Команда интернет-журнала «Сарафан» СПбГУПТД в десятилетие науки и технологий запустила проект о молодых ученых Университета промышленных технологий и дизайна. Героем седьмого выпуска стал химик, старший преподаватель кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А.И. Меоса Вадим Марценюк. О причинах выбора химического вектора в науке, об использовании полимеров в повседневной жизни, а также о том, какие задачи решают исследования ученого на практике, читайте в интервью с Вадимом.
«Если у тебя есть конечная цель, некая вершина, которую ты хочешь достичь, то вопрос мотивации не возникает»
Что сподвигло вас заниматься наукой?
Я не могу выделить какое-то отдельное событие, встречу или период, повлиявшие на мое решение. Для меня это был планомерный выбор, который я сделал на третьем курсе бакалавриата. Начал читать научную литературу, выполнял эксперименты в лаборатории – мне это понравилось, приносило удовольствие. Именно от процесса изучения нового, будь то явление, процесс, эффект, или создание нового материала, способа его получения или обработки. Наверное, поэтому я и занимаюсь наукой – мне это нравится.
Тема вашей научной работы – полимерные композиционные и углеродные композиционные материалы, водородная энергетика. Расскажите простыми словами, что вы изучаете?
Вся химическая технология так или иначе соприкасается с полимерами, которые прочно и уверенно вошли в нашу жизнь, в каждую ее сферу. Для того, чтобы полимерные материалы сделать более износостойкими, термостойкими или придать им новые свойства, в них вводят наполнители. Получаются полимерные композиционные материалы, которые обладают свойствами как наполнителя, так и полимера.
На кафедре наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А.И. Меоса, на которой я обучался в аспирантуре, а теперь работаю старшим преподавателем, среди прочих, есть направление углеродных композиционных материалов и углеродных наноматериалов. Углеродные композиты – это такие материалы, которые более чем на 95 % состоят из углерода, устойчивы к высоким температурам, обладают высокой электропроводностью и другими ценными свойствами. Наверное, у многих на слуху такое слово как карбон. Он уж углепластик, композиционной материал, состоящий из углеродной ткани, наполнителя, и отвержденной смолы, матрицы.
В рамках своего диссертационного исследования я занимаюсь разработкой компонентов для водородных топливных элементов. Такие композиты используются в качестве электродов (анода и катода) в топливных элементах.
Вы говорите, что полимеры прочно вошли в нашу жизнь. Приведите примеры, что сделано из полимеров.
Из химических волокон, которые по сути являются полимерами, изготавливают не только повседневную одежду, но и химически, механически, огнестойкую спецодежду. Фермеры отошли от пленочных теплиц к более прочным, теплосберегающим, удобным поликарбонатным.
Из полимеров создают новые сосуды, суставы, имитирующие ткани, органы, изготавливают протезы и многое другое. В судостроении для изготовления корпусов применяются стеклопластик, полимеры идут для тепло-, звуко- и виброизоляции, для соединения деталей и механизмов, герметизации, пропитки, покраски.
Вставая утром, мы надеваем синтетическую одежду, идем в ванную, где пластиковый выключатель замыкает изолированные в полимер провода, загорается лампочка. С помощью пластиковой щетки с синтетическими волокнами чистим зубы, при этом стоим на приятном коврике из микрофибры. Отправляемся на кухню и включаем электрический чайник, кофемашину, тостер – все бытовые приборы содержат полимеры. Открываем пластиковое окно, ставим кружку на стол, накрытый полиэтиленовой скатертью. Часы, телефоны, настольные лампы, клеи, краски, коврики, одежда, обувь – все производится с использованием полимеров.
Хотелось бы больше узнать о вашей преподавательской практике. Как давно вы преподаете? Какие дисциплины?
Еще во время обучения в аспирантуре мне посчастливилось устроиться работать на кафедру сначала инженером, а потом ассистентом. Ассистент – это младшая педагогическая должность. Он может вести практики и лабораторные, но не читать лекции. Этим летом меня повысили до старшего преподавателя, теперь я читаю лекции студентам по дисциплине «химия и технология производства химических волокон», а также веду практические и лабораторные занятия.
