Алфёровская научная школа ― путь в нАУку и магистратуру!

Алфёровский университет приглашает студентов для обучения в магистратуре по профилям «Физика (теоретическая)», «Физика наноструктур», «Нанобиотехнологии», «Алгоритмическая биоинформатика»!

Ярким примером занятия наукой в Алфёровском университете, будущих научных тем магистрантов - является ежегодная Алфёровская школа, которая успешно завершилась 8 июля. 40 студентов со всей страны, работали под руководством ведущих учёных Алфёровского университета в командах по 2-7 человек над 10-ю разными научными проектами!

Это было очень интенсивно!
Первый день - знакомство с кураторами и проектами. В последующие дни шла упорная работа с утра до 11 вечера: передача опыта, вникание в суть научных проблем, обучения синтезу кристаллов, методам диагностики и модифицирования нанообъектов, методикам нанобиотехнологии, мокрой химии, работы с живыми объектами, методам моделирования свойств нано- и нанобиообъектов. В тоже время, это и тренировка умения представлять результаты, обсуждать и анализировать их, делать выводы и корректировать эксперимент/расчёт! Каждый проект это самостоятельная научная работа, с чёткой актуальностью и методами исследований, теоретической и экспериментальной работой, в которой участники школы проявили творчество, смекалку и свои знания. Каждый проект можно сравнить с хорошей магистерской работой, а результат с «живой» наукой, когда заведомо не знаешь результат!

Коротко о защищённых проектах:

― проект «Квантово-механическое моделирование наноструктур из первых принципов» под руководством зав. кафедры Общей физики, д.ф.-м.н. Романа Григорьевича Полозкова. Цель проекта - применение методов теоретической физики для расчёта зонной структуры твёрдых тел и полупроводниковых наноструктур, исходя из конфигурации элементарной ячейки кристалла. Это, несомненно, важно в связи с синтезом новых материалов (в нашем университете, это например наноструктуры Si или Ge в политипной фазе или фазе лонсдейлита, высоко-составные гетероструктуры на основе InGaN, AlGaAs в форме нитевидных нанокристаллов в вюрцитной кристаллографической фазе);

― проект «Гибкий яркий дисплей - это реальность! Начни с создания гибкого зелёного светодиода на перовскитных кристаллах» под руководством сотрудников лаб. Возобновляемых источников энергии Виктории Масталиевой и Анастасии Якубовой. При реализации проекта был получен прототип гибкой мембраны излучающей в зелёном спектральном диапазоне. В перспективе - создание полноценно гибких дисплеев. Проект очевидно актуален и востребован. Более того, технологию получения гибких мембран с нитевидными нанокристаллами и перовскитными кристаллами можно использовать в качестве пьезодатчиков, гибких фотоэлементов и т.д.;

― проект «Создай свои 3D биочернила для печати искусственных органов с помощью технологий капельной микрофлюидики» под руководством сотрудников лаб. Возобновляемых источников энергии Павла Плешакова и к.ф.-м.н. Никиты Филатова. Ребята не только создали и опробовали две системы получения капель – пузырьков содержащих клетки внутри микрофлюидных чипов, но и модифицировали 3D-биопринтер с помощью которого можно печатать различные структуры из клеток – сетку (на изображении сетки в каждой полоске находятся клетки) или сечение сосуда, что позволит в дальнейшем печатать различные ткани;

― проект «Полярность нитрида галлия: значение и применение!» под руководством сотрудников лаб. Наноэлектроники к.ф.-м.н. Ксении Шубиной и аспирантки Олеси Синицкой. В проекте решалась сложная физико-химическо-технологическая задача: травление химстойкого материала оптоэлектроники – слоёв нитрида галлия выращенных на кремниевых и гибридных кремниевых подложках с нанометровым слоем карбида кремния на их поверхности. Ребята продвинулись в решении этой задачи и с энтузиазмом подошли к работе, ведь такие структуры снижают стоимость подложек нитрида галлия, а развиваемые методы позволяют создавать приборы на основе нитридных материалов необходимых для сетей нового поколения 5 и 6-G;

― проект «Фотодетекторы на базе нитевидных нанокристаллов фосфида галлия» под руководством сотрудников лаб. Оптики гетерогенных структур и оптических материалов Валерия Кондратьева и магистрантки Александры Николаевой. Участники школы исследовали фотовольтаические свойства нитевидных нанокристаллов фосфида галлия. Им удалось расширить спектральный диапазон чувствительности таких нанокристаллов за счёт нанесения различных квантовых точек на полученные структуры, что показано впервые!

