«Нам предстояло стать первопроходцами…»

В начале сентября исполнилось 30 лет со дня создания одного из самых молодых институтов Томского научного центра СО РАН – Института физики прочности и материаловедения. Несмотря на молодость, это учреждение является одним из лидеров в своем направлении, оно широко известно как в России, так и за рубежом.

Создание института стало одним из важнейших этапов развития томской научной школы физики твердого тела, зародившейся в 1928 году в Томском государственном университете на базе Сибирского физико-технического института, основателем которой являлся профессор, в будущем первый за Уралом академик АН СССР – В.Д. Кузнецов. Точкой отсчета, своего рода трамплином, для томских металлофизиков стал 1979 год. Именно тогда сотрудники отдела физики металлов СФТИ во главе с профессором, будущим академиком В.Е. Паниным получили приглашение академика В.Е. Зуева, председателя Томского филиала СО АН СССР, – создать отдел физики твердого тела и материаловедения на базе Института оптики атмосферы СО АН СССР.

Вспоминает создатель института – академик Виктор ПАНИН:

– Нам предстояло стать первопроходцами и освоить совершенно новую, еще никем не пройденную целину. Это было очень трудное, насыщенное и интересное время. Потребность в новом научном направлении была очень велика. Наука о прочности и пластичности переживала определенный кризис, и нужны были новые подходы.

Институт с момента своего создания в 1984 году развивает новое научное направление, основателем которого является академик В.Е. Панин. Суть его состоит в том, что впервые в мире и в истории научного знания стала развиваться концепция структурных уровней, ученые стали учитывать существование большого количества разномасштабных уровней деформации. В рамках этого направления удается получить значимые фундаментальные результаты, которые находят отражение и в практических приложениях – от медицины до ядерной энергетики, от геодинамики до строения космических аппаратов нового поколения. С точки зрения материаловедения принципиально важно то, что удается создавать материалы, обладающими уникальными физико-механическими и функциональными свойствами.

– Невозможно добиться успеха без глубокого понимания природы тех или иных явлений и процессов – без значимых фундаментальных результатов, – объясняет директор института, чл.-корр. РАН Сергей. ПСАХЬЕ. – Яркой особенностью института является то, что полученные в ИФПМ СО РАН результаты фундаментальных исследований находят свое приложение в очень разных областях. Важно отметить, что рядом с маститыми учеными работает молодежь. Наша принципиальная позиция – создавать условия для развития молодых ученых, которые составляют более тридцати процентов сотрудников.

За годы работы научным коллективом ИФПМ СО РАН достигнут ряд значимых результатов. Несколькими лабораториями ведутся работы для нужд ядерной и термоядерной энергетики. Получены значимые результаты, позволяющие повысить надежность энергоносителей. Для работы в активных зонах ядерных реакторов нового поколения разработан уникальный класс ванадиевых сплавов, позволяющих добиться рекордной высокотемпературной прочности при сохранении достаточного запаса пластичности, благодаря чему удается расширить интервал рабочих температур материала в активной зоне реактора. Также в ИФПМ СО РАН совместно с ОАО «ТВЭЛ» разработан способ модернизации основного используемого в российской ядерной энергетике сплава «Э110». В результате этой модернизации решена проблема повышения ресурса работы ТВЭЛов и тепловыделяющих сборок с трех до пяти лет.

Институт – признанный лидер в области медицинского материаловедения, научные коллективы работают по нескольким направлениям, в том числе с участием нобелевского лауреата Дана Шехтмана. ИФПМ СО РАН является одним из организаторов Технологической платформы «Медицина будущего», в рамках которой выполняет функцию головной организации по направлению «Многокомпонентные биокомпозиционные медицинские материалы».

Учеными ИФПМ СО РАН разработаны уникальные ранозаживляющие повязки «VitaVallis», которые позволяют эффективно лечить инфицированные раны без применения антибиотиков и других фармпрепаратов. Фактически решена проблема резистентности микроорганизмов к антибиотикам при лечении поверхностных инфекций. Пробные поставки повязок осуществлены в страны дальнего зарубежья – в Индию, Вьетнам, Японию, Корею, Великобританию, Индонезию, Йемен, ЮАР. Сейчас ведутся переговоры о тестировании перевязочных материалов в Германии.

В рамках кооперации ИФПМ СО РАН с Институтом Джозефа Стефана (Словения), Фрайбургским университетом (Германия), Стэнфордским университетом и медицинским факультетом Гарвардского университета (США) был предложен принципиально новый подход к лечению рака. Эксперименты, которые проводились в течение двух лет, показали, что особые композиции, получаемые из двумерных систем, позволяют добиться подавления роста опухолей. Исследования будут проложены, их дальнейшее направление – изучить возможность введения в организм и применения этих агентов в сочетании с традиционными препаратами, что позволит повысить эффективность обычных схем лечения.

Другое перспективное направление исследований – геодинамика – изучение роли границ раздела в деформационных процессах в геологических средах. В кооперации с Институтом земной коры СО РАН, Институтом геологии и геофизики СО РАН впервые была показана возможность направленного изменения режимов смещений в сложных разломно-блоковых средах, в том числе геологических. Это открывает перспективы управления сейсмическими процессами в активных разломных зонах. Совместно с учеными из Берлинского технического университета на протяжении ряда лет ведутся уникальные междисциплинарные исследования на ледовом покрове озера Байкал, который выступает в качестве модели земной коры: это позволяет изучить деформационные процессы для моделирования тектонических деформаций.

В рамках постановления Правительства РФ № 218 ИФПМ СО РАН совместно с ТПУ и РКК «Энергия» разрабатывает технологию неразрушающих методов контроля надежности сварных соединений ракетно-космической техники нового поколения, полученных сваркой трением с перемешиванием. ИФПМ СО РАН выступил партнером по созданию четырех сетевых лаборатории совместно с Национальными исследовательскими университетами – Томским государственным и Томским политехническим.

К празднованию 30-летия со дня открытия Института физики прочности и материаловедения СО РАН было приурочено проведение Международной конференции «Физическая мезомеханика многоуровневых систем – 2014. Моделирование, эксперимент, приложения». Этот научный форум собрал наиболее авторитетных специалистов России и стран дальнего зарубежья по этому направлению.