13 октября 2022
Как предсказывать свойства наноматериалов – учились студенты совместной образовательной программы Университета «Сириус» и ФИОП
Разработка новых материалов – это тема, затрагивающая критические технологии в нашей стране. В течение двух недель 55 студентов из разных регионов страны учились в Научно-технологическом университете «Сириус» моделировать и предсказывать свойства материалов в рамках образовательной программы «Математическое моделирование наноматериалов». Ведущие ученые в области моделирования новых материалов и практические занятия в самой современной лаборатории биоматериалов страны – все это интенсив в «Сириусе» для талантливых молодых исследователей из разных регионов.
В настоящее время на полный цикл разработки и запуска производства нового материала в среднем уходит порядка 10 лет. Применение алгоритмов математического моделирования может ускорить этот процесс почти в два раза и снизить объемы затрат в три раза. Именно поэтому Университет «Сириус» уделяет так много внимания образовательным программам по разработке новых материалов. Меморандум о сотрудничестве в этой области с Фондом инфраструктурных и образовательных программ был подписан в конце прошлого года. По мнению экспертов, именно разработка и внедрение новых материалов предоставит компаниям настоящее конкурентное преимущество.
«Новая современная математика обещает прорыв во многих направлениях. Одно из самых перспективных – создание новых материалов, кардинально улучшающих параметры многих изделий и устройств. Важно, чтобы студенты университетов получали знания и компетенции об этих возможностях во время обучения. Созданию таких курсов и образовательных программ и посвящен наш проект» – комментирует Станислав Нисимов, директор департамента образовательных программ и профессиональных квалификаций ФИОП.
Современное программное обеспечение совершило настоящую революцию в работе материаловедов. Оно уменьшает количество физических тестов, быстрее выявляет лучшие решения еще на старте. В рамках программы «Математическое моделирование наноматериалов» студенты сформировали новые знания в области моделирования с помощью математических, вычислительных и цифровых методов. Кроме того, студенты получили возможность под руководством ведущих практиков страны самостоятельно осуществить моделирование свойств материалов в новых лабораториях ресурсного центра «Биоматериалы» Университета «Сириус».
Руководителем программы стал выдающийся ученый современности член Научно-технологического совета Университета «Сириус» Арий Лаптев. В рамках интенсива студенты познакомились с современными наноматериалами и необходимым математическим аппаратом: методы решения дифференциальных уравнений и краевых задач, методы оптимизации. Получив базовые знания, слушатели разделились на два трека «Мембранные и оптические материалы» и «Биополимерные материалы». В рамках каждого трека рассмотрели математические, физические и химические основы моделирования соответствующих материалов. При разработке новых технологий критически важно понимать, какую функцию способен выполнять материал и как долго сможет служить. Особенно, когда речь идет о материалах для биомедицинского применения.
«Основной концепт нашей программы – не только познакомить ребят с экспериментальными методиками, но еще и показать им всю шкалу возможностей, которую затрагивает математическое моделирование. В рамках обучения мы вместе с ними прошли все этапы конструирования материалов от молекулы до макроскопического объекта, который из этих молекул построен. Мы даем им знания и возможность на лабораторных по-настоящему прикоснуться к этой области под руководством активно работающих исследователей. Послушать лекции, которые читают ведущие ученые и провести измерения на лучшем оборудовании в стране – здесь речь реально идет о передовом крае науки», – говорит Дмитрий Иванов, соруководитель программы, руководитель направления «Биоматериалы» Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус».
Программа построена таким образом, что учебный и научные процессы не разрываются, а идут в параллель. Студентам программы представился действительно уникальный шанс одними из первых оценить экспериментальную платформу и парк оборудования, который собрали в Университете «Сириус» в новом лабораторном комплексе.
В ноябре в «Сириусе» состоится еще одна образовательная программа «Математическое моделирование материалов: современные исследования и подготовка кадров», ориентированная уже на специалистов и преподавателей. В рамках программы эксперты и ученые рассмотрят вопросы разработки современной образовательной программы в сторону большего внимания к запросам промышленности. В рамках Конгресса молодых ученых в декабре состоится подведение итогов совместного проекта Сириуса и ФИОП, а также презентация обновленной магистерской программы университета по математическому моделированию процессов и материалов.
Теги:
математика