Китай и Алтай устанавливают связи в сфере использования нанотехнологий в энергетике и экологии

С 24 по 27 октября 2014 года в столице Китайской Народной Республики состоялась третья международная конференция по применению новых нанотехнологий в решении современных проблем энергетики и охраны окружающей среды.

Заседания участников конференции проходили в парковом гостиничном комплексе Friendship Hotel, расположенном рядом со зданиями Китайской академии наук (КАН) и университетов на северо-западе Пекина. Конференция прошла при финансовой поддержке Китайской академии наук, Китайского национального фонда естественных наук, Китайской национальной программы исследований и развития высоких технологий, центров микро/наноматериалов и технологий, фотохимической конверсии и оптоэлектронных материалов КАН, международного научного обмена КАН.

Базовой научной организацией в проведении конференции являлся Технический институт физики и химии КАН. На конференции было 97 докладов. Среди выступавших были приглашенные оргкомитетом конференции известные в тематической области конференции академики и профессора: Кацушико Арига, Иошико Секине и Тоуоки Кунитаке (Япония), Шухонг Ю, Леи Жиянг и Шианг Сан (Китай), Куан-Жи Лин (Тайвань), Хясинте Рандрамазака (Франция), Хао Фонг (США), Ксиодонг Чен (Сингапур), Дипсшикха Ратхоре (Индия), Юандже Пиао (Южная Корея) и другие. От России на конференции с устным докладом по нанокомпозитному катализу выступила профессор, доктор химических наук Ольга Морозова (Институт химической физики им Н.Н. Семенова РАН, г. Москва).

Сертификат С.А. Безносюка, удостоверяющий статус приглашенного лектора

Несмотря на то, что заведующий кафедрой физической и коллоидной химии нашего университета, профессор, доктор физико-математических наук Безносюк С.А. впервые принял участие в работе этой конференции, по решению международного оргкомитета он получил статус приглашенного лектора. Сергей Безносюк выступил с докладом «Теория и компьютерное моделирование квантовых наноэлектромеханических систем накопителей энергии в материалах». Доклад получил высокую оценку. Он прошел предварительную экспертизу и будет опубликован в виде статьи в международном журнале «International Journal of Nanoscience». За значительный вклад в работу конференции Безносюку С.А. председателем организационного комитета профессором Юнху Хё был вручен сертификат приглашенного лектора.

Подавляющее большинство докладов было связано с приложением последних разработок в области нанонаук и нанотехнологий к решению злободневных задач энергетики и экологии. Прежде всего, это нанотехнологии длительного хранения и быстрой конверсии различных форм энергии в накопителях, а также эффективного контроля и очистки среды обитания в жилых и промышленных помещениях, почве, в воздушном и в водном бассейнах Земли. Экологические проблемы стали особенно актуальны в связи с аварией на Фукусимской атомной станции Японии. Поэтому доклады японских ученых были связаны именно с экологическим аспектом применения нанотехнологических методов диагностики (наносенсоры) и очистки от химических и ядерных загрязнений.

С.А. Безносюк в фойе в перерыве с руководителем локального оргкомитета доктором Иу

Среди приглашенных докладов выделялись сообщения ученых первой величины. Профессор Кацушико Арига, директор Высшего мирового международного исследовательского центра «Наноархитектоники материалов» Национального института наук о материалах Японии в Токио открывал пленарное заседание докладом «Нанотехнологии с «ручным управлением» являются наилучшими для энергосберегающих и экологических целей». Суть этого доклада проста. В Японии разработаны нанотехнологические инструменты, буквально «ручного, пальцевого» управления процессами конверсии различных форм энергии и сенсорики различных видов загрязнений окружающей среды. Этот доклад продемонстрировал высокий уровень исполнения, всегда присутствовавший у японцев. При этом в японском центре работает интернациональный коллектив, включающий двух стажеров-исследователей из МГУ (Россия). Прекрасным по содержанию и по форме был доклад академика КАН, декана химического факультета Пекинского университета Леи Жиянг на тему «Биоинспирированные граничные материалы с суперсмачиваемостью». В докладе показан биомиметический механизм действия искусственных наноустройств со свойствами «листьев лотоса» и другими поверхностно-граничными эффектами суперсмачивемости, которые эффективно можно использовать для разграничения и сегрегации различных загрязнений в жидких и воздушных средах для создания «умных» материалов со свойствами самоочистки поверхности и т.п.

