем воду, и образцом. Известно, что при нагревании вещества у него меняется температура во времени. Это простая математическая зависимость – экспоненциальная или линейная. Мы знаем параметры эталона изначально, их не нужно определять. И зная графически, как отклоняется такая же кривая нагрева у исследуемого образца, насколько она отклоняется в каждый момент времени, мы можем соотнести эти эталоны простейшей математической пропорцией и таким образом найти интересуемые нас физико-химические свойства. Конечно, эта пропорция достаточно сложная и включает большое количество параметров. Но весь смысл заключается в том, чтобы сравнить, как меняется температурная зависимость образца в отличие от эталона.
– Достигаете ли поставленных перед НИР целей?
– Могу уверенно сказать, что решение научной задачи проходит успешно. К концу года выйдет достаточно массивная монография по итогам работы нашего прошлого НИР. И я надеюсь на аналогичный результат от текущего. Мы успешно решаем и формальные задачи: подготовка публикаций или патентов, участие в конференциях.
– Были ли у вас трудности при получении места руководителя НИР?
– Когда я брал руководство впервые, я работал ассистентом кафедры, был на третьем курсе аспирантуры и боялся, что в ходе защиты невысокая должность станет причиной отказа – несмотря на декларируемую политику поддержки молодых ученых в университете и стране в целом и мой опыт руководства и исполнения гранта «Умник-2019» от Фонда содействия инновациям. Однако страх оказался напрасным, руководство я получил достаточно легко. Следующее руководство в 2023 году состоялось также без проблем. А в этот раз прошло еще проще, несмотря на мое волнение: мою тему приняли, а главное, поняли. И с 3 февраля активно началась работа над экспериментом.
– А когда у вас время отчета?
– Отчитаться я могу по согласованию с конца ноября до марта следующего года, но официально работа должна закончиться 31 декабря 2025 года.
– Как распределена ответственность у вас в группе?
– Как руководитель я несу полную ответственность за результат, и если мы по каким-то причинам не выполним задачу, то буду отвечать я. Но таких эксцессов не было.
– Сколько человек у вас в команде? Есть ли среди них студенты?
– Нас примерно 10 человек, среди них студенты бакалавриата и магистратуры, есть аспиранты. Каждый трудится над своей задачей в рамках общей темы.
– Есть ли какая-то связь темы НИР 2025 года с другими вашими исследованиями?
– Наш научный коллектив все тематики формулирует в рамках одной большой научной темы, связанной с разработкой теплоаккумулирующих веществ, но точечно текущая задача не связана с прошлыми приоритетными НИРами. И если тема 2022−2023 года заключалась в анализе литературных данных по физико-химическим свойствам и их согласованию, то тематика этого года связана с получением физико-химических свойств фазопереходных веществна этапе нагрева. Это разные тематики. Если нам удастся создать математическую модель в рамках НИР 2025 года мы, скорее всего, будем ее использовать в рамках госзадания, но сама работа по разработке этой модели является самостоятельной.
– Видите ли вы свою жизнь на кафедре и в науке химии в дальнейшем?
– Я бы не хотел уходить с кафедры, потому что меня все устраивает: моя работа преподавателем, время труда, занятие наукой. В рамках госзадания я занимаю должность младшего научного сотрудника, и если отчет по итогам 2024 года одобрят, то в этом году я продолжу осуществлять эти функции. Я также руковожу курсовыми работами, готовлю студентов к выступлению на конференциях. Руководство НИРом не является должностью, это некая обязанность, которую я на себя взял.
Текст: Юлия Цепилова
Фото: Юлия Цепилова