Горизонты научного поиска

Площадка для междисциплинарного взаимодействия

ОИЯИ, Западный университет Тимишоара (Румыния), Институт механики сплошных сред УрО РАН, Национальный институт физики и ядерной техники имени Х.Хулубея (Румыния) и Румынское физическое общество провели в Дубне вторую летнюю школу-конференцию "Физика комплексных и магнитных мягких систем: физико-механические и структурные свойства".

Конференция собрала около 80 специалистов из Польши, Словакии, Франции, Германии, Румынии, России - из исследовательских центров Урала, Сибири, Северо-запада, привлекла сотрудников ОИЯИ. Представленные на ней результаты охватывают широкую область теории, вопросов моделирования и экспериментальных результатов исследований комплексных и магнитных мягких систем - магнитных эластомеров, феррогелей, феррожидких кристаллов, наночастиц в биологических молекулах и другого. О проблематике конференции рассказывают ее организаторы и участники.
 

В.Л.Аксенов (ОИЯИ - ПИЯФ, Гатчина): Эта школа-конференция посвящена физике и химии комплексных магнитных мягких систем. Может быть, название не очень привычное для тех, кто не посвящен в эту проблему, но я хочу сказать, это очень актуальные и важные вещи. Мягкие означает, что они не твердые, всем известна физика твердого тела, химия твердого тела. Так вот, в последнее десятилетие появились новые материалы, которые не являются кристаллическими. К ним относятся различные жидкие материалы, суспензии, обладающие, в том числе, магнитными свойствами. Такие магнитные мягкие материалы интересны, во-первых, с фундаментальной точки зрения - назову только одну проблему кластерного состояния вещества. Это общая физическая проблема, которая может быть здесь исследована на совершенно доступных экспериментальных системах. А с практической точки зрения эти материалы широко применяются - кстати, первое применение магнитных наножидкостей началось в 1960-х годах в шлемах американских астронавтов. Сейчас наиболее перспективное применение такие жидкости находят в медицине. Оказалось, что раковые клетки, преимущественно в опухолях мозга, накапливают частицы наножидкости. А поскольку они магнитны, то ими можно управлять магнитным полем и собирать в одном месте, к которому затем применить метод гипертермии, то есть, по сути, выжечь эти клетки. Так что это интересные для науки и важные для практики задачи.

Нейтроны наиболее эффективны для изучения таких систем, поэтому именно ЛНФ ОИЯИ организовала эту школу, собрав в Дубне молодых людей для того, чтобы обсудить как общие вопросы физики и химии таких систем, так и возможности использования нейтронного рассеяния, в первую очередь, реактора ИБР-2. Реактор ЛНФ сейчас является, могу это совершенно авторитетно заявить, единственным полноценным международным центром. Два других центра - "Курчатовский институт" в Москве и ПИЯФ в Гатчине находятся в стадии развития. В Гатчине строится новый суперреактор, который вступит в строй через 4-5 лет. Доклады можно условно разделить на две группы: тематика первой посвящена сложным комплексным мягким системам, их физическим и химическим свойствам, а вторая, методическая, касается метода рассеяния нейтронов и его применения, поскольку это школа. Организаторы из ЛНФ очень хорошо постарались, составив программу школы на высоком уровне.

Ю.Л.Райхер (Институт механики сплошных сред, Пермь): Идея этих конференций возникла лет пять назад, когда мы начали сотрудничать с доктором М.Балашою из ЛНФ в изучении магнито-полимерных систем. Это успешное сотрудничество привело к тому, что возникла идея собрать людей, занимающихся этим делом в Европе и России. И первая конференция на самом деле была рабочим совещанием с 30 участниками, что давало возможность поговорить каждому с каждым, а это самая плодотворная форма сотрудничества. Первая конференция прошла в Алуште у теплого моря, вторая проходит в более холодных широтах, но от этого интенсивность общения никак не пострадала, а число участников наоборот увеличилось. И это свидетельствует о том, что дело это нужное, взаимно интересное и будет продолжаться и дальше.

Моя специальность - мягкое магнитное вещество, и я к нему неравнодушен. Это очень широкий класс веществ, который интересен биологам и материаловедам. А исследуем мы реакцию таких веществ на приложенные поля, как такую реакцию посчитать и как можно использовать - и в технологиях, и для фундаментальных целей. Магнитное поле позволяет бесконтактно управлять веществом, если внутри него находятся магнитные частицы. Стало уже серьезным недавно зародившееся направление магнитобиология, магнитная микрореалогия, когда небольшие объемы сложной жидкости (полимерные системы, мицеллярные системы, жидкие кристаллы) зондируются с помощью внедренных магнитных частичек, позволяющих считывать их параметры, магнитные частицы в жидких кристаллах позволяют управлять их оптическими свойствами, - здесь перечислять можно много. В целом можно сказать, что это, безусловно, междисциплинарное направление: и химики, и механики здесь, по определению, присутствуют, и, что важно, такие конференции сводят их вместе. Я знаю несколько примеров из прошлого, и определенно еще появятся новые - когда на таких конференциях закладывалось сотрудничество и международное, и внутрироссийское, и оно стимулировало очень интересные и продуктивные работы. Я надеюсь, эта конференция не будет последней в той серии, что мы заложили два года назад. Я считаю, что Объединенный институт очень правильно поступает, поддерживая не только ядерную физику или физику высоких энергий, а, глядя на вещи шире, - и междисциплинарные направления, которым как раз нейтронная спектроскопия может дать очень много. Я имею в виду именно взгляд внутрь вещества на самых малых масштабах, в самые короткие времена - то, чего другими способами сделать просто невозможно. Дубна - замечательное место для проведения конференции, и я надеюсь, все это будет успешно развиваться.

