Молодой исследователь БФУ им. И. Канта провел серию экспериментальных работ в Карловом университете г. Прага в области энергоэффективных технологий

8 Июня 2018
Исследователь БФУ им. И. Канта, приглашенный молодой ученый по программе «5-100», постдок Карим Амиров провел исследования в Карловом университете в Праге (Чехия) в рамках проекта «Мультикалорический эффект в магнитоэлектрических композитах на основе La-Fe-Si и Fe-Rh», поддержанного грантом Российского фонда фундаментальных исследований. Совместно с младшим научным сотрудником Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН (г. Москва) Александром Каманцевым были проведены эксперименты в области исследования проблем магнитнокалорического охлаждения и функциональных материалов для энергоэффективных технологий. Молодые ученые подробнее рассказали www.kantiana.ru о научном проекте, международном сотрудничестве и работе в БФУ им. И. Канта.

_S2A3214.jpg


— Карим, в БФУ им. И. Канта вы работаете уже почти год. Откуда вы к нам приехали?

Карим: Мое знакомство с Калининградом состоялось в 2015 году на одной из главных конференций в области магнетизма ICM 2015 в Барселоне, где присутствовала заведующая Лабораторией новых магнитных материалов БФУ им.И.Канта Валерия Родионова со своей командой ученых. Я тогда практически ничего не знал о БФУ им. И. Канта, в том числе и что там есть прекрасная научная лаборатория с качественным оборудованием. Но вот парадокс: такие важные и нужные встречи между российскими учеными частенько происходят именно за границей. На тот момент я работал в Институте физики ДНЦ РАН (г. Махачкала), в стенах которого и выполнил диссертационную работу. И с того момента началось непрерывное сотрудничество: встречи на различных научных мероприятиях и конференциях. Меня пригласили познакомиться с научно-техническим парком «Фабрика» БФУ им. И. Канта. В 2016 году я приехал сюда на «разведку» мне здесь очень понравилось. Благодаря программе «5-100» у меня появилась возможность приехать сюда уже не в качестве гостя, а в качестве полноценного работника БФУ им. И. Канта.

— Вы заключили контракт по программе «5-100», чтобы работать в БФУ им. И. Канта. Легко ли далось вам решение, ведь вы приехали сюда не один, а со своей семьей?

К.: Для комфортной работы, моей научной деятельности для меня важны два пункта: коллектив и научно-техническая база. Я быстро влился в молодой и дружный коллектив. То, чем занимаются в Лаборатории новых магнитных материалов, для меня очень понятно и близко моим научным интересам. Нельзя не отметить удачное расположение Калининграда. Здесь легко взаимодействовать с европейскими учеными, в силу удобного географического расположения города. Будучи постдоком я понимаю, это очень хороший научный центр для дальнейшего развития. Я действительно приехал сюда не один. У меня жена и двое сыновей. Поэтому решение не принималось спонтанно. А куда папа — туда и семья. Здесь мне помогли с устройством детей в детский сад. Содействие университета в решение бытовых вопросов помогло мне быстрее адаптироваться к новым условиям и влиться в научно-образовательную жизнь лаборатории.

_S2A3206.jpg


— Насколько я понимаю, вы выполняете сразу несколько функций в научно-образовательной деятельности БФУ им. И. Канта…

К.: Точно! Здесь я занимаюсь преподавательской деятельностью не только у наших магистрантов англоязычной программы «Функциональные наноматериалы», но и преподаю физику иностранным студентам медицинского института. Кроме того, я занимаюсь сборкой оригинальных установок, которые не стандартны, не выпускаются серийно, но необходимы для исследований и экспериментов. У меня есть неплохой опыт в этом. Таким образом, мы расширяем наши возможности для решения новых задач в рамках междисциплинарных исследовательских проектов совместно с биологами и химиками. К слову, одна из моих таких работ, в которой была собрана установка и поставлен эксперимент под специфичную научную задачу, была опубликована в 2018 году в авторитетном научном журнале совместно с коллегами из Манчестерского университета. Это результат нашей двухлетней работы, плотного сотрудничества, которую я перенес в БФУ им. И. Канта. 


— Над чем вы, как ученый, работаете сейчас?


К.: Работаю над перспективным направлением в энергетике, над проектом «Мультикалорический эффект в магнитоэлектрических композитах на основе La-Fe-Si и Fe-Rh». Небольшая ремарка: меня, как ученого, часто спрашивают: «а что вы изобрели?». И мне трудно объяснить это одним словом. Поэтому я на этот вопрос обычно отвечаю: я работаю над магнитными холодильниками. И в рамках этого проекта мы расширяем наше сотрудничество с ведущими научными центрами. В этом году мы выиграли грант Российского фонда фундаментальных исследований в «Конкурсе проектов 2018 года фундаментальных научных исследований, выполненных молодыми учеными». Одним из исполнителей моего проекта является сотрудник Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН (г. Москва) Александр Каманцев.



