Научно-исследовательский институт наноматериалов
Научно-исследовательский институт наноматериалов, в дальнейшем именуемый НИИН, является научным структурным подразделением Ивановского государственного университета (ИвГУ). Целью НИИН является проведение научно-исследовательских работ в области жидких кристаллов (ЖК) и наноматериалов для установления научных основ взаимосвязи «молекулярная структура – надмолекулярная организация – свойства», обеспечивающих направленный синтез ЖК-соединений с заданными свойствами, разработка экспериментальных основ актуальных пленочных технологий в области приоритетного направления развития науки, техники и технологии РФ «Индустрия наносистем и материалов» (сенсорика, оптоэлектроника, фотовольтаика и пр.), подготовка научных кадров высшей квалификации для развития приоритетных направлений создания современных пленочных наноматериалов, внедрение инновационных научно-образовательных программ в учебный процесс.
НИИН является продолжателем традиций изучения жидких кристаллов, начатых в 1964 г. по инициативе Игоря Григорьевича Чистякова в Ивановском педагогическом институте в научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) жидких кристаллов кафедры общей физики. Лаборатория стала первой специализированной лабораторией в Советском Союзе, где в послевоенные годы возродилось изучение структуры и свойств жидких кристаллов. Эта лаборатория была уникальна тем, что сразу создавалась как сотрудничество специалистов в области синтеза, изучения структуры и свойств, а также практического применения жидких кристаллов. Первые ученые, принимавшие участие в исследовании жидких кристаллов в этой лаборатории, внесли весомый вклад в развитие науки о жидких кристаллах и превратили Иваново в своеобразную Мекку, куда стремились за знанием и опытом по работе с жидкими кристаллами ученые со всех концов Советского Союза. В этой лаборатории были синтезированы первые в СССР жидкокристаллические вещества, впервые в мире были выполнены фундаментальные исследования структуры жидкокристаллических веществ методом рентгеноструктурного анализа с использованием статистических функций межатомных расстояний, осуществлен синтез этих функций оптическим методом, произведено моделирование мезогенных структур. Исследовано изменение структуры и свойств жидких кристаллов при воздействии на них температуры, течения, электрических и магнитных полей. Изучены электрооптические свойства мезофаз, поверхностное натяжение, термодинамика полиморфных фазовых превращений и ряд других свойств.
Признанием заслуг ивановских ученых в деле изучения жидких кристаллов стало преобразование в 1976 г. НИЛ кафедры общей физики в Проблемную лабораторию жидких кристаллов (ПЛЖК) Ивановского государственного университета. Она была открыта по инициативе ректора ИвГУ проф. В.Н. Латышева и научного руководителя проф. И.Г. Чистякова решением коллегии Гос. Комитета СМ СССР по науке и технике и приказом МВ и ССО РСФСР с государственным финансированием штатного состава в количестве 8 единиц. Заведующим ПЛЖК с 1976 по 1983 г. был к.ф.-м. н. доц. Р.И. Жаренов, с 1983 по 2008 г. была д.х.н. проф. Н.В.Усольцева. ПЛЖК проводила комплексные исследования в области синтеза, исследования структуры и свойств термотропных и лиотропных жидких кристаллов. Сотрудники ПЛЖК под руководством проф. И.Г. Чистякова продолжали развитие рентгеноструктурных исследований и изучение оптических свойств жидких кристаллов. Кроме того, в этот период было начато исследование лиотропных жидких кристаллов, дискотических мезогенов, жидких кристаллов полимеров. После смерти проф. И.Г. Чистякова (1929-1982), с 1982 г. по 1991 г. научным руководителем ПЛЖК был д.х.н. проф. Ю.Г. Ерыкалов проректор по научной работе ИвГУ, а с 1991 г. научным руководителем стала зав. ПЛЖК д.х.н. проф. Н.В. Усольцева. В ПЛЖК проводился направленный синтез жидкокристаллических соединений, обладающих различной геометрической формой молекул и вариацией функциональных групп. При этом успешно решалась задача прогнозирования мезоморфных свойств дискотических соединений по расчетным критериям мезогенности их молекулярных параметров. Для этих же соединений развито новое научное направление - лиотропный мезоморфизм дискотических мезогенов в неводных растворах и его особенности в зависимости от молекулярной структуры компонентов системы. Впервые в мире получена лиотропная хиральная нематическая колончатая фаза за счет формирования комплекса с переносом заряда, а также при взаимодействии двух ахиральных компонентов при образовании внутримолекулярных водородных связей у мезогена. Развились новые научные направления: акустические исследования жидких кристаллов, исследование фазовых переходов мезогенов в пленках Ленгмюра-Блоджетт и изучение фазовых переходов и конформационных перестроек надмолекулярных структур жидких кристаллов и биологических систем.
