Примерное время чтения: 4 минуты
105

Для удобства. Исследование ростовского учёного поможет людям с протезами

Сюжет «Ростовские учёные - герои нашего времени!»
Дмитрий Чалин занимается теоретическим моделированием углеродных нанотрубок и преподаёт на физическом факультете ЮФУ.
Дмитрий Чалин занимается теоретическим моделированием углеродных нанотрубок и преподаёт на физическом факультете ЮФУ. АиФ-Ростов

Всем известен графит – слоистый материал, который, в частности, используется в карандашах. А слой графита толщиной в один атом называется графен. За передовые опыты с ним российские учёные Константин Новосёлов и Андрей Гейм в 2010 году получили Нобелевскую премию по физике.

Сегодня 29-летний кандидат физико-математических наук, ассистент кафедры «Теоретическая и вычислительная физика» Физического факультета и старший научный сотрудник НИТЦ нейротехнологий ЮФУ Дмитрий Чалин занимается теоретическим моделированием углеродных нанотрубок и композитных материалов, которые получаются на их основе. Как это поможет людям, у которых не хватает конечностей, а также зачем учёному нужна творческая жилка, рассказал Дмитрий Чалин.

Управление мыслями

Углеродная нанотрубка – это трубка, свёрнутая из слоя графена. В зависимости от направления свёртывания у трубки могут быть разные свойства. Но, как и сам графен, она обладает высокой прочностью, теплопроводностью, электропроводностью.

«Нанотрубки удобно использовать для композитных материалов, то есть для добавления в полимерный материал с целью улучшения физических свойств, – рассказал Дмитрий Чалин. – На этой основе можно реализовать определённую логику».

По словам молодого учёного, применение таких композитных материалов достаточно широко. К примеру, повышенную теплопроводность можно использовать для теплоотводящих элементов в лазерах. Прочность и лёгкость нанотрубок в теории будет полезна для построения космического лифта, который сможет без проблем доставить людей или грузы на орбиту.

Приложение, которое изучают на физическом факультете ЮФУ и в лаборатории «Нейроинтерфейсы» НИТЦ нейротехнологий, – сухие эргономичные электроды для электрокардиограмм и электроэнцефалограмм. Эта же технология позволит людям, у которых не хватает конечностей, управлять протезами.

«Сейчас для этих целей используются электропроводящий гель и жёсткие электроды на голове, – пояснил инженер. – Но такие электроды не являются эргономичными. Важно, чтобы человек мог проработать весь день без дискомфорта. Есть мягкие материалы, но они не позволяют считывать сигналы. И если добавить, например, в силикон углеродные нанотрубки с заданными свойствами, можно повысить электропроводность материала до такого уровня, чтобы можно было снимать сигналы. По сути, получится нейроинтерфейс, который будет считывать сигналы головного мозга и передавать в протез».

 Молодой учёный считает, что для его работы важна творческая жилка.
Молодой учёный считает, что для его работы важна творческая жилка. Фото: АиФ-Ростов

«Упёрлись» в эксперимент

Дмитрий Чалин работает в тандеме с НИТЦ нейротехнологий: он занимается теоретической частью исследования, а его коллеги – практической.  Работа ведется в рамках реализации проекта «Интеллектуальные технологии управления и обработки информации в перспективных роботизированных комплексах и гибридных системах» федеральной программы «Приоритет 2030».

«Работа начинается с построения математической модели проводимости углеродных нанотрубок, – объяснил он. – Мы пробуем различные варианты, значения параметров – часть получаются из симметрии системы, а другие – из известных экспериментальных данных».

Однако синтезировать нанотрубки с заданной хиральностью (так называется свойство молекулы не совмещаться в пространстве со своим зеркальным отражением – прим. ред.) пока не научились. Поэтому сейчас синтезируется пучок нанотрубок, где одна треть обладают металлическими свойствами, а две трети – полупроводниковыми.

«Я надеюсь, что в ближайшие годы научатся синтезировать углеродные нанотрубки с заданными радиусом и хиральностью, – отметил Дмитрий Чалин. – В теории всё уже давно изучено, но применение упирается в проблему эксперимента, то есть синтезирования в промышленных масштабах».

По словам ростовчанина, чтобы обойти практическую преграду, учёные начали исследовать двухслойный графен. Как и в случае с нанотрубками, у него в зависимости от угла порота двух слоёв относительно друг друга меняются свойства материала.

По мнению ростовчанина, повышению престижа профессии учёного будет способствовать повышение зарплаты.

«Сейчас многие идут в IT, где платят большие суммы. При этом то, чем занимаемся мы, не сильно ушло от IT-сферы – ведь я целыми днями программирую», -  пояснил он.

У самого Дмитрия выбор направления обучения определили школьные успехи в математике и физике. Спустя несколько лет учёбы на физическом факультете ЮФУ, он познакомился со своим научным руководителем Сергеем Бернардовичем Рошалем и начал заниматься углеродными нанотрубками.

«В нашей работе важны усидчивость и терпение, а также творческая жилка, - уверен молодой учёный. – Ведь нужно постоянно пробовать и искать новые подходы».

Оцените материал
Оставить комментарий (0)

Топ 5 читаемых

Самое интересное в регионах