Меня зовут Рустам Гумеров, я старший научный сотрудник лаборатории теории полимерных систем и «мягких» сред. Наша лаборатория под руководством профессора Игоря Ивановича Потемкина проводит исследования на базе кафедры физики полимеров и кристаллов. Мы занимаемся методами компьютерного моделирования, а также теоретическими методами для изучения полимерных систем и мягких сред.

«Мягкие» среды – это обобщающее название физических систем, общее свойство которых можно сформулировать следующим образом: приложение небольшого внешнего воздействия вызывает немалый отклик. В качестве примера таких систем можно привести гидрогели: они могут поглощать огромные объемы жидкости, тем самым изменяя свои размеры в несколько раз. Более того, зачастую гидрогели синтезируются из полимеров, чувствительных к изменению температуры. В таком случае объемы геля можно значительно менять за счет нагрева или охлаждения в пределах пары десятков градусов. К другим примерам мягкой среды можно также отнести коллоидные системы и системы поверхностно-активных веществ(ПАВ), например, эмульсии и пены.

Ваша лаборатория является теоретической или есть эксперименты?

По профилю наша лаборатория, в первую очередь, теоретическая. В то же время, мы непрерывно взаимодействуем с различными экспериментальными группами. Например, мы активно сотрудничаем с научными институтами Германии, где наши коллеги проводят синтез различных полимерных объектов с новой структурой и свойствами. Также мы работаем с другими лабораториями в рамках кафедры. Как следствие, значительная часть наших публикаций в научных журналах содержит результаты и моделирования, и эксперимента. 

Почему Вы решили заниматься наукой именно в этой области? 

У меня вся семья занималась научной деятельностью: дед – доктор технических наук, дядя – доктор физико-математических наук. Соответственно, они тоже хотели, чтобы я стал ученым. Правда, когда я учился на физфаке, заниматься наукой мне совсем не хотелось. На 2 курсе по совету одногруппника решил делать курсовую на кафедре физики полимеров и кристаллов: мол, кафедра простая, можно спокойно закончить. Однако оказалось, что, во-первых, кафедра далеко не простая, и учебная нагрузка немалая, а во-вторых, на кафедре активно занимаются наукой. Видимо, одногруппник имел устаревшие данные, потому что до 90-х кафедра называлась просто кафедрой физики кристаллов и она действительно была, так сказать, «спокойной»*. Сначала я пробовал себя в эксперименте, но мне быстро стало неинтересно, и я перешел в лабораторию И.И. Потемкина. Впоследствии, занимаясь научными задачами на старших курсах и далее в аспирантуре, я внезапно осознал, что «это мое». Немалую роль в этом сыграл тот факт, что параллельно с учебой я работал программистом, и эта работа казалась однообразной. Поездки на несколько зарубежных конференций также убедили меня в том, что мои результаты очень важны для экспериментаторов и что, занимаясь моделированием, можно объяснить достаточно большой круг явлений на нано- или микроуровне. В итоге, приняв осознанное решение, после защиты кандидатской остался в науке. И, надо сказать, не жалею.

* В советское время существовала кафедра физики кристаллов. В 1994 году заведующим кафедры стал профессор Алексей Ремович Хохлов. Он организовал полимерные лаборатории, пригласил талантливых ученых, и кафедра получила современное название. Полимеры могут кристаллизоваться, поэтому объединение исследований полимерных и кристаллических систем неслучайно.

Как проходит обучение на кафедре? Много ли студентов в вашей лаборатории?

Поскольку сотрудники кафедры занимаются не только преподаванием, но и наукой, то отношение к студентам, на мой взгляд, более гуманное, нежели чем на общих курсах. Однако ошибочно утверждать, что из этого следует «легкость» учебы. На 3 курсе ведется только один спецкурс по основам науки о полимерах. А вот уже на 4 курсе и дальше спецкурсов немало, и они очень разнообразные. Например, на кафедре есть обязательный курс «Молекулярные основы живых систем», который читается 2 семестра. На нем сотрудники по сути рассказывают про молекулярную биологию. Большинство людей думает, что полимеры – синтетические материалы, однако это не так. Белки и ферменты – это также полимеры, в основе которых лежат аминокислоты. С другой стороны, поскольку кафедра не только физики полимеров, но и кристаллов, также читается, например, курс о физических принципах нанотехнологий. Для старших студентов есть курс об органической электронике, что на данный момент является одним из популярных направлений в науке и технологии. То есть, как я уже сказал, набор спецкурсов широк, и до 4 курса включительно почти все они являются обязательными.

Если говорить про лабораторию, то на данный момент в ней работает больше 15 человек. Я являюсь научным руководителем двух студентов, профессор И.И. Потемкин курирует научную работу шести студентов. Коллектив дружный, и мы всегда готовы прийти друг другу на помощь.

Какие нужны начальные знания, чтобы начать работать в лаборатории?