Какие практические задачи решает ваша научная деятельность?
Я разрабатываю компоненты для водородных топливных элементов. Топливные элементы – это такие «преобразователи» энергии химической реакции между водородом и кислородом в электрическую энергию – ток.
Если в двигателе внутреннего сгорания происходит сгорание топлива в камере (цилиндре), и выделяющаяся энергия толкает поршень, то в топливном элементе в результате электрохимической реакции возникает ток, который может быть направлен на питание двигателя. Поэтому топливные элементы применяются во множестве областей: в качестве альтернативных или аварийных источников электроэнергии для жилых, общественных и промышленных зданий, в качестве источников электроэнергии легковых, общественных и грузовых автомобилей, летательных аппаратов и даже для работы портативных устройств.
Совместно с коллегами на кафедре я разработал один из компонентов для водородных топливных элементов, по собственной оригинальной технологии и полностью из отечественного сырья.
Поделитесь опытом участия в научных конференциях. Насколько это важно для ученого?
Я бы назвал участие в конференциях и форумах обязательной деятельностью любого ученого. Во-первых, ты делишься результатами своей работы, можешь рассказать о ней множеству людей. Во-вторых, всегда найдутся разбирающиеся в твоей теме люди, которые могут подсказать, направить, помочь или, что самое главное, указать на слабые места, которые предстоит исправить. В-третьих, конференции и форумы – это всегда площадки для поиска единомышленников, потому что в одиночку в современном научном мире очень тяжело. Например, этим летом я представлял результаты своей диссертационной работы на IX Международной научно-практической конференции «Микитаевские чтения», проходившей в Эльбрусском районе республики Кабардино-Балкарии.
Какие новые разработки в области химии волнуют вас больше всего?
Скорее всего, это те направления, где химия встречается с другими науками, например, физикой, биологией, медициной. На стыке двух самостоятельных наук может получиться нечто действительно уникальное. Именно среди химии, это, конечно же, супрамолекулярная химия, а в области новых разработок в химии – все новое и практически применимое.
Вы запустили стартап «ФторТекс» при поддержке Фонда содействия инновациям. Расскажите подробнее о сути стартапа, процессе создания его концепции и конечной реализации.
Я бы выделил больше поддержку кафедры в запуске стартапа, а Фонд содействия инновациям – это инвестор научно-исследовательских работ внутри стартапа. Суть «ФторТекса» в том, чтобы реализовать и коммерциализировать научные разработки.
В моем случае, это исследования в рамках диссертационной работы по разработке компонентов для водородных топливных элементов. Конечный результат – получить готовый продукт, который можно вывести на рынок, потому что в России больше нет производителей газодиффузионных подложек для топливных элементов.
Поделитесь вашей мотивацией заниматься научной деятельностью.
Здесь, к счастью, все просто. Вам либо нравится заниматься наукой, либо нет. Отсюда и исходит мотивация. Если у тебя есть конечная цель, некая вершина, которую ты хочешь достичь, то вопрос мотивации не возникает. С другой стороны, можно помочь другим людям увидеть в науке что-то для них интересное, для каждого свое.
Есть ли у вас новые идеи для дальнейших научных исследований?
Конечно, всегда есть к чему стремиться. Предстоит сделать еще множество экспериментов и исследований. Также хочется поработать с коллегами на кафедре по другим направлениям:
- разработка высокотемпературной теплозащиты на основе углеродных композиционные материалов;
- исследование способов переработки стекло- и углепластиковых композитов, что важно с точки зрения экологии;
- изучение сорбционных процессов углеродными волокнистыми материалами.
В чем заключается ваша миссия? К чему вы стремитесь как ученый?
Именно сейчас я стремлюсь к защите кандидатской диссертации. Как ученый к тому, чтобы моя деятельность и исследования были полезны людям.