О науке, высшей школе, жизни учёных на Дальнем Востоке : Зелёная химия на службе создания новых материалов

Лауреаты конкурсов Президентской программы исследовательских проектов в 2017 году

Когда «всё под контролем»

Наталья Викторовна МАКАРЕНКО с исследовательским проектом «Полифункциональные материалы из возобновляемого сырья» стала лауреатом конкурса 2017 года на получение грантов Российского научного фонда по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учёными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учёными, в том числе молодыми учёными. Наталья – кандидат химических наук, работает в должности научного сотрудника в лаборатории химии редких металлов Института химии ДВО РАН.

Наталья Викторовна МАКАРЕНКО

Результаты научной-исследовательской работы Натальи Викторовны МАКАРЕНКО отражены в 41 работе, в том числе в 19 статьях, одном патенте РФ, шести материалах, пяти трудах конференций и десяти тезисах конференций.

Основные результаты научной деятельности были представлены в виде устных и стендовых докладов на научных мероприятиях: всероссийских и международных конференциях, семинарах и симпозиумах. Является руководителем восьми грантов ДВО РАН, РНФ, а также – исполнителем трёх грантов. Имеет грамоты за добросовестный труд Института химии ДВО РАН. Зачислена в кадровый резерв научных организаций, подведомственных ФАНО России, на должность директора (заведующего, начальника) структурного подразделения (института, центра, отделения), входящего в состав организации.

Наталья Макаренко в 2001 году поступила и в 2006-м с отличием (красным дипломом) окончила Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уссурийский государственный педагогический институт» по специальности «учитель биологии и химии». В 2006 году поступила в очную аспирантуру в Институт химии ДВО РАН в лабораторию химии редких металлов к доктору химических наук, профессору Людмиле Алексеевне Земнуховой. В 2009-м окончила аспирантуру. В 2011 году защитила кандидатскую диссертацию: «Фторокомплексные соединения сурьмы(III) c кислород- и азотсодержащими органическими лигандами: синтез, состав, строение свойства». В этом же году была присуждена учёная степень кандидата химических наук по специальности – неорганическая химия. В настоящее время работает в должности научного сотрудника в лаборатории химии редких металлов Института химии ДВО РАН и сегодня Наталья – наша собеседница.

– В науке я работаю десять лет, – рассказывает Наталья о своих научных интересах. – Осуществляю научно-исследовательскую деятельность по двум направлениям. Первое – разработка методов синтеза новых классов органических и неорганических координационных с непереходными р-элементами III и V групп периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, исследование их состава, свойств и строения с целью создания на их основе новых материалов с полезными физико-химическими и биологическими свойствами. Среди полученных мною и коллегами нашей лаборатории соединений обнаружены такие, которые претерпевают фазовые переходы в высокопроводящее состояние, и показана возможность их использования в процессах гидрометаллургии для извлечения чистой металлической сурьмы из фторидных растворов. В настоящее время ведутся работы в направлении поиска соединений, обладающих высокой ионной проводимостью.

Второе направление нацелено на применение методологии зелёной химии к созданию новых материалов на основе возобновляемого сырья. Данная область исследования носит не только фундаментальный, но и прикладной характер. В нашей лаборатории проведены систематические исследования перспективного сырья для химической промышленности – отходов производства риса, гречихи и подсолнечника из разных регионов России, Китая, Вьетнама, Южной Кореи, показавшие возможность получения из них полезных для практики веществ и материалов: аморфного кремнезёма, полисахаридов, липидов, фитиновой кислоты (инозитгексафосфорная кислота), пигментов, фурфурола, ксилита, целлюлозной массы, ингибиторов раковых клеток, коррозии стали, сорбентов и других. Я, в частности, занимаюсь получением фитиновой кислоты и её производных из отходов производства риса. Инозитгексафосфорная кислота является типичным продуктом растительного происхождения, но её состав и структура могут различаться от сырья и способа его переработки и является достаточно интересным объектом исследования.

– В каких областях могут быть использованы ваши исследования?

– Способность инозитгексафосфорной кислоты и её солей эффективно хелатировать катионы металлов обусловливает их применение в медицине. Данное свойство позволяет рассматривать их в качестве сорбента ионов тяжёлых металлов из водных растворов, а также и ингибиторов коррозии металлов и сплавов. Этот блок систематических исследований направлен на решение конкретных задач в рамках стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. Программа исследований в рамках проекта РНФ нацелена на применение методологии зелёной химии к созданию новых материалов на основе возобновляемого сырья, в частности, отходов многотоннажного рисового производства Дальнего Востока.

– Каковы основные направления деятельности лаборатории, в которой вы работаете?

– Наша лаборатория была организована в 1971 году и называлась лабораторией химии комплексных соединений. Целью исследований лаборатории в момент её организации являлась разработка методов получения новых классов фторидных и разнолигандных координационных соединений редких металлов IV–VI групп периодической системы химических элементов. С марта 2001 года, отметив свой 70-летний юбилей, доктор химических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации Рувен Лейзерович Давидович работает главным научным сотрудником, а лабораторию химии редких металлов возглавила доктор химических наук Людмила Алексеевна Земнухова, она задала ещё одно новое направление в лаборатории, которое до сих пор успешно развивается. Направление связано с разработкой и внедрением эффективных технологий комплексной переработки растительного сырья Дальнего Востока: отходов производства риса, овса, гречихи и подсолнечника. А также нацелено на разработку методов получения новых композиционных органических и неорганических материалов на основе диоксида кремния и комплексное исследование их физико-химических характеристик: морфологии, химического и фазового состава, оптических, сорбционных, магнитных и термических свойств.

– Наталья, расскажите о своих наставниках, научном руководителе.

