Smart Materials

Home
Russia
Rostov-on-Don
Smart Materials

The Smart Materials Research Institute
Computer nanodesign, chemical synthesis and spectral diagnostics of advanced "smart" nanomaterials

Starting as a small laboratory with only couple of personal computers in 2001, we have managed to build an International Research Center for Smart Materials, which covers several broad research fields, ranging from multiscale computer simulations to advanced synthesis and cutting-edge picodiagnostics techniques. In 2015, a team of five researchers and four PhD students won approximately US$ 8 million in grants and published articles in journals with a total impact factor of 130. We do believe that a synergy between the traditional Russian route for development of a research laboratory in the form of a “scientific school” and extensive international mobility for researchers lies at the heart of this success story.

05/03/2022

По другую сторону науки…🎭

🧘Мы в МИИ ИМ очень серьёзно относимся к своей работе, но не менее ответственно мы подходим и к выбору досуга. Этот месяц открыли театральной постановкой и интеллектуальным квизом!

🧠2 марта частью коллектива мы не просто побывали, а выиграли квиз «Угадайка обо всём». Обо всём – это не тематическая игра, в ней нам встретились вопросы из самых разных областей – про кино, музыку, политику, историю, моду, праздники и так далее. Было очень интересно!

🧐А 3 марта мы побывали в Ростовском драматическом театре на спектакле по чеховским «Трём сёстрам». Посещение прошло в рамках проекта Южного федерального университета «В театр с ректором». Также мы смогли попасть в музей театра и не остались без памятных фото атмосферы чеховских времён. Впечатления – незабываемые!

#Втеатрсректором #ЮФУ

02/03/2022

Машинное обучение помогает определить активные фазы рутения в новых катализаторах🤖

👆Об этом учёные МИИ ИМ рассказывают в своей новой работе, опубликованной в престижном издании The Journal of Physical Chemistry C. В исследовании описывается практический путь улучшения классического анализа отпечатков пальцев при помощи более сложных алгоритмов обработки данных.

🔬Для изучения локальной атомной структуры веществ широко применяется спектроскопия рентгеновского поглощения. Информацию о длине связей и координационные числа обычно получают из протяженной энергетической области спектра (EXAFS). Однако, например, для гомогенных катализаторов и других сильно разбавленных систем, качество данных зачастую не позволяет надежно измерять эту область. Околопороговую область спектра (XANES) измерить быстрее и проще, но её количественный анализ – это нетривиальная задача. В данной работе рассматриваются гомогенные катализаторы на основе рутения с низкой концентрацией активного вещества. Известно, что лиганды (атомы или частицы), окружающие атомы рутения, могут изменяться с Br (бром) на CO (монооксид углерода) в зависимости от условий реакции.

🦾Учёные заметили, что такие структурные изменения можно предсказывать на основе машинного обучения. Метод основан на дешифровке спектральных характеристик, которые меняются каждый раз, когда меняются связи вокруг рутения. После процедуры обучения алгоритм предсказывает тип связей вокруг рутения и длины этих связей. Качество предсказания было успешно продемонстрировано на серии образцов с высоким содержанием активного вещества, а также на теоретических данных

25/02/2022

Mega Science объединяет❤️‍🩹

🎓А мы продолжаем делиться впечатлениями наших исследователей от поездок на крупнейшие международные исследовательские установки.

🧑‍🔬🇩🇪В одну из своих многочисленных рабочих поездок Александр Гуда, наш молодой учёный и вместе с тем заместитель директора по научной работе, побывал в Германии на Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах (European XFEL). Это был один из самых первых экспериментов на только что построенном European XFEL.

🥇Кстати, Александр Гуда был удостоен права представлять всю российскую молодёжь и получил «билет» на проведение экспериментов. European XFEL - один из самых крупных объектов исследовательской инфраструктуры Mega Science в мире: его длина под землёй почти 3,5 километра! Вот что рассказал Александр о своём визите.

🌍«На эксперименте в Гамбурге у нас собралась по-настоящему международная команда. Двое химиков из Бремена, итальянец, китаец, голландец, немцы и русские. Каждый отвечал за свою область: приготовление образцов, настройка детекторов, запуск лазера, фокусировка рентгена. Были даже математики, чтобы практически на лету обрабатывать данные.

Однако, первый блин вышел комом, и мы уехали с пустыми руками. Зато со второго раза мы всё-таки смогли накачать светом молекулы для органических светодиодов и понять, как они функционируют! Потому что все мы работали как одна команда, не взирая на наши различия. В науке по-другому нельзя!»☮️🏳️

22/02/2022

Learning by doing или немного о магистратуре в МИИ ИМ🎓

🪆Каждый год к нам поступают талантливые ребята из разных вузов и стран для обучения по магистерской программе «Наноразмерная структура материалов». Одной из главных особенностей нашей магистратуры является постоянная актуализация практикумов и проектных работ. И все они напрямую связаны с научными исследованиями, которые проводятся учёными и изобретателями нашего института!