Д.П.Козленко (ЛНФ): Исследование комплексных и магнитных мягких систем - одно из наиболее перспективных направлений современной физики конденсированного состояния. Это различные материалы, например магнитные, полимерные материалы, биологические системы. У нас в лаборатории давно ведутся исследования таких материалов, и нейтронные методы здесь довольно эффективны, поэтому и эта конференция проводится уже во второй раз, набирая все большее число участников. Тематика конференции достаточно широкая: сюда приехали не только специалисты, которые интересуются нейтронами, но и занимаются другими типами исследований физических свойств таких материалов. Но поскольку понимание природы физических свойств требует знания, как материал организован, то как раз в этом мы можем помочь.

Здесь собрались и люди из разных стран, которые занимаются электронными методами, рентгеновскими методами. У них есть интересные объекты исследований, например у нас на ИБР-2 недавно исследовались магнитные эластомеры - материалы, совмещающие свойства магнитного материала и полимера. Такой полимер можно растянуть в магнитном поле, и он будет хранить свою форму: поле убрали - и он вернется к прежним размерам. Такие свойства могут найти самое широкое использование. Есть магнитные жидкости, которые у нас тоже широко исследовались, они находят различные медицинские приложения. Одним словом, это самые актуальные, востребованные материалы, имеющие широкий потенциал применения в самых разных областях.

Именно в ОИЯИ можно найти площадку для взаимодействия специалистов, занимающихся собственно образцами, исследованием физических свойств, и специалистов, занимающихся исследованием структурной организации, которая и объясняет возникновение разных уникальных свойств материалов. И тогда мы дополняем их своими нейтронными методами, позволяющими посмотреть эту структурную организацию. А это дает возможность получить полную картину, следующий шаг - улучшение свойств этих материалов, поиск и синтез новых. Для этих целей хорошо использовать малоугловое рассеяние нейтронов, рефлектометры, позволяющие посмотреть именно организацию вещества. Обо всем этом и других возможностях реактора я рассказал в своем докладе. Надеюсь, число пользователей реактора после этой конференции возрастет.

Мария Балашою (ЛНФ): Наша школа-конференция обращена, в первую очередь, к молодежи, интересующейся этим направлением - исследованиями свойств, синтезом таких систем, их структурой и приложениями, использованием новых технологий. Эта конференция собрала больше участников, чем первая в Алуште. Инновационные технологии вызывают это разнообразие новых систем, что подталкивает к реализации новых идей, новых комбинаций всевозможных типов материалов, свойства которых при совмещении интересно меняются, дополняют друг друга или получаются совершенно неожиданными.

Мы очень рады, что интерес к конференции возрастает, что все больше молодежи увлекается этим направлением. Мы благодарим руководство Института, которое поддерживает исследования в этой области, помогает собрать здесь многих ведущих ученых, чтобы мы могли услышать их выступления, обменяться информацией, получить интересные рекомендации, даже новые идеи, а также установить контакты для реализации совместных проектов.

О.В.Столбов (Институт механики сплошных сред, Пермь): У нас есть совместные работы с Марией Балашою, поэтому я решил приехать сюда. Конференция небольшая, это позволяет тесно пообщаться со всеми коллегами. Мне понравились работы, представленные на постерной сессии, и организовано все хорошо, по-домашнему.

М.Н.Скрябина (МГУ): Я занимаюсь исследованием магнитных микрочастиц методом магнитного пинцета, и довольна, что участвую в этой конференции. Я с пользой для себя пообщалась с коллегами, с которыми хочу сотрудничать. Также плодотворным было обсуждение наших результатов после моего выступления. Я экспериментатор, а здесь много теоретиков, которые мне посоветовали, как можно интерпретировать эти результаты.

Александра Скороньска (Ягеллонский университет, Краков, Польша): Конференция - это прекрасная возможность встретить множество специалистов из разных областей, поскольку для исследований мягких материалов используются различные методы и технологии исследований. Это особо привлекает меня и, я думаю, других молодых людей, которых я здесь увидела. Надеюсь, в следующем году их будет больше среди участников. Я представила здесь результаты наших исследований методом электрической спектроскопии, она отличается от нейтронного рассеяния, используемого в ОИЯИ.

Л.А.Логинова (МГУ): Я очень обрадовалась, когда оказалось, что можно выступить с устным докладом вместо постера, возможность получить опыт выступления перед аудиторией всегда радует. После участия в этой конференции буду лучше разбираться в том, кто чем занимается, а значит, при необходимости буду знать, к кому обратиться за помощью. Я занимаюсь магнитными эластомерами, и здесь смогла лично познакомиться с теми коллегами, кого знала только по статьям.

Ольга ТАРАНТИНА, фото Елены ПУЗЫНИНОЙ