– В первую очередь, хотелось бы сказать слова искренней благодарности своему научному руководителю – Земнуховой Людмиле Алексеевне. Начну с того, как я попала в Институт химии ДВО РАН. Я училась в Уссурийском государственном педагогическом институте, получая специальность – «учитель биологии и химии». Я выбрала этот вуз целенаправленно, так как после того, как у нас в 8 классе началась химии, то я твёрдо решила, что я буду учителем химии. Во время обучения в институте у меня возникла мечта – поступить в аспирантуру по химии, но я даже не думала, что она осуществится, так как аспирантуры по химии при педагогическом институте нет. Так вот, когда я заканчивала 5-й курс, наш институт посетила Людмила Алексеевна Земнухова, рассказала о научно-исследовательских работах, которые ведутся в Институте химии ДВО РАН. Предложила аспирантуру. Вот таким образом я оказалась здесь.

Людмила Алексеевна очень хороший, грамотный и талантливый руководитель. Если она берёт в аспирантуру человека, то она делает из него специалиста своего дела. Она всегда помогает молодёжи, поддерживает, направляет на правильные решения. Всех своих подопечных, включая меня, она отправляет на международные и всероссийские конференции, стажировки. Не знаю ни одного из её воспитанников, которые нигде не побывали и не представили свои доклады! Начиная с 2001 года, с того времени, как Людмила Алексеевна стала заведующей лабораторией, под её руководством защитили кандидатские диссертации восемь человек. Возраст её аспирантов и соискателей достаточно разный, но ко всем она может найти подход и поставить задачу так, что человек сам придет к её решению. Я очень благодарна Людмиле Алексеевне за большой труд и вклад в развитие меня как учёного. Я искренне рада, что попала именно в лабораторию химии редких металлов к Людмиле Алексеевне. Хочу выразить благодарность сотрудникам моей лаборатории за помощь и поддержку, а также всем сотрудникам нашего института, с которыми мне выпала честь сотрудничать.

На защите диссертации. Слева направо: сотрудница лаборатории к.х.н. Елена Викторовна Ковалёва, Н.В. Макаренко, научный руководитель – д.х.н., профессор Людмила Алексеевна Земнухова

– Какие исследования планируете на ближайшие годы?

– Планируется продолжение исследований по комплексной переработке возобновляемого растительного сырья. А именно, расширить области применения производных фитиновой кислоты, стандартизировать данный фосфорсодержащий продукт. Показать возможность её использования, как сорбента тяжёлых металлов и ингибитора коррозии. Таким образом, планируемые результаты позволят не только расширить теоретические знания в области строения природных фосфорорганических соединений, но и решить проблему комплексной переработки растительного сырья (на примере рисовых отходов).

Также планируется проведение работ по теме синтеза координационных соединений металлов III и V групп с заменимыми и незаменимыми аминокислотами. Синтез ряда комплексов р-элементов (In(III), Sb(III), Bi(III)) с аминокислотами позволит детально изучить и оптимизировать способы получения соединений такого класса. Анализ данных об их составе, строении, структурных характеристиках и физико-химических свойствах позволит получить информацию о взаимосвязи «состав-структура-свойства», что является фундаментальным постулатом в химии координационных соединений.

– Наталья, поддерживаете ли связи с учебными заведениями? И если – да, то в чём это сотрудничество проявляется?

– Здесь хотелось бы рассказать о моей педагогической деятельности. Так как по диплому специальность у меня – «учитель биологии и химии», то параллельно с научной деятельностью занимаюсь педагогической, которая мне очень нравится. Мой стаж преподавания – десять лет. Я – учитель первой категории, осуществляю педагогическую деятельность в школах и колледжах г. Владивостока.

С 2006-го по 2012 год Наталья МАКАРЕНКО – преподаватель биологии и химии Университетского комплекса «Гимназия-колледж» ДВФУ, г. Владивосток. С 2012-го по 2015-й – учитель первой категории химии муниципального автономного общеобразовательного учреждения «Лицей «Технический» г. Владивостока». С 2015-го по 2017 год – учитель первой категории химии муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа №48» г. Владивостока. В настоящее время – преподаватель химии в Нахимовском военно-морском училище г. Владивостока.

Совмещение работы преподавателя с работой в ведущем академическом институте химии на Дальнем Востоке (Институт химии ДВО РАН), а также наличие учёной степени в области химии позволяет, во-первых, проводить экскурсии учащихся в институте и осуществлять профориентационную работу. Это важно с той точки зрения, в частности, что высшие образовательные учреждения в области военной медицины имеют химию в качестве одного из профилирующих предметов. Во-вторых, переводить процесс обучения химии на иной, более высокий уровень за счёт привлечения наиболее одарённых в естественных науках учеников к исследовательской деятельности. В-третьих, осуществлять обучение химии на продвинутом уровне с вовлечением учащихся в олимпиадное движение, а также участие в исследовательской работе и презентации своих результатов на научных конференциях. Всё это способствует выявлению талантливой молодёжи и впоследствии, в конечном итоге, – подготовке молодых квалифицированных научных кадров.

На мой последний вопрос: играет ли случай заметную роль в жизни нашей героини, Наталья ответила: «В моей жизни первостепенен лозунг: «всё под контролем», я слабо верю в случай. Да и вообще, мне кажется, что удача и случай как-то не очень вяжутся с наукой. Считаю, что человек достигает чего-либо, ставя перед собой конкретную и хорошо обозначенную цель, добиваться которой нужно благородно и честно. А как можно жить без цели? Если у человека есть здоровые амбиции, то он всегда будет стремиться к тому, чтобы совершенствоваться в той или иной сфере, будь это наука, преподавание, творчество и так далее. И я такой человек».