💉Например, одно из ключевых направлений исследований – разработка систем адресной доставки лекарств на основе наноразмерных МОК (металл-органические каркасные полимеры). Это очень масштабная работа, которая проходит в несколько этапов. Сейчас учёные разрабатывают способ отследить наночастицы в живом организме. Для этого можно применить флуоресцентную метку, которая среагирует на излучение и подсветит места скопления лекарства.

🧫🐭В ходе практических занятий наши студенты должны оценить, насколько эффективно получится «пришить» метку к МОК и когда она перестаёт вымываться. То есть определить зависимость интенсивности излучения от концентрации флуоресцентной метки в виде раствора в МОК. Помеченные таким образом наночастицы можно будет использовать для визуализации их распределения в мышах на завершающих стадиях исследования.

🙋Практическая работа проходит в исследовательских лабораториях под руководством к.ф-м.н, директора МИЦ «Интеллектуальные материалы» Михаила Солдатова. Сначала идёт теоретическая часть, которая проходит в режиме лекционного занятия. Михаил Александрович объясняет, как работать с программой и установкой, как ячейки можно использовать, а как не стоит, и какую информацию в итоге нужно получить. Студенты могут задавать вопросы, но также иногда получают наводящие вопросы в ответ.

🧑‍🔬Далее группа делится на несколько подгрупп, и ребята отправляются готовить образцы. После этого уже можно проводить измерения на ИК-спектрометре. Результаты этих измерений могут быть в дальнейшем консолидированы и применены в собственных проектных исследованиях.

Занятия ведутся на английском языке с редкими переходами на русский, ведь английское слово «cell», что значит ячейка, никак не может передать всей красоты слова кювета❤️❤️

18/02/2022

Сверло на 8 и системы микрофлюидики. Свинцовые кирпичи и машинное обучение. Что между ними общего?🪓🪚🧪

🧑‍🔬А это наша исследовательская группа тестирует микрофлюидные технологии на Курчатовском источнике синхротронного излучения. Мы провели эксперименты, чтобы через два года добиться желаемой цели – в максимально кратчайшие сроки и с использованием минимального количества реактивов получать функциональные материалы с заданными структурой и свойствами. Решили начать проводить реакции в микрочипах.

💡Развитие микрофлюидных технологий является одной из приоритетных задач для нашей команды, а синхротронное излучение позволяет проследить, как меняется структура материалов с течением времени и при различных условиях.

🧰Правда, иногда приходится сталкиваться с трудностями: Курчатовский синхротрон был спроектирован ещё во времена СССР и многие процессы, связанные с настройкой экспериментальных станций и управлением хода эксперимента, тут пока не автоматизированы. Поэтому иногда нам приходилось откладывать ноутбуки в сторону и из подручных средств мастерить недостающие для эксперимента компоненты (Знал бы Курчатов, чем мы тут занимаемся)🧐

🧑‍🤝‍🧑💪Но главное в любом эксперименте – это дружная команда, готовая к любым трудностям и активной работе 24/7. Вот, например, Богдан Проценко из аэропорта поехал сразу на синхротрон и за неделю так и не добрался до своей гостиницы… Наука поглотила😅

15/02/2022

Пицца под прикрытием🍕🥷

🔥🔥Продолжаем делиться короткими историями наших исследований на синхротронах! Сегодня своим рассказом поделится Алина Скорынина, аспирантка МИИ ИМ ЮФУ, которая проводила одни из первых своих экспериментов на синхротронах в далёкие допандемические времена…Эх, хорошие были времена!😭

🇩🇪«В 2018 году мы проводили эксперимент в Гамбурге на одном из самых больших в мире синхротроне – DESY.

🪖🩹Сначала нам провели инструктаж по технике безопасности, для закрепления полученной теории мы прошли тест…и только после этого нам выдали электронный пропуск, работающий лишь для нескольких дверей. Разрешили заходить только в химическую лабораторию, где мы подготавливали нанокатализаторы и непосредственно на станцию, где в ходе протекания каталитических реакций можно было измерить рентгеновские спектры.

Первой же ночью во время проведения экспериментов мы поняли, что не запаслись едой, и заказали пиццу. Через 20 минут доставщик был у нас. Прямо в лаборатории. Без какого-либо пропуска, инструктажей и тестов на технику безопасности»🙁

Остаётся надеяться, что доставщики пицц так и остались на хорошем счету в DESY – ничто так сглаживает тяжелую ночь экспериментов как вкусная пицца!🚴

10/02/2022

Новый кандидат наук в МИИ ИМ!🔥🔥🔥

🎓Поздравляем Полякова Владимира с успешной защитой учёной степени кандидата химических наук! Тема его диссертации: Влияние методики синтеза металл-органических координационных полимеров семейства ZIF на их сорбционные свойства и стабильность.

