Международный исследовательский центр «Интеллектуальные материалы»

Научные результаты:

• Обнаружены ранее неизвестные особенности структуры и механизма работы активных центров металлов в перспективных катализаторах, имеющих промышленное значение. Первым примером является цеолит Cu-CHA, используемый для селективного каталитического восстановления экологически опасных оксидов азота, присутствующих в выхлопных газах автомобиля. Второй пример – катализаторы на основе палладия, используемые для важных промышленных реакций селективного гидрирования алкинов и алкадиенов.
• Разработаны методики передовых экспериментальных измерений наноструктурированных материалов на крупных научных объектах (источниках синхротронного излучения), проводимые в условиях ex situ, in situ и Operando с высоким временным разрешением. Они дополняются интеллектуальной обработкой данных с использованием разработанных группой программ и процедур, являющихся объектом интеллектуальной собственности.

Образование и переподготовка кадров:

• Опубликованы 9 книжных главы и 4 обзорные статьи, охватывающие широкую тематику, включая общий обзор видов спектроскопии и их использования в диагностике наноструктур, спектроскопию рентгеновского поглощения и рентгеновскую эмиссионную спектроскопию, применение методов XAFS в диагностике MOF и цеолитов с медью.

• Разработана учебная программа с курсами в областях физики и функциональных материалов, получено право на проведение магистерской образовательной программы по физике в 2016–2018 гг.

• Работа со студентами: три международных магистранта из европейской программы MaMaSELF приехали в Ростов-на-Дону для написания дипломной работы. Следующий уровень в научной карьере – это аспирантура на двусторонней основе в рамках соглашения между ЮФУ и Туринским университетом (Италия). Эта программа уже была успешно завершена тремя молодыми учеными, еще два аспиранта продолжают обучение.

• Защиты: 2 докторские диссертации, 4 кандидатские диссертации.

• Группа молодых ученых приобрела компетенции международного уровня в синтезе наноструктурных функциональных материалов, их диагностике с использованием современной оптической и рентгеновской спектроскопии в режимах in situ и operando, а также проведения глубокого анализа данных с использованием элементов искусственного интеллекта и суперкомпьютерного моделирования активных центров в материале.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

• Создан научный центр полного цикла исследований (синтез – диагностика – моделирование).

• Созданы современные оборудованные химические лаборатории и лаборатории диагностики материалов. Введен в работу специализированный суперкомпьютер для теоретического моделирования. Образованы две группы участников проекта, разрабатывающих виртуальную лабораторную среду обучения: группа, совершенствующая программное обеспечение для анализа данных XAS, и группа, вводящая элементы машинного обучения и искусственного интеллекта в обработку экспериментальных данных.

Другие результаты:

• Организовано 6 международных школ-конференций для молодых ученых, посвященных интеллектуальным материалам и передовым методам их диагностики:

1. Международный семинар с элементами школы для молодых ученых «Интеллектуальные Наноматериалы и Рентгеновская оптика 2014. Моделирование, Синтез, Диагностика» (Калининград, Россия);

2. Международная школа-семинар «Интеллектуальные Наноматериалы и Рентгеновская оптика 2015. Моделирование, Синтез, Диагностика» (Ростов-на-Дону, Россия);

3. Международная объединенная школа-семинар «Интеллектуальные наноматериалы и рентгеновская оптика 2016. Моделирование, синтез, диагностика» (Калининград, Россия);

4. The 6-th International School for Young Researchers «Smart Nanomaterials» IWSN2017 (Ростов-на-Дону, Россия);

5. Международная школа-семинар для студентов, аспирантов и молодых ученых «Интеллектуальные материалы и исследовательские установки мега-класса» (Ростов-на-Дону, Россия, 2018 г.).

6. The 7th International School for Young Researchers «Smart Nanomaterials» IWSN2018 (Ростов-на-Дону, Россия).

• Укреплена лидирующая позиция центра как частого пользователя крупных научных объектов, прежде всего синхротронных (ESRF, MAX-II, Elettra) и нейтронных источников (ISIS, FRM-II, ILL).

• Проведено 59 экспериментов с участием ведущего ученого: 2014 г. – 14, 2015 г. – 11, 2016 г. – 15, 2017 г. – 12, 2018 г. - 7.

• Научный вклад центра измеряется 75 статьями на январь 2019 г., которые были опубликованы в рецензируемых журналах из рейтинга WoS, средний импакт-фактор которых составляет 6,198. Члены группы приглашаются с устными докладами на такие важные научные форумы, как EuropaCAT, XAА S и Faraday Discussion.

• Университет Турина (Италия), ESRF synchrotron (Франция), Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (Россия), Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (Россия): совместные исследования, студенческие обмены, совместные научные мероприятия, общие публикации

• Химический факультет Университета Осло (Норвегия), Высшая технологическая школа Цюриха (Швейцария), Хальдор Топсое (Дания): совместные исследования, студенческие обмены

• Chimet Arezzo (Италия): совместные исследования, совместные научные мероприятия

• Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН (Россия): совместные исследования, обмены молодых ученых

• Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Россия): совместные исследования, обмены молодых ученых, совместные научные проекты

• Балтийский федеральный университет имени И. Канта (Россия): совместные научные мероприятия