Такие разные сенсоры

Лаборатория низкоуглеродных химических технологий была в числе первых молодежных лабораторий, образованных в Новосибирском государственном университете в 2021 году. И хотя времени прошло не так много, ее сотрудники уже успели получить первые результаты в своей работе. О некоторых из них они рассказали в ходе пресс-тура, организованного НГУ совместно с Министерством науки и инновационной политики Новосибирской области.

«Мы занимаемся светоизлучающими материалами и материалами для полупроводников, которые можно использовать для различных приложений органических транзисторов. Начиная от молекулярного моделирования до синтеза, очистки и прототипирования устройств», - рассказал участникам тура заведующий лабораторией, к.х.н. Евгений Мостович.

Значительная часть объема работ, выполняемых сотрудниками лаборатории, приходится на разработку технологий по синтезу тех или иных химических соединений и продуктов для различных российских кампаний. Но помимо этого, у коллектива есть и собственная научная программа.

Лаборатория активно ведет исследования в трех направлениях. Первое - это различные материалы для органических светоизлучающих диодов (OLED). Основное применение OLED-технология находит при создании дисплеев для телевизоров, мониторов и разного рода гаджетов.

«Наши основные достижения в этой области связаны с разработкой красителей третьего поколения, в которых используются чисто органические молекулы. Такие красители очень эффективны, с их помощью можно получать OLED с очень хорошим цветом», - отметил Евгений Мостович. В настоящее время в лаборатории получены хорошие результаты по синим красителям и готовится тестирование зеленых образцов. Параллельно ученые разработали алгоритм, работающий на основе обучаемых нейронных сетей, с помощью которого можно быстрее и с меньшими затратами заниматься созданием подобного типа материалов.

Рынок устройств, использующих OLED-технологию растет день ото дня, да и сама технология продолжает быстро совершенствоваться Перспективы этой работы очевидны – рынок устройств, использующих OLED-технологию растет день ото дня, да и сама технология продолжает быстро совершенствоваться. Но есть нюанс: в нашей стране такого производства нет и в ближайшие несколько лет оно вряд ли появится. Помимо технологических барьеров (такое производство требует очень сложного и дорогостоящего оборудования и не менее дорогого и сложного в получении сырья), есть и рыночный: производство станет рентабельным и конкурентоспособным только при больших объемах. Иначе говоря, надо каким-то образом занять существенную долю на рынке, где уже идет агрессивная борьба за каждого потребителя между другими крупными и технологически продвинутыми кампаниями.

Пока российский бизнес не готов решать такого рода задачи и ученые из НГУ работают с иностранцами. Пробовали запустить совместный проект с партнерами из ЕС, но в прошлом году он, по известным причинам, был заморожен на неопределенный срок. Но Европой география, как известно, на исчерпывается. В настоящее время исследователи ищут новых партнеров, теперь уже в Азии, в частности, есть перспективные контакты с Сингапурским университетом.

Второе направление исследований – разработка материалов для криптографической защитной печати. Ученые получили химическое соединение, которое не содержит тяжелых металлов, но при этом обладает продолжительным послесвечением. Так можно шифровать информацию, защищать юридические документы и др.

Еще одно важное и очень перспективное направление работы лежит в области биосовместимой электроники. И что не менее важно, тут вероятность появления российского производства, основанного на технологиях, созданных исследователями НГУ намного выше.

«Мы занимаемся искусственными синапсами, которые могут имитировать работу нейронов на базе небольшого чипа. В перспективе, это позволит сделать искусственный интеллект не в виде программ, как он существует в настоящее время, а, как говорится, в «железе». И недавно мы сделали тип транзисторов, на котором смогли показать функции имитации работы синапса. Это наша стартовая точка», - заявил Евгений Мостович.

Несмотря на очевидную идею нейронных имплантатов, разработчики этой технологии считают, что медицина станет далеко не первой сферой, где она найдет применение. И этому есть вполне логичное объяснение: протоколы проверок новых медицинских технологий по понятным причинам очень сложные и включают испытания на долговременные последствия их применения. А значит, даже при быстром достижении какого-то результата в лаборатории до его появления в клинической практике пройдут многие годы, если не десятилетия.

Поэтому своих первых потенциальных партнеров разработчики намерены искать в других направлениях. «Мы рассчитываем, что наша технология в итоге позволит делать дешевые органические сенсоры, которые можно наносить тонкой пленкой на любую поверхность. Они могут быть чувствительны к самым разным параметрам, например, оценивать наличие и уровень определенных химических соединений в дыхании, ту же глюкозу, степень влажности, температуру и так далее», - подчеркнул он.

Такие сенсоры имеют очень широкий спектр возможного применения: от контрольных устройств в местах скопления людей до «умной упаковки» и агротехнологий (если нанести сенсор на ту же корову или растение в теплице, он может объективно отслеживать их состояние и биологические потребности).

Георгий Батухтин

Программа пресс-тура, естественно, не была ограничена одной локацией и в ближайшее время мы расскажем о том, что происходит за стенами других молодежных лабораторй университета