Минобрнауки России поддержало заявку Новосибирского государственного технического университета НЭТИ на создание двух продвинутых молодежных научных лабораторий в рамках нацпроекта «Наука» на общую сумму более 250 млн рублей на 5 лет. По условиям конкурса, руководителем лаборатории должен быть кандидат наук не старше 35 лет или доктор наук не старше 49 лет, а коллектив лаборатории должен наполовину состоять из студентов и аспирантов университета. В соответствии с заключенным соглашением, исследования начались в 2020 году и продлятся в течение 5 лет.
Первая лаборатория будет заниматься моделированием, обработкой данных и разработкой наукоемкого программного обеспечения. Руководить проектом будет профессор кафедры прикладной математики Марина Персова.
Проект нацелен на создание новых методов обработки данных и оптимизации технологий, в том числе связанных с большими объемами регистрируемых данных. Такие объемы возникают при построении точных цифровых моделей сложных физических процессов — например, при анализе данных разведки полезных ископаемых или испытании новых материалов.
«Построение цифровых моделей сложных физических сред влечет за собой высокую вычислительную сложность, которая выдвигает серьезные требования к вычислительному оборудованию, требует временных затрат. Наша задача в том, чтобы найти и отработать новые подходы к их построению, существенно повышающие их адекватность и вместе с тем не требующие сверхвысоких вычислительных затрат. Методы построения моделей и оптимизации вычислений будут во многом универсальными, но мы уже видим конечные сферы применения: это технологии аэрогеофизических исследований, для которых характерны очень большие объемы снимаемых и обрабатываемых данных, технологии добычи трудноизвлекаемой (вязкой и сверхвязкой) нефти и технологии создания новых композиционных материалов», — говорит Марина Персова.
Другая лаборатория будет заниматься изучением экстремальных воздействий на структуру материалов. Ученые НГТУ НЭТИ будут изучать сварку и упрочнение металлов взрывом, плавление металлов с помощью электронно-лучевого и лазерного воздействий и другие экстремальные способы обработки материалов.
«Современные ученые полагают, что именно экстремальные методы воздействия на материалы дают возможность формирования новых структурно-фазовых состояний и получения материалов с новыми свойствами, достижение которых невозможно при реализации «классических» технологических процессов. Следует, тем не менее, отметить, что процессы формирования структуры при использовании многих отмеченных технологий до сих пор слабо описаны. Это обусловлено рядом причин. Так, большое количество экспериментальных данных, были получены сравнительно давно: 30—40 лет назад, а иногда и ранее. Эти данные были получены с использованием оборудования, возможности которого существенно уступали современным приборам. С точки зрения фундаментальной науки отмеченные методы представляют особый интерес, так как позволяют относительно легко получать новые материалы с необычными свойствами при наличии соответствующей приборной базы и квалификации исследователей», — говорит куратор проекта, доцент кафедры материаловедения в машиностроении Иван Батаев.
Эксперименты с экстремальными воздействиями (например, сварка взрывом) невозможно поставить в обычных условиях из-за требований безопасности, поэтому лаборатория будет тесно сотрудничать с институтами СО РАН, имеющими соответствующие лицензии, а также использовать новые подходы для математического моделирования соответствующих явлений.
Предполагается, что с помощью новейшего оборудования ученые НГТУ НЭТИ смогут получить недостающие мировой науке знания о поведении материалов в условиях экстремальных воздействий и создать прорывные технологии обработки металлов и их сплавов, которые радикально увеличат их прочность и износостойкость.
В том числе новая лаборатория будет нацелена на исследования материалов с помощью синхротронного излучения на научных станциях строящегося в рамках нацпроекта «Наука» синхротрона СКИФ в сотрудничестве со специалистами Института ядерной физики СО РАН им. Г.И. Будкера. Высокая интенсивность излучения нового синхротрона позволит исследовать процессы изменения структуры материалов в мельчайших подробностях, которые ускользают при изучении существующими сейчас методами, например, с помощью классических рентгеновских дифрактометров. В конце 2019 года коллектив молодых ученых из НГТУ НЭТИ выиграл грант РФФИ на изучение эволюции структуры и свойств в поверхностных слоях рельсовых сталей в процессе трения с использованием синхротронного излучения: https://nauka.tass.ru/nauka/7009943