Замечательным был доклад руководителя Центра нанотехнологий Парижского университета Дидро профессора Хясинте Рандрамазака на тему «Биоморфные электрохимические активаторы на основе нанокомпозитов листов графена/нанотрубок углерода/ионных жидкостей», в котором он показал действующий активатор прямой конвертации электрохимической энергии в механическую работу. Это биомиметическое наноустройство активации действия искусственных мышц. Таких значимых докладов было много.

С.А. Безносюк в начале своего доклада

Доклад профессора С. Безносюка был посвящен развитию принципиально нового типа устройству накопления и управляемой конверсии энергии в материалах — квантовых наноэлектромеханических систем (НЭМС). Это направление возникло несколько лет тому назад. Одними из основателей этого направления и являются представители научной школы профессора С. Безносюка, созданной им вместе со своими учениками в Алтайском государственном университете. Суть доклада состояла в том, чтобы показать законы и механизмы, лежащие в основе двух различных типов квантовых НЭМС: неподвижных квантовых нанодотов («наноточек») и подвижных, адаптивных квантовых наноботов («нанороботов») в материалах. Доклад содержал большой иллюстративный материал по компьютерной имитации накопления энергии и ее конверсии в случае квантовых дотов и квантовых ботов на примере металлов железа и никеля. Подвижные наноботы во много раз быстрее и адаптивнее осуществляют накопление и конверсию сверхсжатых импульсов электромагнитной энергии, чем квантовые доты аналогичного химического состава. Все дело заключается в принципиальной разнице электронных механизмов накопления и конверсии электромагнитной и электрохимической энергии в механическую работу дотов и ботов. В случае нанодота — это одноэлектронные возбуждения, когерентно запутанные с колебаниями ядер, а в случае наноботов — это двухэлектронные возбуждения, когерентно запутанные как между собой, так и с ядрами квантовой наноэлектромеханической системы. Именно, специфические двухэлектронные запутанные возбуждения кардинально меняют физику подвижных наноботов по сравнению с физикой статичных нанодотов. Генерация и управление квантовыми НЭМС дотов сейчас составляет основу электроники и энергетики наносистем. Это оптоэлектронные и электрохимические наноустройства. Именно их приложения к решению задач энергетики и экологии демонстрировали в своих докладах участники конференции.

С.А. Безносюк в конце своего доклада

Методы генерации и управления квантовыми НЭМС ботов — это будущее нанотехнологий, базирующихся на суперэкстремальных процессах воздействия на материалы сжатыми когерентными импульсами жесткого ультрафиолета или мягкого рентгена. Именно эти наноустройства позволят многократно повысить эффективность, быстродействие и «разумную» избирательность действия накопителей и конверторов энергии, сенсоров и терминаторов загрязнений окружающей среды в ближайшем будущем. Это и было отмечено в заключительном докладе по результатам работы конференции председателя оргкомитета профессора Юнху Хё.

Профессор С.А. Безносюк с председателем организационного комитета конференции профессором Юнху Хё

В ходе работы конференции профессором С. Безносюком были достигнуты устные договоренности о совместных исследованиях и развитии научной мобильности с учеными технического института физики и химии КАН научной лаборатории профессора Юнху Хё и лично с директором ВММИ Центра «Наноархитектоники материалов» Национального института наук о Материалах Японии в Токио профессором Кацушико Арига. Это создает новые перспективы сотрудничества ученых АлтГУ с ведущими нанотехнологическими центрами Азиатско-Тихоокеанского региона в Пекине и Токио.

Коллективная фотография участников конференции. В первом ряду рядом с С. Безносюком сидят К. Арига (Япония) и О. Морозова (Россия).

Ольга Маслова, Алтайский государственный университет