Институт сильноточной электроники СО РАН стал победителем конкурса Минобрнауки России на получение грантов-субсидий из федерального бюджета на проведение научных исследований совместно с иностранными научными или образовательными организациями. Проект, предложенный исследовательским коллективом под руководством главного научного сотрудника Виктора Тарасенко, называется «Импульсно-периодические разряды атмосферного давления: механизмы формирования, свойства плазмы и взаимодействие с веществом».
Томские ученые будут работать в кооперации со специалистами из Института электротехники Китайской академии наук, с которым лабораторию оптических излучений ИСЭ СО РАН связывают тесные партнерские отношения. В течение трех лет (с 2021 по 2023) с российской стороны на реализацию гранта будет выделено 30 миллионов рублей, соизмеримый объем финансирования направит и Министерство науки и технологий КНР. За это время международному научному коллективу предстоит продвинуться как в изучении фундаментальных аспектов неравновесной низкотемпературной плазмы атмосферного давления, так и в ее практическом применении.
– Сотрудничество с профессором Тао Шао, руководителем проекта со стороны китайского партнера, началось в 2010 году с нашего знакомства на конференции в Атланте (США), после чего, будучи в Китае, по его приглашению я посетил Институт электротехники, – рассказывает Виктор Федотович. – Как оказалось, научные тематики наших лабораторий во многом пересекаются, это привело к тесной кооперации. За 11 лет были опубликованы десятки совместных статей в высокорейтинговых журналах, выполнено два российско-китайских гранта РФФИ, а также контракт на поставку в Китай высоковольтного наносекундного генератора. Китайские исследователи являются постоянными участниками проводимых в Томске известных международных конференций Atomic and Molecular Pulsed Lasers и Energy Fluxes and Radiation Effects. Отметим, что Тао Шао входит в состав оргкомитета конференции AMPL. Таким образом, у нас уже создан очень хороший фундамент для совместной работы.
В рамках трехгодичного гранта планируется приобрести дорогостоящее научное оборудование – широкополосный скоростной цифровой осциллограф, спектрометр, микроскоп высокого разрешения, программное обеспечение, которые позволят значительно продвинуться в области исследования высоковольтных наносекундных газовых разрядов в резко неоднородном электрическом поле, инициируемых убегающими электронами. Процесс генерации убегающих электронов происходит на субнаносекундных (миллиардные доли секунды) временных масштабах, что делает процесс изучения этого явления без соответствующего передового оборудования крайне затруднительным. Следует отметить, что именно эти электроны обеспечивают условия, необходимые для генерации «холодной» плазмы в условиях высокого давления газовой среды, которая имеет широкий спектр практических применений и может быть использована для решения задач медицины, материаловедения, микроэлектроники, экологии.
Благодаря взаимодействию с группой физиков-теоретиков из Объединенного института высоких температур РАН и новому оборудованию будут получены новые данные о пространственно-временных характеристиках физических процессов, происходящих при формировании высоковольтных наносекундных разрядов. Кроме того, будет изучено влияние, оказываемое плазмой разряда и убегающими электронами на поверхности различных материалов.
Как отметил заведующий лабораторией Дмитрий Сорокин, в рамках реализации гранта также запланировано создание двух источников низкотемпературной плазмы атмосферного давления:
– Это является довольно сложной, но актуальной задачей. Подобные установки имеют огромный потенциал их использования в медицине, например, для заживления открытых ран и воздействия на раковые опухоли. Подобные источники могут быть использованы для очистки воды, а ведь состояние водных ресурсов является одной из значимых экологических проблем.
Благодаря полученному гранту в лаборатории оптических излучений продолжится развитие перспективного направления, связанного с созданием источников «холодной» воздушной плазмы атмосферного давления, формируемой за счет убегающих электронов.
Фото Никиты Гольцова