Успешное развитие деятельности ПЛЖК, связанное с расширением функций в научно-образовательной и издательской сферах, а также переход на грантовую систему финансирования научных исследований, - вызвали необходимость изменения ее структуры. В 2008 году решением Ученого совета ИвГУ ПЛЖК была преобразована в НИИН ИвГУ, в структуру которого вошли Межвузовский научно-образовательный центр (НОЦ) «Жидкие кристаллы», НОЦ «УНК «Химическая физика»» и редакция журнала «Жидкие кристаллы и их практическое использование».
Поддержка научных исследований сотрудников ПЛЖК – НИИН осуществлялась грантами Госкомвуза РФ, Минобрнауки РФ, Президента России, РФФИ, Программы Университеты России, Конкурсного центра фундаментального естествознания С.-Петербургского гос. университета, зарубежными грантами: Европейского союза ( PECO, INTAS, Марии Кюри), DAAD (Михаил Ломоносов), Немецкого исследовательского общества, Королевского общества Великобритании, Министерства образования и науки Испании и др. фондами и программами.
Инновационная деятельность. В сфере исследования и практического применения жидких кристаллов сотрудниками НИЛ-ПЛЖК-НИИН получено свыше 80 авторских свидетельств, патентов, документов по защите интеллектуальной собственности. Исследования были удостоены медалей и дипломов Инновационных салонов Брюсселя, Москвы и Иванова. Директор НИИН проф. Н.В. Усольцева за выдающиеся работы по химии жидких кристаллов международным Жидкокристаллическим обществом «Содружество» награждена медалью В. К. Фредерикса (Москва) и в 2008 г. избрана представителем России в президиум Международного жидкокристаллического общества (США).
Сотрудничество. НИИН в целях выполнения своих задач взаимодействует с другими научно-исследовательскими институтами, предприятиями и учреждениями различных министерств и ведомств на основе договоров о научном сотрудничестве, подписанных от имени ИвГУ, а также с зарубежными учебными заведениями. Успешно развиваются научные связи с учеными ряда зарубежных стран, в том числе ближнего зарубежья. Они реализуются:
1) в рамках международных научных грантов с вузами Германии (Технический университет Берлина, Университет Байройта, университет Штутгарта, Немецкий синхротрон (DESY) Гамбург), Испании (университет Вальядолида), Великобритании (университеты Экзетера, Йорка, Шеффилда), Франции (университет Страссбурга), и научными учреждениями США (Институт Жидких кристаллов, Кент), Болгарии (Институт физики твердого тела БАН, София), в том числе путем научных командировок;
2) за счет выступлений на международных конференциях по жидким кристаллам (напр., в Сендае, Страссбурге, По, Майнце и т.д.);
3) путем участия в работе редколлегий зарубежных журналов (Liquid Crystals, Великобритания); участия в работе президиумов Международного ЖК-общества (США) и ЖК-общества «Содружество» (Москва). Научные исследования проводятся в тесном сотрудничестве с ведущими отечественными научными группами в области жидких кристаллов: учеными МГУ, СПб ГУ, ФГУ «Кристаллография и фотоника РАН» (Москва), НИЦ « Курчатовский институт) (Москва), ФГБОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева», «Тамбовский государственный технический университет», «Московский технологический университет», «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского» и др.
