Композиты помогли молодому учёному из Уфы получить признание в научной среде, медаль Российской академии наук и премию в 50 тысяч рублей. Речь идёт о выпускнице Уфимского государственного нефтяного технического университета Полине Поляковой. Её научная работа по итогам 2024 года признана лучшей в стране в области проблем машиностроения, механики и процессов управления. Давайте разберемся, что это за композиты, зачем их исследовать и почему заниматься наукой не только интересно, но и выгодно?
Что такое композиты?
— Композит — это сочетание двух и более материалов, при котором получается не сложение, а приумножение свойств. Композиты давно используются людьми. К примеру, монгольский композитный лук за счёт того, что состоит из нескольких материалов, по своим характеристикам превосходит европейские луки. Сейчас в нефтегазовой, авиастроительной и других передовых промышленных отраслях идёт постепенная замена металлов и сплавов на композитные материалы, — отметил научный руководитель ИПСМ РАН, заведующий кафедрой «Технология металлов в нефтегазовом машиностроении» УГНТУ, академик РАН, профессор, доктор физико-математических наук Радик Мулюков.
По его словам, Уфимский государственный нефтяной технический университет может гордиться своими научными изысканиями и, в частности, успехами молодых учёных.
— Примером такого успеха является работа магистранта кафедры «Технология металлов в нефтегазовом машиностроении» Полины Поляковой. Она получила престижнейшую награду — медаль Российской академии наук. Ежегодно РАН вручает только 21 медаль на всю страну, по одной на каждую науку, — подчеркнул Радик Мулюков.
Работа медалиста
В своей работе Полина Полякова исследует два металла: медь и алюминий, которые отличаются хорошей пластичностью, но слабой прочностью. Но если их правильно соединить, можно получить уникальные свойства. После соединения меди и алюминия учёные получили композит, отличающийся не только пластичностью, но и увеличенной в 10-15 раз по сравнению с исходными металлами прочностью.
— Мы изучали формирование композитов на основе алюминия методом компьютерного моделирования, поскольку в ходе экспериментов на специальном прессе, с помощью которого получают композит, и в печи невозможно исследовать процесс в деталях, на уровне атомов. То есть я моделировала металлы, процесс формирования композита, — рассказывает Полина.
Она подчеркнула, что работа включала экспериментальную и теоретическую часть. Первую молодому учёному помогали провести коллеги-экспериментаторы.
— Мы получаем композиты на специальном оборудовании: спрессовываем образцы материалов. Давление составляет до 200 тонн, столько же весит, к примеру, синий кит. Затем происходит кручение до полного дробления материала. Это нужно для получения однородной структуры, — объясняет выпускник УГНТУ, ныне аспирант ИПСМ РАН Расим Тимиряев.
После этого образцы отправляются на обжиг в специальную вакуумную печь, температура в которой может достигать 2000 градусов.
Анализируют получившийся композит с помощью просвечивающего электронного микроскопа. По словам аспиранта ИПСМ РАН Руслана Гайфуллина, на образец направляются электроны высоких энергий, которые проходят насквозь и попадают на флуоресцентный экран. Благодаря этому учёные видят внутреннюю структуру материала. Кстати, этот микроскоп может увеличивать от 3000 до 1,5 млн крат, то есть позволяет видеть непосредственно атомы.
— Композиты — очень перспективное направление для исследований. Во многих отраслях металлы и сплавы активно заменяют на композиционные материалы. К примеру, они использовались при создании отечественного самолёта МС-21 с двигателем ПД-14, который должны запустить в серийное производство уже в следующем году. Пока не до конца изучено, как создавать композиты, чтобы получать требуемые свойства, так что работа Полины Поляковой действительно актуальна и заслужила медаль РАН, — подчеркнул профессор Радик Мулюков.
Наука это выгодно?
Наша героиня считает, что заниматься наукой не только интересно, но и выгодно, что и доказывает на своём примере.
Она заинтересовалась исследовательской деятельностью, когда училась на втором курсе бакалавриата. По ее словам, любовь к исследовательской работе ей привила научный руководитель, профессор РАН, доктор физико-математических наук Юлия Баимова.
— Благодаря Юлии Айдаровне, я поняла: наука позволяет путешествовать, зарабатывать и реализовывать амбиции. У учёных есть возможность строить карьеру со студенческой скамьи, мы начинаем как лаборанты и стажёры-исследователи, а далее постоянно поднимаемся вверх по карьерной лестнице, — рассказывает Полина.
Еще обучаясь в бакалавриате, она стала получателем стипендии Президента РФ. В магистратуре — стипендиатом фонда Владимира Потанина. Сейчас Полине, как молодому учёному и аспирантке Института проблем сверхпластичности металлов РАН, выплачивают стипендию Президента РФ — 75 тысяч в месяц.
На вопрос, как ей удалось получить такую поддержку, Полина Полякова ответила:
— Нужно просто заниматься наукой, писать статьи, участвовать в конференциях. Но главное условие получения президентской стипендии аспирантами — написание кандидатской диссертации по приоритетным для страны направлениям. Молодым учёным, которые только начинают свою карьеру, я бы посоветовала набраться терпения. Путь в науке достаточно тяжёлый, особенно на первых порах. Но это стоит того. Я не жалею о своём выборе. Это лучшая работа!
Подготовила Айгуль Камаева