8 Марта — это прекрасный повод написать о тех женщинах, чьим призванием стала наука. В каждом институте Сибирского отделения трудятся ученые, посвятившие ей свою жизнь, добившиеся значимых результатов в своей сфере исследований. И как жаль, что в одной статье невозможно рассказать обо всех!
Ольга Лепакова
«Все мы — работники науки»
В этом году свое 75-летие отметит старший научный сотрудник лаборатории гетерогенных металлических систем кандидат технических наук Ольга Клавдиевна Лепакова. Вот уже более полувека ее жизнь связана с томской наукой.
После окончания электрофизического факультета Томского политехнического института она устроилась в НИИ прикладной математики и механики Томского государственного университета. Поворотным моментом в судьбе Ольги Лепаковой оказалось собрание коллектива, на котором выступал Юрий Михайлович Максимов, будущий лидер отдела структурной макрокинетики и создатель томской научной школы по этому направлению. Тогда же, в 1975 году, он возглавил лабораторию технологического горения, только появившуюся в НИИ ПММ.
«Юрий Михайлович так увлеченно, зажигательно рассказывал о вновь открываемой лаборатории, о том, какие задачи перед ней поставлены — создавать новые уникальные материалы с помощью оригинальных технологий! Он горел этим! Я сразу поняла: хочу работать под его руководством. Это стало моей мечтой, решила, что непременно этого добьюсь», — вспоминает Ольга Клавдиевна.
Так начался новый этап жизни, связанный с СВС — самораспространяющимся высокотемпературным синтезом. «Одним из достоинств метода СВС считаю возможность быстро и экономно получать различные перспективные материалы; а в случае хороших результатов — развивать эти направления дальше, создавая востребованные в разных сферах материалы и изделия», — отмечает исследовательница.
О. К. Лепакова занимается тематикой, связанной с высокобористыми соединениями, разработкой боридов титана и композиционных материалов на их основе; ею совместно с коллегами был получен ряд патентов.
Ольга Клавдиевна видела разные периоды российской науки, в том числе и самые неблагоприятные, но даже в самые трудные годы ее ни разу не посетила мысль уйти в другую сферу. «Я чувствую себя на своем месте, мне интересно заниматься исследовательской работой, браться за новые темы. Никогда не жалела, что связала свою жизнь с наукой. Я не могу сказать, что все мы выдающиеся ученые. Таких, которые совершают открытия, добиваются прорывов, — единицы. Но практически все мы — работники науки, помогающие ей развиваться, генерировать новые знания», — считает Ольга Лепакова.
Сейчас она и старший научный сотрудник ТНЦ СО РАН кандидат технических наук Борис Шулевич Браверман в составе научного коллектива продолжают работать над так называемой скользкой керамикой. Ранее им удалось получить этот супертвердый керамический порошковый материал — алюмомагниевый борид AlMgB14, — обладающий уникальными физико-механическими свойствами. По своей твердости он уступает лишь алмазу и нитриду бора плюс обладает исключительно низким коэффициентом трения (всего около 0,02; для сравнения: у тефлона коэффициент трения — 0,04—0,1, а у хорошо смазанной стали — не менее 0,16). К числу других свойств, делающих этот материал перспективным, относятся отличная стойкость к абразивному износу и эрозии, хорошие химическая инертность и термическая стойкость. Именно благодаря набору свойств материал и получил название «скользкая керамика»: ведь низкий коэффициент трения делает его даже более скользким, чем тефлон.
Получение такого материала является для России качественно новым направлением. Скользкая керамика имеет широкие перспективы внедрения. Материал можно применять в качестве композиционной противоизносной добавки, а также сырья для смазочных и износостойких покрытий, работающих в экстремальных условиях. Покрытия на основе AlMgB14 способны широко использоваться во всех узлах трения, таких как подшипники, валы в насосах, турбины, режущий инструмент, буры. Важно отметить, они могут быть востребованы и в военном машиностроении. Совсем недавно был получен патент на эту разработку. Сейчас появились партнеры, заинтересованные в производстве и внедрении скользкой керамики.
«Наука всегда идет вперед, и если сегодня какое-то новое соединение или материал еще не получили широкого применения, еще не созданы промышленные технологии их производства, их всё равно необходимо исследовать и получать, ведь завтра они могут стать востребованными, потому что наука всегда работает для будущего», — говорит Ольга Лепакова.
В планах Ольги Клавдиевны — получить несколько новых соединений и материалов, в их числе так называемые максены, внешне напоминающие многослойные пленки, которые в будущем могут заменить собой литиевые батареи. Эта тематика сейчас активно развивается во всем мире, первые успешные шаги в этом направлении уже сделаны и в ТНЦ СО РАН.
Варвара Романова
Учителя и ученики
Варвара Александровна Романова, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории механики структурно-неоднородных сред ИФПМ СО РАН относится к людям, которые заряжают своей энергией и оптимизмом.
«Мне посчастливилось получить прекрасное классическое образование на физико-техническом факультете ТГУ, но на дворе стоял 1995 год — кризисное время для российской науки, когда были огромные сложности с финансированием и из научных институтов уходили люди. Из всего нашего выпуска, а это больше 80 человек, только шесть работают по специальности! — говорит Варвара Александровна. — Считаю, что мне сильно повезло, когда мой учитель, доктор физико-математических наук Павел Васильевич Макаров, который долгое время возглавлял нашу лабораторию, пригласил меня в Институт физики прочности и материаловедения СО РАН. Здесь всё было по-другому: академик Виктор Евгеньевич Панин активно пробивал новое научное направление “Физическая мезомеханика материалов”, привлекал деньги, поддерживал молодых сотрудников. Те самые первые годы в науке в институте стали одними из самых счастливых».