Научно-организационная работа. Сотрудники НИЛ-ПЛЖК-НИИН за истекшие годы провели в Иванове 5 Всесоюзных конференций по жидким кристаллам, 7 международных конференций по Лиотропным жидким кристаллам, 5 Всероссийских Чистяковских чтений с участием зарубежных ученых, Юбилейную конференцию ПЛЖК, посвященную 20-летию ПЛЖК, 1-ую Всероссийскую конференцию по жидким кристаллам (2012 г.), Международный семинар экспертов по жидким кристаллам (Флоренция, Италия).
В 2000 г. создан НОЦ «Жидкие кристаллы», в который входили ученые – специалисты по жидким кристаллам четырех вузов Иванова и Института химии растворов РАН. Члены НОЦ получали совместные гранты, публиковали совместные статьи, проводили работу с молодыми учеными. Для студентов НОЦ «Жидкие кристаллы» ежегодно проводились конференции молодых ученых с вручением дипломов и присуждением премии им. И.Г. Чистякова за лучшие доклады.
В 2018 году НОЦ «Жидкие кристаллы» был расширен и трансформирован в научно-образовательный консорциум «Жидкие кристаллы», в связи с чем шестью его участниками ( ИвГУ, ИГХТУ, ИХР РАН, ИвГПУ, ИГСХА и ИвГМА) был подписан новый договор, определены его цели и задачи на последующий период.
Публикационная активность. За период существования НИЛ-ПЛЖК-НИИН было выпущено более 20-ти монографий, в том числе первая в СССР монография по жидким кристаллам (И.Г. Чистяков "Жидкие кристаллы". М.: Наука, 1966), первая отечественная монография по лиотропным жидким кристаллам (Н.В. Усольцева. Лиотропные жидкие кристаллы: химическая и надмолекулярная структура. Иваново, ИвГУ, 1994. 220 с.) и первая отечественная монография по дискотическим жидким кристаллам (Жидкие кристаллы: дискотические мезогены, под ред. Н.В. Усольцевой, Иваново: ИвГУ, 2004, -546 с. Издана с поддержкой РФФИ), а также 15 тематических Сборников статей по жидким кристаллам. Материалы проведенных в Иванове конференций были представлены в журналах Известия РАН и в журнале Mol. Cryst. Результаты научных работ сотрудников ныне печатаются в виде глав в коллективных монографиях, в статьях высоко рейтинговых отечественных и зарубежных журналов, входящих в базы данных Web of Science и Scopus (Opto-Electronics Review, BioNanoScience, Materials, Liquid Crystals, Applied Surface Science, Langmuir, J. Mater. Chem. и др. ). С 2001 года сотрудниками ПЛЖК–НИИН издается единственный в России и на постсоветском пространстве тематический журнал «Жидкие кристаллы и их практическое использование» (главный редактор – директор НИИН Н.В. Усольцева), который в 2016 году также вошел в международные базы данных Web of Science и Scopus. В нем публикуются статьи на русском и английском языках. В составе редколлегии и международного редакционного совета – ведущие ученые России и зарубежья, специалисты в различных областях изучения жидких кристаллов (сайт журнала: http://nano.ivanovo.ac.ru/journal/).
Подготовка научных кадров. Научными руководителями НИЛ-ПЛЖК-НИИН проф. И.Г. Чистяковым и проф. Н.В. Усольцевой подготовлено свыше 30 кандидатов наук в области жидких кристаллов и, кроме того, проф. Н.В.Усольцевой - 2 доктора наук. Эти высококвалифицированные научные кадры работают в настоящее время в НИИН, на кафедрах физического и биолого-химического факультетов ИвГУ, в Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России, в Ивановской государственной медицинской академии, в Институте химии растворов РАН и в ряде других учреждений за пределами Ивановской области. При сотрудничестве с учеными ПЛЖК-НИИН защищен ряд докторских и кандидатских диссертаций сотрудниками ИГХТУ, ИГЭУ и ИвГУ.
|
