В школе Анастасия Тукмакова очень любила физику и особенно термодинамику, поэтому решила поступать на факультет низкотемпературной энергетики на специальность «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения». Уже на третьем курсе она поняла, что хочет развиваться в сторону более экологичных технологий, а позже ― увлеклась концепцией термоэлектричества, развивать которую продолжила в магистратуре и аспирантуре.
Корреспондент ITMO.NEWS поговорил с Анастасией о том, почему она предпочла заниматься наукой, а не строить карьеру в индустрии, как строится работа ученого-исследователя и чему можно научиться на стажировках за рубежом.
Когда вы поступали в ИТМО, вы думали, что станете заниматься наукой? Или планировали после окончания вуза пойти работать инженером на производство?
Я никогда не хотела стать инженером в индустрии. В школе я интересовалась физикой, особенно меня завораживала термодинамика — это очень красивая наука. Но когда я поступала в бакалавриат, у меня не было понимания, что инженерная специальность ― это совсем не про науку и физику. На третьем курсе я окончательно осознала, что мне интереснее все-таки заниматься теорией, более абстрактными теоретическими задачами, а не прикладными инженерными решениями для индустрии.
Что вы изучали в бакалавриате?
В бакалавриате у меня была специальность по холодильным машинам — диплом я писала по винтовым холодильным компрессорам. Мы изучали холодильную промышленность, системы охлаждения и энергетику, но крупногабаритную. Но потом я стала заниматься небольшими, твердотельными, экологически безопасными устройствами. Мне просто захотелось чего-то более экологичного.
Меня всегда очень интересовали идеи альтернативной энергетики — так что на третьем курсе бакалавриата я взяла инициативный научный проект, связанный с тепломерами и их применением для оценки тепловыделения от человеческого тела. А после поступила в магистратуру «Термоэлектричество», сейчас она называется «Твердотельные системы охлаждения».
Сейчас вы являетесь старшим преподавателем на факультете низкотемпературной энергетики. Когда-то представляли себе, что будете читать лекции студентам? Насколько сложно вам это дается?
Конечно, я никогда не думала, что стану преподавателем. Преподавание — это весьма непросто, потому что требует очень много вовлеченности, в том числе эмоциональной. Это помимо того, что нужно готовить лекции, продумывать, как подать материал, чтобы было интересно и полезно. Но мне это нравится. Иногда бывают моменты, когда приходит вдохновение и интересные идеи, как можно сделать курс лучше, полезнее. Мне кажется, я сейчас довольно активно развиваюсь в этом направлении. Но преподаванием я занимаюсь совсем недолго, два-три года.
Вы ведете лекции у студентов и магистратуры, и бакалавриата? Есть какие-то фундаментальные отличия?
Работа с бакалаврами требует больше подготовки. С магистрантами мы занимаемся более специализированной тематикой, над которой сами работаем каждый день. Это идет как-то естественно и легко. К более теоретическим и общим вопросам нужно больше готовиться, поэтому со студентами бакалавриата лично мне работать сложнее. Ответственность перед ними тоже больше — за материал, который им даешь.
Вы делаете совместные проекты с магистрантами?
Да, студентов магистратуры очень легко подключать к проектам. Например, два года назад у нас начался проект по моделированию процесса создания наноструктурированных материалов. В нем участвовала студентка магистратуры, которая помогала мне разрабатывать модель, мы вместе участвовали в международной конференции по термоэлектричеству, которая проходила в Южной Корее в прошлом году.
Также с несколькими магистрантами мы работаем по гранту РНФ, который мы реализуем с лабораторией терагерцовой медицины. Один из них, Иван Тхоржевский, помогал нам с моделированием и защитил диплом — он выиграл конкурс на лучшую выпускную квалификационную работу ИТМО этого года.
Этот проект РНФ — один из самых интересных, что у нас есть. Мы начали его в прошлом году. На ITMO Open Science я представляла короткий доклад по термоэлектричеству, а моя коллега Елена Макарова представила постер о тонкопленочных термоэлектриках, этими докладами заинтересовались коллеги с фотоники — из терагерцовой лаборатории. Им очень понравилась идея тонких пленок как термоэлектриков — для их области очень интересны материалы с похожей структурой, например, графен. Наши материалы были новыми, с ними многие пока еще не работали. Так я стала сотрудничать с НИЦ Биоинженерии.
Какими проектами вы занимаетесь в этом научном центре?
В НИЦ Биоинженерии я занимаюсь моделированием терагерцового сенсора. Часть сотрудников центра занимается синтезом пленок, часть — исследованием свойств материалов. Моя же задача — создать модель на основе всех имеющихся у нас данных и посмотреть, возможен ли температурный отклик в пленочном термоэлектрике.
Термоэлектрические материалы позволяют генерировать электричество при условии, что в термоэлектрической цепи возникает разность температур. Наличие разности температур приводит к возникновению электрического напряжения либо электрического тока, и этот эффект можно использовать для детектирования. Мы решили попробовать создать такой детектор на основе термоэлектрика, который был бы чувствителен к излучению терагерцовой частоты. Если при взаимодействием с излучением такой частоты пленка нагревается или меняются свойства, значит возможно создать сенсор.
