Стажировка в Университете Оулу (University of Oulu), Финляндия

Василий Баланов, студент магистратуры Химико-биологического кластера (образовательная программа «Химия прикладных материалов»)

Сфера научных интересов и работа в ИТМО

Еще со школы я мечтал пойти на металловедение в Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Но из-за моей же невнимательности я подал документы на кафедру полупроводников, где и окончил бакалавриат по специальности «Нанотехнологии и микросистемная техника».

Несмотря на то, что эта специальность, скорее, больше относится к физике, чем к химии, в магистратуре я учусь на программе «Химия прикладных материалов». В настоящий момент я работаю над синтезом сложнокомпонентной керамики на основе ниобатов щелочных металлов.

Как попасть на стажировку в иностранный вуз

От моего научного руководителя поступило предложение поехать на стажировку на основании коллаборации между ИТМО и Университетом Оулу. И как оказалось, это было попадание точно в цель. Лаборатория полностью соответствовала моим научным интересам. Моя стажировка спонсировалась программой обмена студентов Erasmus+. Всего я провел в Оулу три месяца.

Как проходила работа в лаборатории

Стажировка проходила в лаборатории микроэлектроники под руководством специалиста в области пьезокерамических материалов Яна Бая. Мы проводили исследования сложнокомпонентной керамики на основе ниобатов щелочных металлов, допированной оксидами бария и никеля. Главной особенностью этого материала является то, что он обладает высокими пьезо- и пироэлектрическими коэффициентами. Легируя состав оксидами бария и никеля, можно существенно уменьшить ширину запрещенной зоны, что делает материал полупроводником. По сути, мы имеем дело с полупроводниковым материалом, обладающим некоторыми диэлектрическими свойствами (пьезо- и пироэлектричество), что делает его отличным кандидатом на роль нового материала для современных солнечных панелей или аккумуляторов.

Актуальность и практическое применение исследований

Я, как и многие люди, кто сталкивался с химической промышленностью, крайне обеспокоен загрязнением нашей планеты. Люди жгут топливо, бездумно выбрасывают использованные батарейки, в то время как вокруг нас находится огромное количество естественных источников энергии. Вибрация, тепло, солнечное излучение — все это может быть преобразовано в полезную энергию. А теперь представьте, что это возможно воплотить в едином материале, который, к тому же, безопасен для окружающей среды. С развитием этого направления мы смогли бы, по крайней мере, вытеснить батарейки, что уже ощутимо скажется с лучшей стороны на окружающей нас природе.

Чему можно научиться во время стажировки

Несомненно, за время стажировки я совершил существенный скачок в своих знаниях и навыках, я действительно это ощущаю. Но очень значимым для меня стало еще и приобщение к другой культуре. Весь полученный опыт я направлю на продолжение моей научной работы. Разумеется, хоть я и вернулся на родину, я намереваюсь продолжить коллаборацию с лабораторией Оулу и дальше изучать полученный нами материал.

Стажировка в Université Paris Sud, Франция

Софья Карамышева, студентка магистратуры Химико-биологического кластера (образовательная программа «Химический наноинжиниринг материалов»)

Сфера научных интересов и работа в ИТМО

Степень бакалавра я получила в ВШТЭ СПбГУПТД (бывший Санкт-Петербургский Государственный Университет Растительных Полимеров). Моя специальность — это экологический инжиниринг. Сейчас я учусь на «Химии прикладных материалов», изучаю то, что связано с нанотехнологиями, наноматериалами, нанофабрикацией — словом, все, что связано с приставкой «нано». В ИТМО я работаю над проектом, связанным с химическими сенсорами на основе восстановленного оксида графена. Этот материал является мультисенсором, поэтому при правильной настройке можно сделать устройство для определения нескольких типов сигналов, например, как фитнес-трекер.

Как попасть на стажировку в иностранный вуз

Моей давней мечтой было пожить во Франции и понять эту культуру, потому что я с детства ее изучала. Université Paris Sud предоставляет прекрасную возможность влиться в учебу как с международными студентами, так и с самими французами. При выборе университета я также смотрела на уровень науки, а тут он очень высок. Université Paris Sud на данный момент является частью Université Paris Saclay, который сотрудничает со множеством разнообразных лабораторий: от инженерных изысканий до теоретической химии. Меня привлек большой выбор мест, где я могла бы потенциально поработать, а также высокий уровень наукоемкости и наличие сильных профессоров.