― проект «Полупроводниковые солнечные элементы в РФ: нонсенс или возможности вашего развития?» под руководством сотрудника лаб. Возобновляемых источников энергии к.ф.-м.н. Артёма Баранова. Проект погружает в тонкости создания и измерения характеристик GaP-n/Si-p солнечных элементов – моделирование свойств, исследования вольт-амперных и спектральных характеристик гетероструктур, нестационарной спектроскопии глубоких уровней, в том числе измерения при низких температурах и создание прототипа солнечного элемента! Также путём термического отжига образцов участники проекта достигли увеличения эффективности таких солнечных элементов;

― проект «Биоэлектроника – портал в мир симбиоза физики и биологии!» под руководством сотрудника лаб. Нанобиотехнологий к.ф.-м.н. Даниила Ступина. «Симфония жизни и смерти» - в рамках проекта, участники разработали устройство позволяющее измерять электрические параметры раствора с клетками тем самым определяя биологические параметры живой системы, в том числе регистрируя смерть клеток. Измеряемый импеданс системы преобразовывался и через аудио усилитель выводился на акустическую систему. Участники школы вживую слушали, как клетки гибнут под действием кислот. В оживлённую дискуссию вступил проректор по образовательной деятельности Максим Валерьевич Мишин, а руководители проектов предложили совместить эту систему с 3D – биопринтером;

― проект «Гибридные светоизлучающие наноструктуры на основе полупроводниковых нитевидных нанокристаллов III-N материалов» под руководством сотрудников лаб. Оптики гетерогенных структур и оптических материалов Алексея Кузнецова и лаб. Эпитаксиальных нанотехнологий Талгата Шугабаева. В проекте рассматривался эффект усиления фотолюминесценции от галлий-индий нитридных нитевидных нанокристаллов при нанесении на них наночастиц серебра за счёт плазмоного резонанса. Команда проекта синтезировала частицы различных форм и размеров подходящих для наноструктур с различной длинной волны излучения. Эффект увеличения люминесценции был продемонстрирован для InGaN нитевидных нанокристаллов что было сделано впервые! Область применения таких объектов – усиление интенсивности излучения микросветодиодов!

― проект «Подходы к исследованию активности рекомбинантных белков-агонистов тирозинкиназных рецепторов на примере инсулина» под руководством сотрудников лаб. Нанобиотехнологий Станислава Шмакова и Анны Микушиной. В ходе проекта участники ознакомились с методами in vitro исследований, такими как эксклюзионная хроматография, гель электрофорез, конфокальная микроскопия, проточная цитометрия. Данные методы помогли нам в исследовании и сравнении кинетики интернализации инсулинов быстрого и медленного действия. По данным экспериментов показано различие в кинетике интернализции исследуемых препаратов инсулина;

― проект «Разработка технологии невирусной доставки генетического материала» под руководством научного сотрудника - Альберта Муслимова и соруководителей проекта Анны Матюшевской, Евгения Пряхина, Таисии Телковой. Генная терапия - совокупность методов, направленных на внесение изменений в геном клеток человека в целях коррекции течения заболеваний и их лечения. В ходе проекта были апробированы несколько методов невирусной, безопасной доставки генетической доставки материала с помощью различных наночастиц. Проект выполнялся совместно с ПСПБГМУ - Отделом биотехнологий НМИЦ им. В.А. Алмазова Минздрава России, Центром доклинических и трансляционных исследований, СПБПУ - Институтом биомедицинских систем и биотехнологий, СПХФУ - Центром экспериментальной фармакологии, которым мы выражаем огромную благодарность!

Все проекты получили высокую оценку жюри. Особенно поразило, количество вопросов, которые задавали участники школы друг другу при защите. Все участники получили дипломы об успешной реализации проектов, фирменные футболки школы и рюкзаки с символикой университета. И, конечно же, прекрасные эмоции - за неделю школы ребята сдружились, активно отдохнули, гуляя и наслаждаясь достопримечательностями Санкт-Петербурга, провели вечер настольных игр и спортивный вечер - волейбол и баскетбол. Так завершилась Алфёровская школа, а работа только начинается!

Мы приглашаем всех желающих поступать в аспирантуру, магистратуру и бакалавриат Алфёровского университета, погрузится в мир науки и менять мир в лучшую сторону!

текст — Константин Котляр
фото — Олег Баронов