«Женщины в науке»: молодой ученый о своем профессиональном пути

18.03.2022 09:47

Надежда Якушова — старший преподаватель кафедры «Нано- и микроэлектроника» Пензенского государственного университета. Она занимается одной из важных и современных задач нанотехнологий — разработкой наноструктурированных фотокатализаторов на основе металлических оксидов. В рубрике «Женщины в науке» молодой ученый рассказала о своем научном профессиональном пути и оригинальных идеях.

Надежда Якушова, выпускница Политехнического института 2015 года, начала заниматься научными исследованиями на втором курсе университета. К настоящему моменту она автор и соавтор более 30 работ в высокорейтинговых журналах, индексируемых базами данных Web of Science и Scopus, и семи патентов.

В 2014 году Якушова стала победителем конкурса на получение стипендии Президента для обучения за рубежом и в 2014-2015 учебном году прошла научную стажировку на кафедре химии и фармации Софийского университета. Неоднократно удостаивалась стипендий Президента РФ для молодых ученых. В 2018 году как одна из лучших аспирантов Пензенской области была удостоена благодарственного письма главного федерального инспектора по Пензенской области. В настоящее время Надежда работает над проектом «Новые энергоэффективные плазмонные фотокатализаторы видимого диапазона на основе наноструктурированного оксида цинка, модифицированного частицами Cu@Cu2O со структурой "ядро-оболочка"», поддержанным Советом по грантам Президента РФ.

— Разработка фотокаталитических материалов является актуальной тематикой. Природа умеет изготавливать фотокатализаторы уже миллиарды лет: процессы фотосинтеза в растениях, превращающие углекислый газ и воду в органические вещества под действием солнечного излучения, являются ярким тому примером. Нашей же задачей является разработка синтетического материала, позволяющего выполнять аналогичные функции. Среди материалов, традиционно используемых для этих целей, можно выделить полупроводниковые оксиды, такие как оксид цинка, оксид титана и другие. Однако главным их недостатком является то, что в чистом виде они могут преобразовывать в полезную работу лишь ультрафиолетовую часть солнечного спектра, составляющую всего 4% от общего излучения. Повысить эффективность фотокатализа во всем спектре могут помочь наночастицы благородных металлов, которые выступают в роли «антенн», поглощающих солнечный свет на заданных длинах волн. Но, поскольку благородные металлы являются достаточно дорогими, промышленное изготовление фотокатализаторов с низкой себестоимостью на их основе представляется маловероятной перспективой. В своем проекте я исследую возможность замены благородных металлов на недорогие, такие как медь, алюминий и железо. Главной научной проблемой в данном случае является то, что они нестабильны и быстро окисляются кислородом воздуха. Я занимаюсь разработкой приемов «защиты» наночастиц таких металлов с помощью оболочки из собственных оксидов. Потенциальное использование разрабатываемых материалов очень широко: это и очистка сточных вод и воздуха от различных загрязнителей, синтез органического топлива с одновременным процессом фиксации из атмосферы углекислого газа, изготовление бактерицидных и самоочищающихся пленок и покрытий, широкий диапазон процессов «зелёного» органического синтеза, — отметила молодой ученый.

Сфера научных интересов Надежды Якушовой не ограничивается изготовлением фотокатализаторов. Научным коллективом кафедры нано- и микроэлектроники был выполнен ряд проектов, связанных с разработкой и изготовлением газочувствительных покрытий, исследованием их сенсорных и адсорбционных свойств, изготовлением датчиков вакуума, а также гибких сенсорных устройств. В этих проектах Надежда является исполнителем и выполняет исследования, связанные как с синтезом, так и характеризацией свойств полученных материалов.

С 2016 года Надежда Якушова активно занимается преподавательской работой. Научные результаты, полученные молодым ученым, активно внедряются в учебный процесс в виде курсовых и лабораторных работ, проводится ежегодная актуализация лекционного материала.