Исследование электрофизических явлений в композитных полимерных материалах с наноразмерными включениями наполнителя на базе НОЦ факультета физики

проект 2.4.1: «Исследование электрофизических явлений в композитных

полимерных материалах с наноразмерными включениями наполнителя на базе НОЦ факультета физики» Комплекс мероприятий 2. «Модернизация научно-исследовательского процесса и инновационной деятельности (содержание и организация)» Мероприятие 2.4.: Направление исследований: «Неравновесные явления в конденсированных средах и наноструктурах»

Руководитель проекта: Ю.А. Гороховатский – директор НИИ физики, Заслуженный деятель науки РФ, д.ф.-м.н., профессор

Значение проекта для достижения целей и задач Программы

стратегического развития на 2012 – 2016 гг.

Задачи Программы (раздел 2 аннотированной Программы)

Результаты проекта

В рамках реализации проекта защищены докторская и 2 кандидатские диссертации, 1 принята к защите. Опубликованы 2 учебных пособия и 2 научных монографии для студентов и аспирантов. В рамках проекта реализованы 2 проекта академической мобильности в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России».

Задача 1.1. Модернизация образовательной деятельности университета, направленная на обеспечение качества образования, позволяющего выпускнику университета быть конкурентоспособным на современном рынке труда в социальной сфере. Реализация задачи направлена на обеспечение непрерывного процесса подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров для системы образования, социальной сферы в целом и других отраслей экономики при широком развитии научно-образовательных связей с научными, учебными и исследовательскими российскими и зарубежными организациями.

Тема проекта соответствует приоритетным направлениям развития науки,

технологии и техники в РФ (Приказ Президента РФ №843 от 21 мая 2006 г.). В результате выполнения работы получены новые данные о процессах, происходящих при модификации полимеров на основе термопластичных полимерных диэлектриков. Полимерные диэлектрики будут систематизированы по параметрам стабильности электретного состояния, а также разработаны методы регулирования и стабилизации электретного заряда с целью создания новых композиционных материалов с технологически регулируемыми электрофизическими свойствами. Исследования носят прикладной междисциплинарный характер. К исследованиям привлечены все подразделения НИИ физики, обеспечивающие комплексный характер исследований: термоактивационная и диэлектрическая спектроскопия, электронная и атомно-силовая микроскопия, рентгеноструктурный анализ. Исследования в рамках проекта 2.4.1. ведутся при тесном творческом взаимодействии с вузами и научными учреждениями. Партнерами являются сотрудники и аспиранты из Санкт-Петербургского государственного технологического университета, Института физики и астрономии Потсдамского университета (Германия), Национального исследовательского университета «Казанский технологический университет», Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта, Москва, ФТИ им А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, Институт высокомолекулярных соединений РАН, Москва.

Задача 2.1. Развитие научной и инновационной деятельности университета. Реализация задачи направлена на создание необходимых условий для динамичного развития научной и инновационной деятельности университета, повышения эффективности, социальной значимости и востребованности различными отраслями экономики результатов проводимых университетом фундаментальных и прикладных исследований, достижение лидерства в области построения высокоэффективных систем образования.

Получены 2 патента РФ, 3 свидетельства на программы для ЭВМ, заявка на

патент находится на рассмотрении. Опубликованы 2 монографии, 2 учебных пособия, 61 научная статья, сделано 48 докладов на международных и всероссийских конференциях. На базе университета организована и проведена 13 международная конференция «Физика диэлектриков». Общее количество зарегистрированных участников - 142 человека. На конференции были представлены доклады ученых Бразилии, Словакии, Германии, Беларуси, Азербайджана, Украины, Польши, а также из 18 городов Российской Федерации. Было проведено 10 секционных заседаний и круглый стол, заслушано 86 произносимых и обсуждено 84 стендовых докладов.