_S2A3231.jpg

Александр: С сотрудниками НТП «Фабрика» я также познакомился на конференции в 2015 году, с тех пор приезжаю сюда стабильно раз в год для проведения совместных исследований. В нашем институте (ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН) мы также работаем над проблемой магнитного охлаждения. Карим пригласил меня вместе поработать в этом направлении в Карловом университете (г. Прага), так как там есть специфичное оборудование, которого нам не хватает в России.

К.: Для нас важно расширять сотрудничество с ведущими российскими и мировыми научными центрами, которые занимаются калорическими эффектами. Поэтому мы не стоим на месте: приглашаем таких специалистов, как Александр. Можно сказать, что наша лаборатория упрочняет научные коллаборации.

— Александр, поясните, в чем отличие привычного нам домашнего холодильника от магнитного?

А.: Давайте рассмотрим обычный наш холодильник. Он работает на газе — фреоне, причем этот газ достаточно вредный. При попадании в атмосферу он создает парниковый эффект, а также является одной из причин разрушения озонового слоя. Так что, если у вас дома случилась «авария» с холодильником, например, в нем сломался компрессор и фреон вытек, ничего хорошего это не сулит. А мы хотим заменить фреон на безопасный твердотельный материал, обладающий магнитокалорическим эффектом. При помещении такого материала в магнитное поле, наблюдается сильное изменение его температуры. Если в обычном холодильнике на фреоне мы используем цикл сжатия и расширения газа, то в магнитном холодильнике — цикл намагничивание и размагничивания магнитокалорического материала. Это будет экологичнее, безопаснее и даже эффективнее, КПД будет выше. 


_S2A3210.jpg

К.: В Европе в этом направлении много работают, исследования активно финансируются, в том числе и коммерческими компаниями. Я имею в виду поиск альтернативных источников энергии. В этом смысле наш проект является крайне перспективным, способным заинтересовать не только научное сообщество, но и компании, готовые внедрять инновационные разработки в области энергетики.

— Как далеко продвинулись научные исследования в разработке магнитного холодильника?

А.: Такие холодильники уже существует. Французская фирма Cooltech Applications два года назад представила один из наиболее удачных действующих прототипов магнитокалорического холодильника. Его мощность небольшая, но вполне достаточная для использовать в бытовых условиях. Кстати, французы позиционируют его, как холодильник для охлаждения вин. Тем не менее, есть одно «НО» — материал, который заменил в холодильнике фреон, очень дорогой. Такой холодильник не может конкурировать на рынке по цене с привычными нам холодильниками на фреоне. Поэтому мы работаем над тем, чтобы удешевить эту технологию. Создаём различные сплавы с магнитокалорическим эффектом и исследуем их свойства. Увеличить мощность можно, в том числе, перейдя к использованию мультикалорического эффекта. Для этого разрабатываются и исследуются композиты.


_S2A3247.jpg

 

— И в Карловом университете в Праге на минувшей неделе вы как раз проводили часть своих экспериментов?

А.: В рамках проекта Карима речь идёт не просто о магнитокалорическом эффекте, мы говорим о мультикалорическом эффекте. То есть, об изменениях свойств материалов не только под воздействием магнитного поля, но еще и механичного напряжения, что позволит эффективнее управлять их тепловыми и магнитными характеристиками. Для всего этого необходимо провести множество экспериментов. В Праге мы занимались подготовкой новых композитных образцов и исследованием их свойств. Скажу честно, успели сделать не все. Поэтому под нашим удаленным руководством коллеги из Праги продолжают делать измерения на наших образцах.

К.: По возвращении из Праги мы также продолжили наши исследования на имеющемся на «Фабрике» оборудовании. Цель — найти оптимальный состава материала для магнитного охлаждения. 


_S2A3224.jpg

Установка дьюара в магнитную систему для проведения эксперимента 

по измерению магнитокалорического эффекта


— Карим, с 15 сентября по 15 декабря вы пройдете стажировку в лаборатории функциональных материалов Технического университета Дармштадт в Германии. Это связано также с вашим научным проектом?

К.: Да, именно так. Это очень важно для нас. Мы с Dr.rer.nat. Катериной Левада стали обладателями исследовательских грантов «Михаил Ломоносов» для молодых ученых от БФУ. Я буду проходить стажировку а одном из наиболее известных в мире технических университетов, член TU 9 (ассоциация девяти лучших технических университетов Германии) и входит в первые 400 позиций рейтинга «QS World University Rankings» в 2016-2017 годах. Группа возглавляемая профессором Oliver Gutfleisch является одной из ведущих в области исследования проблем магнитнокалорического охлаждения и функциональных материалов для энергоэффективных технологий. 

Стоит отметить, что по этому направлению уже получены некоторые интересные результаты, которые опубликованы в профильных научных журналах Journal of Magnetism and Magnetic Materials, письма в ЖТФ и сборниках материалов IEEE 7th International Conference Nanomaterials: Application & Properties (NAP). Также серия работ запланирована к публикации после завершения научной командировки в Германии.




ВКонтакт Facebook Twitter Mail.Ru

  Возврат к списку