Мы не требуем, чтобы студенты обладали особыми навыками, однако с точки зрения физики нужно хорошо понимать термодинамику и статистическую физику. Фактически, физика полимеров является логическим продолжением именно этих разделов физики.

В рамках наших исследований хотелось бы, чтобы студент обладал необходимым математическим аппаратом и, конечно, знания программирования также приветствуются, так как мы занимаемся моделированием полимерных систем. Кроме того, большинство литературы выходит на английском языке, поэтому в научном мире без знаний языка достаточно сложно.

Обязательно ли посещать лабораторию, если проводится в основном теоретическая работа?

Мы стараемся следовать мировым тенденциям в области полимерных систем и мягких сред. Раз в неделю в лаборатории проводится семинар, где каждый сотрудник, аспирант или студент рассказывает об исследованиях, опубликованных в научных журналах за последнее время. Вместе обсуждаем некоторые статьи, чтобы понять, как наши знания коррелируют с общемировыми, и быть на острие науки.

Мы не требуем обязательного посещения лаборатории, но необходимо выполнять поставленные задачи. Преимущество нашей лаборатории заключается в том, что работать можно из любой точки земного шара. Поскольку основным местом, где осуществляется моделирование, является суперкомпьютер, главное, чтобы под рукой был ноутбук с интернетом: скачать данные с суперкомпьютера, обработать их и подготовить презентацию. И, конечно, осознать полученные результаты, но это приходит со временем.

Могут ли в лабораторию прийти первокурсники? Найдутся ли для них подходящие задачи?

Да, совсем недавно к нам в лабораторию пришел заинтересованный студент-первокурсник. Сначала мы предложили ему литературу для базового изучения теории полимерных систем, где доходчиво объяснятся, что такое полимеры и какое место они имеют в нашей жизни. И после этого достаточно быстро мы можем давать ознакомительные задачи для моделирования. Конечно, мы понимаем, что на младших курсах студент не может все время уделять науке, потому что учеба на общих курсах действительно тяжелая. Но сейчас, сделав несколько задач, в случае поступления на кафедру он может с большей степенью самостоятельности ставить определенные задачи и моделировать их.

Мы всегда рады видеть студентов в нашей лаборатории, готовы помогать и отвечать на все интересующие вопросы. 

Чем можно заниматься после кафедры физики полимеров и кристаллов или конкретно вашей лаборатории?

Я закончил физфак в 2013 году. Треть нашей группы осталась в науке, а кто-то уже стал доцентом в американском университете. Также после выпуска люди идут работать в IT, финансовую и банковскую сферы. Если человек привык обучаться, то и в любой другой сфере он несомненно добьется успеха.

Некоторые выпускники физфака думают, зачем же они вообще потратили время на обучение здесь и все многочисленные курсы. Однако после двух-трех лет работы в другой сфере физфаковское образование «выстреливает». Человек понимает, что его научили обучаться, у него развитый кругозор, он сам по себе пытливый в плане получения новых знаний и желания разобраться в чем-то неизвестном. Именно это и отличает его от выпускников других вузов.

Кроме того, я рекомендую поработать вне науки, чтобы понять, что для вас действительно важно и чем хочется заниматься, также это научит вас дисциплине. 

С кем вы сотрудничаете в науке?

В рамках проекта Российского научного фонда (РНФ) мы сотрудничаем с институтом Лейбница интерактивных материалов (г. Ахен, Германия): компьютерное моделирование биоклея на основе полипептидов. Полипептиды — это биополимеры, которые состоят из аминокислотных остатков. После растворения в воде они могут вступать в физическое взаимодействие с другими молекулами. И, как следствие, хорошо склеиваться друг с другом, поэтому на их основе можно сделать биоклей. Сам эксперимент проводился в Германии и Китае, а мы осуществляли моделирование на микроуровне. Для чего это нужно? После операций (особенно внутриполостных) велика вероятность занесения инфекции через швы в организм. Так как полипептиды – это органические вещества, можно добиться быстрого заживления ран без риска воспаления от инородных объектов.

В рамках Московского университета мы сотрудничаем с кафедрой высокомолекулярных соединений Химического факультета. Там ставятся задачи с химической точки зрения, у нас же – с физической, но занимаемся мы примерно одним и тем же. В рамках другого проекта РНФ вместе с лабораторией кафедры ассоциирующих полимеров и коллоидных систем и институтом элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН мы занимаемся изучением систем на основе ПАВ и микрогелей. Последние представляют собой сетчатые частицы микрометровых размеров, которые сочетают в себе свойства полимеров и твердых коллоидов. Они могут находить применение как в адресной доставке лекарств, так и в качестве «умных» стабилизаторов эмульсий, что в частности имеет большую актуальность для нефтяной и нефтехимической промышленностей.

Про лабораторию теории полимерных систем и «мягких» сред рассказал кандидат технических наук, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры физики полимеров и кристаллов Гумеров Рустам Анрикович.

Команда Медиацентра факультета