Задача 3.1. Трансфер результатов интеллектуальной деятельности и диссеминация передовых образовательных практик. Реализация задачи направлена на создание и закрепление в пространстве университета механизмов трансфера результатов интеллектуальной деятельности сотрудников университета, распространение и освоение передовых образовательных практик, обеспечивающих ведущую роль университета в знаниевой экономике.

Значение проекта для достижения целей и задач Программы развития

университета на 2011 - 2015 гг.

Соответствует следующим ожидаемым результатами реализации Программы развития университета (2011-2015): Стратегическое направление: I. Модернизация образовательной деятельности Задача 1. Разработка системы интеграции научного и образовательного процесса подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров для системы образования. Задача 3. Разработка системы взаимодействия с отечественными и зарубежными вузами по развитию программ академической мобильности. Задача 6. Создание условий для выявления и поддержки талантливой молодежи. Стратегическое направление: II. Развитие научной и инновационной деятельности Задача 1. Интенсификация процессов внедрения результатов научных исследований в образовательный процесс. Задача 2. Расширение спектра участия учёных университета в федеральных и региональных конкурсах и программах, особенно научно-методических. Задача 3. Расширение участия университета в профессиональной экспертизе научных проектов и результатов интеллектуальной деятельности. Задача 4. Развитие и диверсификация форм сотрудничества с образовательными учреждениями, научно-исследовательскими, промышленными, проектными и иными организациями и предприятиями, в том числе, зарубежными. Задача 5. Стимулирование публикационной активности ученых университета в журналах с высоким импакт-фактором.

Эффективность реализации проекта в 2012 – 2014 гг

Показатель Программы стратегического развития

Количество зарегистрированных программ для ЭВМ

Количество патентов

Доля аспирантов, защитившихся в срок и в течение года после окончания аспирантуры, в выпуске аспирантов соответствующего года

2012

2013

2014

Количество учебников и учебных пособий, подготовленных штатным ППС*

0

2

0

Доля студентов очной формы обучения, участвующих в выполнении научных исследований и разработок с оплатой труда и (или) в качестве соисполнителей в отчетах НИОКР, от общего количества студентов очной формы обучения в вузе.

5

5

5

Количество защит диссертаций штатных НПР* вуза

0

1

2

Количество монографий, подготовленных штатными НПР*

0

1

1

Количество статей, подготовленных штатными НПР* и изданных в научной периодике, индексируемой иностранными и российскими организациями (Web of Science, Scopus, Российский индекс цитирования), в российских рецензируемых научных журналах

8

17

25

0

2

0

0

3

1 (заявка)

0

1

1

Значение проекта для достижения целей и задач Государственных программ

развития образования

«Дорожная карта» - число публикаций российских авторов в мировых научных журналах, индексируемых в базе данных Web of Science

ФЦПРО 2016-2020 в рамках задачи создания и распространения структурных и технологических инноваций в профессиональном образовании, обеспечивающих высокую мобильность современной экономики

Программа развития образования(2013-2020) Подпрограмма 1 «Развитие профессионального образования»: - удельный вес численности профессорско-преподавательского состава, прошедшего стажировки в ведущих российских и зарубежных университетах и научных центрах, в общей численности профессорско-преподавательского состава образовательных организаций высшего образования.

Член рабочей группы проекта 2.4.1. докторант Д.А.Рычков в настоящее время является сотрудником Института физики и астрономии Потсдамского университета (Германия). Результатом совместных исследований являются публикации в высокорейтинговых научных изданиях, индексируемых в авторитетных международных библиометрических базах.

Публикация результатов проекта в высокоцитируемых научных изданиях, индексируемых базой данных Web of Science

реализация сетевой магистерской программы «Физика наноструктур и наноэлектроника» подготовка научно-педагогических кадров для других образовательных учреждений через механизмы магистратуры, аспирантуры и докторантуры.