Сейчас, по тем результатам, которые мы получили, эффект действительно есть. Так что мы хотим и дальше заниматься этим направлением и попробовать разработать оптимальную конфигурацию такого детектора, чтобы получить больший отклик. Параллельно ребята-экспериментаторы смотрят различные эффекты на этих пленках при разных условиях облучения.
Какова глобальная цель вашей работы ― ваш «проект мечты»?
Главное направление моей работы — энергия, энергетика, термодинамика. У всех нас, кто этим занимается, есть общая хрустальная мечта — чистая энергетика: экологичные устройства, новые функциональные материалы, смарт-системы. Это мечта о чистой и продуманной энергетике.
Вообще же идеальный проект придумать очень сложно, потому что каждые полгода-год в принципе меняется отношение к тому, что ты делаешь. Чем больше работаешь, тем больше узнаешь и удивляешься тому, сколько всего существует вокруг, сколько всего на самом деле можно придумать. Все идеи для проектов рождаются очень спонтанно. Ты работаешь, делаешь, пробуешь какие-то новые вещи, и потом вдруг резко появляется новая идея. Мне кажется, заранее планировать очень сложно, это очень динамичный процесс, который трудно прогнозировать.
Моя задача — постараться как можно больше узнать и как можно больше сделать.
Как ученый вы много путешествуете по работе — участвуете в конференциях, стажируетесь в зарубежных лабораториях. Когда поступали в магистратуру и аспирантуру, думали, что так будет? Совпало ли это с вашими ожиданиями?
Ожиданий особенно никаких не было, потому что я вообще не представляла, как работают ученые, не представляла этот процесс. Конечно, все оказалось намного сложнее: есть определенная рутина, каждодневные задачи, которые надо делать, даже если делать их не хочется. Но потом привыкаешь, и это становится нормальным.
Поездки, конференции и стажировки — это та вещь, которая и подцепила вначале. У моего научного руководителя был очень богатый опыт работы с иностранными коллегами, он какое-то время работал в Корее, в принципе много путешествовал. Так что когда я решила заниматься наукой, я знала, что при лучшем раскладе буду много ездить по миру, и это будет очень интересно.
А сами не думали переехать из России?
Уехать за границу — это не значит бросить свой вуз или свою страну. Это, скорее, возможность научиться чему-то новому. Все заграничные стажировки полезны тем, что ты имеешь доступ к новым установкам, к людям, которые делают, возможно, то же самое, что и ты, но другими методами. Это позволяет тебе познакомиться с учеными, с которыми ты даже не мечтал встретиться. Бывают очень интересные пересечения.
Например, когда прошлой осенью в Японии я занималась темой термоэлектрических генераторов на новых материалах, я познакомилась с коллегой из Австрии, научный руководитель которого занимался фазовыми диаграммами. Я тогда тоже параллельно только начала заниматься этой темой. Они мне дали курс лекций — это было очень полезно. Если бы я не поехала, этого бы не произошло. Это был момент, который невозможно было предугадать и спланировать.
Все поездки за границу дают тебе возможность очень быстро вырасти за короткий срок. Потом можно вернуться обратно и применить это в России, в своем вузе. Привязка к одному месту — это не всегда хорошо. Многие мои знакомые с большим опытом успели поработать в нескольких вузах. Они работали и в Америке, и в Азии, а потом осели где-нибудь в Европе. И это нормально. Это дает возможность расширять круг знакомств и свои возможности, делать более интересные крупные проекты. При этом никто тебе не запрещает взаимодействовать и сотрудничать со своими бывшими коллегами.
Какие ваши дальнейшие планы?
Мой ближайший план — защитить диссертацию в сентябре. После этого я уже буду думать, что делать дальше. Сейчас я полностью сконцентрирована на защите.
Чему она посвящена?
Моя тема — «Моделирование процессов спекания наноструктурированных термоэлектриков». Я пытаюсь рассчитать тепловые и электрические процессы при обработке нанопорошков, которые нельзя отследить экспериментально. Это нужно для того, чтобы представлять, в каких условиях порошки обрабатываются. Так возможно будет понять, какими свойствами они будут обладать после процесса обработки. Для того, чтобы в конечном счете получить материалы именно с теми свойствами, которые интересны для термоэлектричества.
Какие советы вы дадите тем, кто хочет поступить в магистратуру?
Помимо того, что нужно хорошо учиться и не прогуливать пары, рекомендую побольше всего пробовать.
Если студенты хотят связать свою жизнь с наукой, нужно, еще начиная с бакалавриата, больше участвовать в проектах, предлагать свои идеи, быть более инициативными. Участвовать в конкурсах, в том числе и внутренних конкурсах ИТМО, участвовать в конференциях, пробовать писать статьи, делать публичные выступления — это очень полезно. С наличием каких-то достижений и готовым портфолио поступить в магистратуру будет намного проще. Нужно помнить, что магистратура — более самостоятельная, инициативная учеба, и к этому нужно быть готовым, нужно знать, что вы хотите.
