Денис Золотухин: «В Томске оснащённость лабораторий не хуже, чем в Америке»

Работа в американской лаборатории

В 2016 году Денис защитил кандидатскую диссертацию. Его научный руководитель Ефим Михайлович Окс посоветовал Денису поработать постдоком в какой-нибудь заграничной лаборатории, чтобы наработать там новый опыт и знакомства. «Окс особо отметил Соединённые Штаты, ведь американский бюджет, выделяемый на исследования, один из самых больших в мире», – рассказывает Денис.

«Я начал отправлять своё CV в разные американские лаборатории, писал, что хочу у них побыть постдоком в целях повышения квалификации. Я отослал около сотни писем и получил только три ответа. Из них один был отрицательным, второй ответ был положительным, но предложение оказалось мне неинтересно. В третьем ответе мне написал профессор Майкл Кейдар из Университета Джорджа Вашингтона и сказал, что я ему подхожу».

Денис поясняет, что в научной сфере это совершенно нормальная практика, – когда на твои 100 – 200 писем ответов приходит процентов пять: получить место в зарубежной лаборатории могут только настойчивые, и ни один профессор никого не будет «водить за ручку».

Спустя пару месяцев Денис отправился в Вашингтон на полуторагодовую работу по исследованию возможности улучшения двигателя маленьких космических аппаратов – кубсатов. Кубсаты представляют собой миниатюрные кубические спутники, создаваемые как для исследования космоса, так и для решения различных задач небольшими частными компаниям. Они часто запускаются на орбиту в качестве дополнительной нагрузки к обычным космическим аппаратам.

«Когда я прибыл в лабораторию, профессор Кейдар поставил мне задачу увеличить тягу двигателя кубсата на заметную величину – в несколько десятков раз. При этом нужно было сохранить или даже улучшить отношение тяги к мощности и удельный импульс. Это важные параметры, которые показывают эффективность двигателя. На протяжении полутора лет я занимался этой проблемой и пришёл к результату под руководством профессора».

Учёные обнаружили, что, если в разрядную систему добавить вторую ступень в виде дополнительного электрода, подать на него напряжение и поместить его в магнитное поле, то при определённом пороговом значении напряжения на дополнительном электроде плазма генерируется более активно, а её ускорение усиливается. В результате этого тяга двигателя увеличивается в 20 – 25 раз. Эти результаты команда учёных изложила в научной публикации в авторитетном журнале Physical Review E.

Работа в ТУСУРе

В ТУСУРе Денис работает под руководством Ефима Михайловича Окса, а лабораторию кафедры физики делит с коллегами Юрием Юшковым и Андреем Тюньковым. В лаборатории они работают с установками, оборудованными плазменными источниками электронов. В «сердце» установки – плазменном источнике – генерируется газоразрядная плазма, из неё учёные извлекают, формируют и ускоряют пучок электронов. Используя этот пучок и создаваемую им пучковую плазму, команда учёных способна обрабатывать практически любой объект: испарять диэлектрики и металлы и осаждать из них покрытия, стерилизовать сосуды, улучшать поверхностные свойства изделий.

Так, Денис Золотухин ещё в 2015 году разработал новый способ стерилизации стеклянной посуды. Он выяснил, что с помощью пучково-плазменного воздействия можно убивать бактерии, например, кишечную палочку. Сначала команда учёных нашла метод стерилизации кварцевой посуды, затем продемонстрировала эффективность метода на стеклянной посуде (чуть менее термостойкое покрытие), а после – и на полипропиленовых стаканчиках.

Чаще всего сотрудники лаборатории плазменной электроники кафедры физики ТУСУРа облучают керамические объекты или фрагменты металла. Сейчас, рассказывает Денис, команда делает совместный проект с белорусской группой. Они пытаются реализовать дуплексный процесс, когда два технических устройства – электронный источник и магнетрон – работают одновременно. Цель работы заключается в получении очень крепких покрытий, которые хорошо прилегают к подложке и не отслаиваются.

Денис рассказывает, что электронный пучок обеспечивает высокую скорость осаждения покрытия, а ионная бомбардировка из магнетрона даёт хорошую адгезию (прилипание) покрытия к подложке. Сейчас со своими коллегами учёный занимается именно этими исследованиями. 

Стажировка в Израиле и разница между странами

Когда Денис был ещё аспирантом, он отправился работать в Израиль на 7 месяцев. Чтобы попасть туда, он написал заявку на конкурс стипендий президента Российской Федерации для обучения за рубежом студентов и аспирантов российских вузов. Денис решил использовать эту поездку как шанс набраться опыта и знаний, которые можно было бы использовать в своей кандидатской диссертации.

«Для конкурса ты предлагаешь сроки работы и запрашиваешь необходимую сумму, организаторы рассматривают твою кандидатуру и при победе в конкурсе пересылают стипендию не тебе лично, а в ту лабораторию, в которую ты едешь».

Денис Золотухин выиграл эту стипендию и 7 месяцев проработал в одном из самых престижных университетов Израиля, в «Технионе» – Израильском технологическом институте, в лаборатории, которой руководит учёный Яков Красик. В лаборатории Денис работал с быстропротекающими импульсными процессами, научился правильно их измерять и работать с чувствительными осциллографами, высокоточными плазменными зондами и микроволновыми интерферометрами.

«Знание особенностей импульсных процессов мне потом пригодилось в американской лаборатории, потому что плазменный вакуумно-дуговой двигатель кубсата является импульсным: происходит разряд, выбрасывается плазма, а остальную часть времени ничего не происходит».

Денис активно пользуется своим зарубежным опытом: у него появились связи с учёными из разных точек мира, а знания, полученные в Израиле и США, применяются в исследованиях кафедры физики ТУСУРа. При этом Денис рассказывает, что возможность увидеть мир и практики учёных разных стран показали: разница между этими государствами и Россией небольшая.

«Если говорить про оснащённость лабораторий, всё везде примерно одинаковое в моей области. То есть в Томске оснащённость лабораторий такая же, как в Америке. Все лаборатории, в которых я работал, были при каких-либо институтах или университетах. У них нет огромного финансирования. И люди везде одинаковые».

Денис добавляет, что при появлении такой возможности снова планирует поехать в американскую лабораторию, чтобы нарабатывать навыки и научные связи, которые будут полезны по возвращении обратно в Россию.