Цели и задачи реализации проекта в 2015 году

исследовать электретный эффект в полимерных пленках с нанодисперсными наполнителями и поверхностно-активными веществами. используя методы атомно-силовой и растровой электронной микроскопии, исследовать характер пространственного распределения частиц в полимерной матрице. с помощью методов термоактивационной и диэлектрической спектроскопии определить параметры релаксационных процессов (энергию активации, эффективный частотный фактор), происходящих в исходных и композитных полимерных материалах. с помощью методов Фурье ИК-спектроскопии (как в режиме пропускания, так и в режиме нарушенного полного внутреннего отражения) исследовать состав и структуру полимерных пленок, микроскопическую природу центров захвата носителей заряда в этих материалах. с помощью метода малоуглового рентгеновского рассеяния установить степень кристалличности полимерных материалов. разработать модель накопления и релаксации электретного гомозаряда в полимерах с наноразмерными модифицирующими добавками на поверхности. активно вовлекать в экспериментальные исследования по проекту обучающихся в рамках выполнения выпускных квалификационных работ и диссертационных исследований. повысить публикационную активность исполнителей проекта в журналах с высоким импакт-фактором. обеспечить мероприятия по диссеминации полученных знаний и накопленного опыта организовать и провести на базе университета 13 международную научную конференцию «Физика в системе современного образования» (ФССО-2015).

Планируемые мероприятия и ожидаемые результаты проекта в 2015 году

Мероприятия

Ожидаемые результаты

Комплексные экспериментальные исследования электретного эффекта в полимерных пленках с нанодисперсными наполнителями и поверхностно-активными веществами.

Результаты экспериментальных исследований; публикации в научных изданиях, подготовка научной монографии, апробация результатов на научных конференциях. Защита 1 кандидатской и 1 докторской диссертаций по материалам исследований в рамках проекта.

Диссеминация полученных знаний и накопленного опыта

Публикации в научных изданиях, подготовка научной монографии, подготовка учебного пособия для студентов и аспирантов, обновление содержания учебных программ факультета физики

Организация и проведение 13 Международной научной конференции «Физика в системе современного образования 2015»

290 участников, более 100 докладов, сборник трудов конференции, проиндексированный в РИНЦ

Системные эффекты реализации проекта на уровне университета

Для эффективной реализации проекта организованы комплексные исследования полимерных материалов на широком классе экспериментальных образцов и с привлечением всех доступных методов исследования, к исследованиям привлечены ведущие специалисты НИИ физики и центров коллективного пользования РГПУ им. А. И. Герцена, исследования по проекту включены в планы выполнения выпускных квалификационных работ студентов и диссертационных исследований аспирантов. Комплексный характер исследований как по классу объектов, так и по методам исследований, обеспечивает своевременное получение значимых результатов мирового научного уровня. Высокая научная квалификация исполнителей проекта позволяет привлекать внешних партнеров для выполнения совместных исследований. В настоящее время ведутся переговоры с ОАО «Пластполимер» и «LG Electronics» о совместных научных исследованиях.

Системные эффекты реализации проекта на уровне региона и РФ

Исследования по проекту ведутся при тесном взаимодействии с отечественными и зарубежными научными группами. Так в 2014 году продолжилось творческое сотрудничество научного коллектива выполняемого проекта с коллегами из Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН (Москва); ООО «Химическая сборка наноматериалов», Технологический университет (Санкт-Петербург); Института физики и астрономии Потсдамского университета (Германия), Национального исследовательского университета «Казанский технологический университет», Казань; Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта, Москва; Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург; Институт высокомолекулярных соединений РАН, Москва. Результатами совместной деятельности стали доклады на международных и всероссийских конференциях, совместные публикации в высокорейтинговых научных изданиях. В ходе реализации проекта получены и исследованы образцы полимерных материалов готовых к использованию в различных отраслях - медицина, пищевая промышленность, торговля, электроакустика и др.

Стратегия привлечения финансовых средств на реализацию проекта в

2015-2016 гг.

Участие в конкурсах российских и зарубежных научных фондов поиск потенциальных партнеров среди хозяйствующих субъектов