Ставка на стойкость. Легко ли делать карьеру в науке?

— Да, конечно. Это направление — создание материалов, пригодных для экстремальных условий эксплуатации, — заинтересовало меня сразу, когда я пришла в сектор сенсорных материалов ИОНХ к члену-корреспонденту РАН Владимиру Георгиевичу Севастьянову. Когда сектор упразднили, нашу группу перевели в лабораторию академика Николая Тимофеевича Кузнецова, где мы сейчас и трудимся. 

Направление высокотемпературных композитов изначально развивалось параллельно с традиционной для подразделения сенсорикой. В действительности, керамики имеют с сенсорными материалами не так много общего, но самое главное — все наши “продукты” должны быть наноструктурированными. От сенсоров требуется высокая чувствительность, чтобы с их помощью детектировать различные вещества, к примеру токсичные примеси, поэтому рецепторные материалы обязательно должны иметь развитую поверхность, быть высокодисперсными. Что касается высокотемпературной керамики, то здесь параметр наноразмерности позволяет улучшать механические характеристики, повышать ее стойкость к окислению.

В конце прошлого года состоялась защита моей докторской диссертации, в которой предложены оригинальные методы синтеза тугоплавких нанокристаллических оксидов и карбидов с рекордно высокими температурами плавления. Эти материалы применимы в авиационной и космической технике, они выдерживают воздействие высокоскоростных потоков воздуха с температурами, превышающими две — две с половиной тысячи градусов Цельсия.

— Хотя в моей диссертации описано сразу несколько разных способов получения керамических материалов, расскажу лишь об одном, как мне кажется, наиболее важном. Это метод получения ультравысокотемпературных керамических материалов из диборида гафния и карбида кремния, которые по праву считаются наиболее перспективными для авиакосмической техники. Раньше для получения материалов с таким составом брали порошки, смешивали их и подвергали горячему прессованию. Поскольку это очень тугоплавкие соединения, требовались высокие температуры (2000-2200оС) и длительное время выдержки. В итоге и без того крупнодисперсные исходные порошки за время прессования укрупнялись, что отрицательно влияло на механические свойства материала. 

Метод, разработанный нашей группой, позволил оптимизировать технологию, добиться, чтобы процесс спекания проходил при значительно более низких температурах. При этом зерно композита не только не укрупняется, как это происходит в традиционных условиях, но и получается наноразмерным (размер кристаллитов 35-60 нанометров). Окислительная стойкость и механические характеристики материала оказываются гораздо лучше, что сильно расширяет спектр его возможных применений. К тому же новый способ открывает возможности для введения в структуру керамики модифицирующих компонентов, которые могли бы дополнительно улучшить свойства материала. Это, кстати, отдельное и очень обширное поле для исследований, которые нам еще предстоит провести.

— Да, внимание исследователей всего мира приковано к такому типу материалов достаточно давно: первые публикации специалистов НАСА и европейских ученых появились еще в 90-х годах прошлого века. Сравнительно недавно подключились коллеги из Китая. С каждым годом количество публикаций растет. Однако полной информацией о происходящем, думаю, не обладает никто, потому что и у нас, и за рубежом часть работ по этой тематике не подлежит публикации в открытой печати.

Способность этих керамических композитов выдерживать длительное воздействие высокотемпературных потоков воздуха, в том числе насыщенных атомизированным кислородом, делает очевидным применимость этих материалов в том числе в авиа- и двигателестроении. Однако недостатки, свойственные любой керамике, — хрупкость, невысокая прочность на изгиб, чувствительность к большим перепадам температур — заставляют искать новые возможности их устранения. 

— Не секрет, что сейчас серьезную работу в рамках одного института не сделаешь. Как правило, мы взаимодействуем с коллегами или благодаря небольшим грантам, или просто по собственной инициативе, без специального финансирования. Тесное сотрудничество у нас налажено с исследователями из Института химии Дальневосточного отделения РАН, благодаря которому у нас есть возможность изготавливать высокотемпературную керамику методом искрового плазменного спекания с помощью импульсов электрического тока. Давние связи у нас и с Институтом проблем механики РАН, где проверяется стойкость полученных материалов к окислению. 

По-прежнему тесно сотрудничаем с коллегами из Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов. Наш совместный проект успешно завершился, но мы продолжаем общаться, знаем об исследованиях друг друга. Сейчас, например, готовим статью по оксидной керамике. 

Конечно, хотелось бы иметь больше академической мобильности, чтобы и в зарубежных конференциях была возможность поучаствовать, и в командировки поездить. Я, например, ни разу не была у коллег во Владивостоке, а хотелось бы. Но реальность такова, что на поездках приходится экономить, для общения в основном пользуемся Интернетом. 

— У меня нет жизни вне работы. Так сложилось, что институт стал моим домом, здесь я провожу почти все свое время. В одной лаборатории со мной работает младший брат Николай. Приехали мы из Омской области, из самой что ни на есть глубинки, там и сейчас живут наши родители. Сначала я, а потом брат поступили в Академию тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова (сейчас она находится в структуре Московского технологического университета). Я заинтересовалась наукой уже на первом курсе, где мой учитель Владимир Георгиевич Севастьянов вел у нас лабораторные работы. Именно он раскрыл для меня всю красоту химии. После получения диплома я осталась работать в академии, совмещая преподавание с исследованиями в ИОНХ. 

Тринадцать лет я преподавала в академии и очень хорошо знаю, как важно, чтобы уже со студенческой скамьи рядом с тобой оказался действующий ученый, исследователь, не понаслышке знающий о том, что такое наука и работа в лаборатории. Однако для самого преподавателя это огромная нагрузка: после лекций и лабораторных ты чувствуешь себя выжатым как лимон, но рабочий день начинается заново, уже в научной лаборатории. Получается, что ты не спишь, не ешь, а жить все равно не на что. В 2013 году мне пришлось сделать непростой выбор: почувствовав, что совмещать научную деятельность с сильно увеличившейся учебной нагрузкой невозможно, я уволилась из вуза и сосредоточилась на работе в ИОНХ. Однако контакта с университетами стараюсь не терять: задач научных много, рук на все не хватает, и очень остро ощущается потребность в способных студентах и аспирантах.