Уже в то время томские ученые показывали прорывные научные результаты по созданию математических моделей, описывающих деформационное поведение материалов с явным учетом их внутренней структуры. Коллектив из ИФПМ СО РАН начал делать это одним из первых в мире: в 1990-е годы существовали лишь единичные научные коллективы, развивающие это направление, включая научные группы из США, Франции, Германии и российских ученых из Томска. Настоящим переворотом, открывшим новые горизонты, стало бурное развитие цифровых технологий: появление мощных компьютеров и вычислительных кластеров позволило создавать сложнейшие трехмерные модели, способные описать поведение материалов с учетом их структурных особенностей на уровне, близком к натурным экспериментам.
Именно моделирование позволяет получить максимально полную информацию о процессах, происходящих в деформируемом материале на разных масштабных уровнях. Эти данные дополняют результаты экспериментов, и таким образом создается полная картина о поведении материала и эволюции его внутренней структуры в процессе нагружения. Такой набор фундаментальных теоретических знаний в совокупности с экспериментальными исследованиями позволяет разрабатывать новые технологии, формировать материалы с заранее заданными свойствами, предлагать решения различных проблем, стоящих перед промышленностью.
В лаборатории постоянно реализуется несколько грантов, в которых участвует Варвара Романова. Например, ученые из лаборатории механики структурно-неоднородных сред ИФПМ СО РАН под ее руководством совместно с коллегами из Бременского университета выполняют грант РФФИ — ДФГ по моделированию эволюции структуры и свойств алюминиевых сплавов, полученных при помощи аддитивных технологий. Это направление сейчас активно развивается во всем мире, однако существует ряд сложностей, препятствующих его распространению.
«Это связано с тем, что в результате применения аддитивных технологий получаются материалы с очень сложной структурой, которая зависит от многих факторов, в том числе от мощности лазерного луча, скорости и стратегии сканирования, состава и свойств исходных порошков. Если сравнить сплавы силумина, полученные аддитивно и в результате химической отливки, мы увидим, что первый будет отличаться гораздо более сложной структурой, состоящей из мелких равноосных и крупных вытянутых зерен, каждое из которых, в свою очередь, имеет дендритную субструктуру. Совокупность вкладов структурных элементов разных масштабов определяет свойства изделия в целом. Цель гранта — исследовать на разных уровнях такие материалы, предложить способы работы с зернами, негативно влияющими на свойства получаемого изделия», — объясняет исследовательница.
И хотя работы, которые ведет и в которых участвует Варвара Романова, носят прежде всего фундаментальный характер, их практические приложения имеют очевидные перспективы в автопроме, самолетостроении и космической отрасли — иными словами, там, где к материалам предъявляются высочайшие требования, где нужно точно понимать, как они поведут себя при сверхнагрузках. Вот лишь один из примеров — по заказу автоконцерна «Мерседес-Бенц» совместно с коллегами из Штутгартского университета были проведены работы по изучению структуры различных деталей, производящихся путем формовки. Проблема заключалась в том, что их поверхность получалась не идеально ровной и зеркальной, а шероховатой. Ученым предстояло ответить на вопрос, как избежать этого. Благодаря проведенному моделированию удалось увидеть, что происходит со структурой, что победить образование рельефа можно путем формирования материала с заранее заданной структурой. Исследования в этом направлении продолжаются в настоящее время в рамках гранта РНФ под руководством Варвары Александровны.
Важно также отметить, что коллектив лаборатории с начала 2000-х годов активно сотрудничает с немецкими университетами: Берлинским техническим университетом и Штутгартским университетом. Несколько лет назад было инициировано сотрудничество с кафедрой моделирования, основанной концерном Airbus в Бременском университете.
Другое востребованное направление, которое также развивается в лаборатории при участии В. А. Романовой, — это работа с композиционными материалами, которые уже вытесняют привычные металлы, так как они способны сочетать на первый взгляд несочетаемое — малый вес и сверхпрочность. Поэтому ученым важно получить фундаментальные знания относительно поведения этого класса материалов: комплексно изучить их структуру и процессы зарождения и развития трещин, предложить такие варианты структур, при которых разрушение материала может начаться гораздо позже. Грант РНФ, посвященный исследованию металлокерамических композитов, выполняется под руководством нынешнего заведующего лабораторией доктора физико-математических наук Руслана Ревовича Балохонова.
Варвара Александровна с самого начала работает в институте вместе со своим супругом — Русланом Ревовичем. Два года назад он возглавил лабораторию, которой ранее долгое время заведовал их учитель. «Это большое счастье, когда любимый человек разделяет твои цели, у нас одинаковые интересы и жизненные ценности, поэтому работать вместе легко. Муж для меня — друг, единомышленник», — говорит В. Романова.
Варвара Александровна — мама троих сыновей, а еще наставник и «научная мама» для пяти молодых ученых: студентов и аспирантов. «Сейчас настал наш черед помочь молодым ученым, привлечь их в науку, создав условия для роста и развития, — говорит Варвара Александровна, — как когда-то это делали наши учителя!»
Подготовила Ольга Булгакова, ТНЦ СО РАН
Фото предоставлены ТНЦ СО РАН