🥂Мы искренне радуемся за каждого в нашем коллективе, кто сделал этот непростой шаг, и желаем больших открытий, интересных задач и новых заслуг!

🧪🧫Пусть каждый новый синтезированный тобой МОФ будет твоим очередным «кулинарным» шедевром на «химической кухне» нашего института!

08/02/2022

Поздравляем с днём науки!🎊🎉💥

🇷🇺Сегодня, 8 февраля, мы отмечаем День российской науки. Кстати, в 2024 году со дня основания Академии наук исполняется ровно 300 лет! И хотя даже тогда этот день навряд ли станет официальным выходным, нам всегда приятно получать поздравления и быть причастными к большому и важному делу🙂

🚀📡Ведь нам есть чем гордиться: немало советских и российских учёных стали Нобелевскими лауреатами, наши соотечественники двигали научный прогресс во многих сферах человеческой деятельности, их именами названы физические законы, экономические модели и химические формулы. Сейчас мы активно двигаемся вперёд, развиваем и приумножаем накопленные знания.

🧪Наш коллектив поздравляет всех причастных и неравнодушных и желает никогда не останавливаться на достигнутых результатах и смотреть в будущее только с оптимизмом!🔥🔥🔥

04/02/2022

Измеряем отчёты линейкой!📏

📊Январь – время подвести итоги прошедшего года: сколько сделали, сколько делаем и сколько ещё нужно сделать… И это только по одному, но приоритетному для нас проекту в области разработки управляемой искусственным интеллектом роботизированной станции на источнике синхротронного излучения.

🧘А пока наша работа проходит экспертную оценку, мы набираемся сил и с уверенностью А.В. Солдатова, оптимизмом и юмором Арама Бугаева, необъятностью и многозадачностью Александра Гуды уверенно движемся к новым результатам!

При съёмках фото ни один учёный не пострадал🛌

01/02/2022

Как попасть в Барселону: делимся проверенным способом 🇪🇦🧳

🍝🐂Испания… что первым приходит на ум, когда говоришь об Испании? Не знаем как вам, а нам – синхротрон ALBA в Каталонии! Наш коллега – аспирант Олег Усольцев побывал в солнечной Барселоне в самый разгар пандемии, и вот его небольшой рассказ.

🛑«Лето 2021 года, пандемия, границы закрыты... Но я очень хотел попасть в Барселону, и единственный легальный способ это сделать – провести эксперимент на синхротроне ALBA. Поэтому город я увидел, к сожалению, всего один раз, зато в остальное время измерял спектры в подвальном помещении для жутко вонючих образцов…🤢

Это были органические растворители, в которых плавали комплексы палладия. Такие системы можно будет в будущем использовать для производства новых лекарственных препаратов – палладий в этих процессах выступает в качестве катализатора. Все местные сотрудники косо на меня смотрели, но терпели. Наверное, их пугали слова, которые я периодически произносил по-русски🧘

🍌🎸И действительно, оказывается в русском языке столько испанизмов: гитара, банан, анчоус и даже лимон!🍋🦑

28/01/2022

Наши учёные снова на обложке престижного научного журнала! Ну то есть, их работа, конечно!😅🔥🔥

🗞️В издании Nanomaterials новый рабочий год начался с научной статьи наших исследователей, в которой рассматривается метод ускорения разработки новых наноматериалов.

⛏️🪓Сейчас для производства наноматериалов используются так называемые автоматизированные химические лаборатории. Они способны работать по заданному алгоритму и накапливают производственный опыт. В дальнейшем его можно использовать для машинного обучения, однако полный переход на управление искусственным интеллектом – задача нетривиальная. Исследователи ЮФУ во главе с профессором Марией Бутаковой предлагают решение в своей работе.

🧮Они разработали новый подход, основанный на анализе больших массивов данных (bigdata) из области прикладной математики. Этот подход позволит создать адаптивную цифровую автоматизированную лабораторию, призванную обрабатывать накопленную информацию. Чтобы ускорить разработку новых наноматериалов, эту лабораторию необходимо правильно настроить и объединить все данные.

🙏🤯Уже запутались? Давайте попробуем проще!

🤖При автоматизированном производстве материалов робот не способен учесть весь предыдущий экспериментальный опыт в сжатые сроки. Для этого ему нужен своего рода отдельный модуль, занимающийся только обработкой информации и способный воспроизвести поведение реального экспериментатора-человека🧑‍🔬

Только в этом случае мы можем говорить именно об ускорении разработки уникальных наноматериалов с помощью искусственного интеллекта🦾

Address

Ulitsa Andreya Sladkova, 178/24
Rostov-on-Don
344090

Telephone

+78633051996

Website

http://nano.sfedu.ru/

Alerts

Be the first to know and let us send you an email when Smart Materials posts news and promotions. Your email address will not be used for any other purpose, and you can unsubscribe at any time.

Contact The School

Send a message to Smart Materials:

Want your school to be the top-listed School/college in Rostov-on-Don?