Центр физической мезомеханики находится в Томске

В конце первой декады сентября в Томском научном центре СО РАН проходил крупный научный форум – Международная конференция по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов. В числе организаторов конференции: Сибирское отделение РАН, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Институт механики сплошных сред УрО РАН, Российский фонд фундаментальных исследований, Российский материаловедческий центр, Национальная академия наук Беларуси, Берлинский технический университет, а также ведущие томские вузы – ТГУ, ТПУ и СибГМУ.

Физическая мезомеханика материалов зародилась в Сибирском отделении РАН почти тридцать лет назад и вызывает большой интерес в России и за рубежом. В своем выступлении на открытии конференции основатель этого научного направления академик В.Е. Панин отметил: – Мы переживаем новый ответственный период в нашей науке – формируется новая научная парадигма пластичности и прочности твердых тел. В настоящее время многоуровневые подходы физической мезомеханики признаны актуальными в самых разных областях науки – в физике, механике, химии, геологии, биологии и материаловедении, а также в многочисленных инженерных приложениях. В области наноматериалов и нанотехнологий альтернативы такому подходу нет. По словам С.Г. Псахье, директора ИФПМ СО РАН, в настоящее время такие актуальные направления, как компьютерное конструирование и создание перспективных материалов, должны базироваться на фундаментальных положениях физической мезомеханики.

На современном этапе развития науки физическая мезомеханика является признанным научным направлением. Ежегодно в мире выходит несколько десятков монографий, в разных странах проводятся конференции по мезомеханике. В 2011 году такая конференция состоялась в Венеции, Нижний Новгород принимал Всероссийский съезд механиков. И вот теперь – черед Томска, потому что именно «Сибирские Афины» стали своеобразной стартовой площадкой для развития в мире мезомеханики.

Первые международные конференции по направлению «физическая мезомеханика» начали проходить в ИФПМ СО РАН с начала 90-х годов прошлого века. В 1995 году профессор Майкл Внук (Университет штата Висконсин), всемирно известный ученый в области механики разрушения, предложил провести конференцию «Физическая мезомеханика разрушения». По личному приглашению профессора Внука ее посетило около двадцати самых известных механиков разрушения. С той поры Майкл Внук ежегодно приезжает в наш город.

– Томск играет особую роль в распространении идей мезомеханики. После той конференции в 1995 году ваш город стал неотъемлемой частью моей жизни, – говорит профессор М. Внук. – В Институте физики прочности и материаловедения ведутся исследования высочайшего уровня, а сама конференция, уже ставшая традиционной, является площадкой, местом встречи ученых из разных стран мира. Именно здесь можно обменяться новейшими идеями, найти точки соприкосновения своих исследований с работами коллег. Мне кажется, что сама необычная атмосфера томского Академгородка способствует этому: в мире можно встретить очень мало уголков, подобных ему, где были бы созданы условия для комфортного проживания и плодотворной научной деятельности. Не случайно, здесь такая концентрация талантливых людей, чьи знания и опыт будут всегда востребованы в любой стране мира!

В настоящее время большой интерес вызывают приложения физической мезомеханики к электронике, геотектонике, современному материаловедению, в области исследований биологических объектов. По этим направлениям ИФПМ связывают давние научные контакты с целым рядом иностранных партнеров – научных организаций и университетов. Более 15 лет томские ученые сотрудничают с коллегами из Берлинского технического университета. Совместные работы ведутся по двум направлениям: механике процессов трения и износа на различных масштабах и тектонических процессов в геосредах.

– Был разработан уникальный программный продукт на основе метода подвижных клеточных автоматов, который позволяет осуществлять многоуровневое моделирование материалов с покрытиями. Он имеет большое значение и при решении практических задач, например, с его помощью было вычислено трение в паре «автомобильный тормозной диск – колодка», – рассказывает доктор Х. Клос (Федеральный институт исследования и тестирования материалов, Берлин). – В настоящее время с применением методов компьютерного моделирования ведутся исследования, позволяющие лучше понять суть процессов трения и износа, по-иному взглянуть на изменения в структуре материала.

Совместно с Исследовательским центром имени М.В. Келдыша Институт физики прочности и материаловедения (лаборатории академика В.Е. Панина, В.П. Сергеева) разработал уникальные наноструктурные теплозащитные покрытия для космической техники. Они в несколько раз увеличивают ресурс работы деталей ракет, функционирующих в условиях воздействия высокотемпературных плазменных потоков.

Что же касается совместных исследований в области тектоники, то этим летом состоялась очередная экспедиция СО РАН с участием Берлинского технического университета. Этому предшествовал Российско-Немецкий семинар по актуальным проблемам трения и износа. В данном направлении активно развивается сотрудничество между коллективами ИФПМ (лаборатории С.Г. Псахье, А.В. Колубаева), Берлинского технического университета и Федерального института исследования и тестирования материалов (Берлин).

Программа конференции была очень насыщенной и включала работу 12 секций по следующим направлениям: физическая мезомеханика материалов; компьютерное конструирование материалов; неустойчивость и локализация пластической деформации и разрушение; наноматериалы и нанотехнологии; материалы с модифицированными поверхностными слоями и покрытиями; материалы конструкционного, функционального и медицинского назначения, диагностика материалов; геодинамика и геоматериалы; высокоэнергетические воздействия. Отдельная секция была посвящена исследованиям, связанным с проблемами мезомеханики в молекулярной биологии и фундаментальной медицине. Ежедневно работе тематических секций предшествовали пленарные заседания с докладами ведущих российских и зарубежных ученых.

Результаты своих исследований представили более двухсот ученых из США, Германии, Франции, Китая, Беларуси, Украины, Казахстана, ведущих научных центров России — Новосибирска, Томска, Москвы, Санкт-Петербурга, Белгорода, Уфы, Нижнего Новгорода, Екатеринбурга, Перми, Иркутска, Красноярска и других городов.

В ИФПМ СО РАН уже стала доброй традицией преемственность поколений. Здесь большое внимание уделяется работе с молодежью. И это, бесспорно, приносит свои плоды: молодые ученые Института, начиная с 2007 года по 2011 год, получили 17 грантов Президента РФ, при этом 8 из них были выделены молодым докторам наук.

В рамках конференции прошла очередная молодежная школа, которую по праву можно считать хорошей стартовой площадкой в мир большой науки.

– Участие в ней приняли молодые ученые не только из Томска, но и других городов России – Москвы, Новосибирска, Перми, Екатеринбурга, Абакана, – рассказывает Ксения Колесникова, председатель Совета молодых ученых и специалистов ИФПМ СО РАН. –Для исследователя, который делает свои первые шаги, очень значимым событием является выступление на столь крупном научном форуме. Молодые ученые получили возможность прослушать лекции ведущих специалистов, представить и обсудить результаты своих исследований, познакомиться с известными учеными и молодыми коллегами из разных городов и стран.