Я подалась на конкурс по семестровому обмену в Университете ИТМО, прошла собеседование, международный отдел связался с университетом, куда я хотела поехать, и там одобрили мою кандидатуру. Для того чтобы поехать, мне понадобилось хорошее знание английского языка, а для работы в лаборатории — емкое CV с упоминанием моих прежних стажировок. Мой координатор из французского вуза разослал мое резюме в несколько лабораторий, где я нашла интересные для себя проекты. Именно так меня обнаружила группа ученых, с которыми я в итоге работала в течение трех месяцев.

Как проходила работа в лаборатории

Лаборатория, где проходила моя стажировка, называется «Центр нанонаук и нанотехнологий». Свои исследования я проводила в Отделе микросистем и нанобиофлюидики. Под руководством профессора Филиппо Фабри я изучала поведение клеток на фотоактивном субстрате. Данный субстрат состоит из кополимера, в котором один из мономеров — азополимер. Суть заключается в том, что при воздействии на него зеленым светом, он меняет свою конфигурацию с цис- на транс-. Что это значит? В процессе облучения материал начинает приобретать морщинки на поверхности, то есть азополимерная пленка изменяет свои свойства, что мы явно можем заметить. Профессор Фабри предположил, что мы можем таким образом воздействовать на различные организмы и материи. Так появилась идея управлять живыми клетками и следить за их реакцией, посадив на кополимер. Результаты были очень интересными. Мы могли наблюдать за поведением клеток при облучении и после, делать выводы об их жизнеспособности.

Актуальность и практическое применение исследований

Целью проекта было понять взаимодействие между клеткой и фотоактивной материей, чтобы объяснить способы управления клетками.  Теоретическими путями применения могут являться микрофлюидные чипы, а также моделирование процессов в искусственно созданных кровяных сосудах, например, для таргетной доставки лекарств.

Тема охватывает несколько областей: физика твердого тела, оптика, инженерия, а также микробиология, которой в прошлом я немного занималась. Именно это меня в ней и заинтересовало.

Чему можно научиться во время стажировки

Учеба в вузе была очень интересной и длилась четыре месяца. Université Paris Sud дает прекрасное образование для своих студентов. Я прошла три курса: «Продвинутая радиотерапия и наномедицина», «Нанонауки», «Химия для возобновляемой энергии» — по всем сдала экзамены. Курсы были полны полезной информацией, преподаватели приветливы и поглощены своей темой с головой. Эти люди могут рассказать свою тему не только с теоретической, но и практической стороны, так как зачастую являются руководителями лабораторий или научных центров. Например, наш преподаватель по радиотерапии — профессор Сандрин Лакомб — является главой исследовательской группы по терапии частицами и наномедицине в Институте Молекулярных Наук, а еще вице-президентом по международным делам Université Paris Sud.

Помимо учебы было несколько мероприятий для международных студентов, куда я смогла попасть. Еще я побывала на симпозиуме по материалам, применяемым в катализе и энергетике, а также на воркшопе, посвященном биомикрофлюидике, который проходил в моей лаборатории.

Конечно, было бы большой потерей хотя бы немного не попутешествовать по Франции, раз уж я была там. Благодаря людям с моей образовательной программы, я побывала с одногруппниками в прекрасном средневековом городе Мон-Сен-Мишель, расположенном на одноименном острове, а также в Сен-Мало — древнем городе, известным огромными волнами Атлантического океана. Это я еще не упомянула пару городов и, конечно, сам Париж.

Наиболее полезным в этой поездке для меня было приобретение знаний от профессионалов своего дела. Я научилась работать на новом оборудовании, с оптическими системами, например, на сложно устроенном флуоресцентном микроскопе, а также готовить образцы с клеточными культурами.

Многие изучаемые темы взволновали меня. Например, в курсе нанонаук был раздел про плазмоны. Эта тема меня очень заинтересовала, и я бы хотела в будущем этим заняться. В перспективе эту тематику можно комбинировать с моей нынешней темой. Я очень надеюсь, что мои исследования будут полезны для некоторых проектов Института SCAMT, где я реализую свой проект.