Ученый Алексей Цыганов: "Синтез материалов открывает перспективы для инноваций"

Создание новых материалов — тренд современной науки. Они не только способствуют появлению инноваций, но и делают жизнь человека дешевле, проще и экологичнее. Старший преподаватель кафедры "Химия и химическая технология материалов" Физико-технического института Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю. А. Алексей Цыганов работает в этой области несколько лет. В рамках проекта Волга Ньюс и Сбера "Первооткрыватели" он озвучил подробности своих проектов.

Фото: Егор Маляров, пресс-служба СГТУ имени Гагарина Ю.А.

Алексей Цыганов родом из города Балашова Саратовской области. В школе ему легко давались физика и математика. Поэтому при выборе направления для получения высшего образования трудностей он не испытывал. Разве что прислушался к своему знакомому, который посоветовал поступать на "Техническую физику" в СГТУ.

"Это направление было на тот момент новым и по сей день остается перспективным. Уклон в обучении делается на оптику, квантовую физику, применение различных материалов для оптоэлектронных целей. Учиться было интересно, но изначально я не планировал связать свою жизнь с научной деятельностью. Это пришло с годами", — говорит Алексей.

Сначала была дипломная работа, в рамках которой будущий ученый впервые синтезировал материалы и изучал их электрофизические свойства. Тогда же и начался переход в область химии, что обеспечило плотное сотрудничество кафедр "Физики" и "Химии и химической технологии материалов":

"Я исследовал полититанат калия, допированный различными комбинациями переходных металлов. Из полученных материалов изготавливал керамические образцы, которые в дальнейшем изучал. Исследование было направлено на изучение диэлектрических свойств, таких как диэлектрическая проницаемость, электропроводность, тангенс угла диэлектрических потерь. Актуальность обусловлена тем, что керамические диэлектрики широко применяются в современной промышленности. Например, многослойные керамические конденсаторы есть в любом электронном устройстве, в том числе мобильных телефонах. Они используются для фильтрации высокочастотных сигналов и стабилизации напряжения".

В магистратуре и аспирантуре Алексей сосредоточился на улучшении свойств смазочных материалов за счет добавок в виде керамических порошков. Исследования принесли хорошие результаты:

"За счет применения добавок нам удалось примерно на 20-30% снизить коэффициент трения смазочных материалов и увеличить износостойкость оборудования. Применение таких материалов в промышленности позволяет продлить срок службы деталей и сократить затраты на сами смазочные материалы".

Защитив кандидатскую диссертацию, ученый приступил к работе над новыми проектами, направленными на изучение диэлектрических материалов: керамических и полимерных. Они во многом определили дальнейшее развитие научной деятельности Алексея.

"Последние несколько лет занимаюсь исследованием двумерных карбидов переходных металлов. Благодаря двумерной структуре эти материалы демонстрируют ряд уникальных свойств, которых нет у других. Они представляют собой двумерные частицы, диаметр которых составляет несколько микрометров, а толщина — примерно один нанометр. Присущие им уникальные свойства открывают огромные перспективы для множества областей применения, включая накопление и конверсию энергии, сенсорику, катализ и многие другие. В своих работах я использовал эти материалы для изготовления полимерных нанокомпозитов с улучшенными диэлектрическими свойствами. Такой подход позволил получить материал, сочетающий в себе свойства гибкости и диэлектрические свойства, сопоставимые с керамическими материалами", — отметил ученый.

Помимо этого, часть работ Алексея направлена на исследование двумерных карбидов переходных металлов в качестве электродов в устройствах накопления электрической энергии, таких как суперконденсаторы и металл-ионные батареи:

"Данный подход позволяет увеличить эффективность накопления электрического заряда. Это крайне важно для миниатюризации различных портативных устройств, которые работают на батареях. Например, можно уменьшить вес и габариты аккумулятора в мобильном телефоне".

По словам ученого, полученные им знания и навыки помогают ему успешно продвигаться в своих исследованиях. Главное — не огорчаться промежуточным неудачам и идти дальше.

"Цель же моей работы — в создании всё большего числа новых материалов, которые будут иметь необходимые свойства для применения в различных сферах. Нет предела совершенству. Синтезированные материалы могут обладать свойствами, способными открыть перспективы для усовершенствования технологий и создание инноваций", — отметил ученый.

Больше историй участников проекта "Первооткрыватели" читайте здесь.