Денис ОПРА: «Мой жизненный девиз – воля и честь»

Лауреаты конкурсов Президентской программы исследовательских проектов в 2017 году

Денис Павлович ОПРА

Руководитель группы химических источников тока отдела электрохимических систем и процессов модификации поверхности Института химии ДВО РАН, кандидат химических наук Денис ОПРА – лауреат 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. Название его исследовательского проекта: «Фундаментальные проблемы замещения ионов титана в структуре TiO2(бронза) катионами переходных металлов».

Денис Павлович Опра родился 31 декабря 1986 года. Окончил ИФИТ ДВГУ в 2009 году, получив специальность «физик». Учёная степень: кандидат химических наук по специальности 02.00.04 – физическая химия. Общий трудовой стаж в должности руководителя группы химических источников тока отдела электрохимических систем и процессов модификации поверхности Института химии ДВО РАН – восемь лет.

Отправная точка

Как рассказывает о себе Денис, вообще-то у него гуманитарный склад ума. Любимыми предметами в школе были история и английский язык. Причём по истории он был неоднократным участником районных олимпиад, а в одиннадцатом классе – победителем. Интерес к истории связан, прежде всего, с его учительницей – Ольгой Никитичной Пузыревской. Она могла рассказывать так ярко и красочно, что история буквально оживала перед глазами, и Денис видел всё, как будто смотрел кинохронику. Иногда, выполняя домашнее задание, удивлялся, как автор учебника мог так неинтересно написать, ведь Ольгу Никитичну, только что рассказавшую ту же тему, он слушал, не отрываясь, весь урок. К слову сказать, мама Дениса – Елена Владимировна Опра тоже – учитель истории. Во время его обучения в школе она ещё не преподавала, но с домашними практическими занятиями по истории Денис бед не знал: «Мама помогала мне по многим предметам. В частности, я очень плохо рисовал, и мама делала за меня домашние задания по предмету «рисование», так что в итоге я стал лучшим в классе по рисованию, хотя поначалу с трудом отличал изображённое красками от нарисованного карандашами. Именно благодаря поддержке родителей, я сумел выработать в себе трудолюбие, а с его помощью добился всего, что я теперь имею». Семья жила в частном доме, и мама постоянно приучала детей (нас трое братьев, я старший) трудиться то по дому, то в огороде, то во дворе. Папа Павел Леонидович, наоборот, всегда следовал принципу: если хочешь сделать хорошо, а не переделывать за «безрукими лопухами полдня», сделай это сам. Отец всегда был примером – никогда не сидел, сложа руки, всё время работал. Выходной означал просто смену места, где он трудился: с работы – в квартиру к бабушке, затем в дом к прабабушке и так далее. Все детство мальчик слышал от соседей, родственников, знакомых: «У твоего папы золотые руки». Он навсегда стал примером для Дениса, образцом настоящего мужчины и отца.

Главное в науке – заинтересовать

В учёбе всегда помогало то, что нашего героя никогда не подводила зрительная память. Выучить рассказ на английском языке, причём даже иногда не зная значения некоторых слов, было для него пустяком (хотя такое случалось редко, поскольку стоило посмотреть в словарь, и он легко и сразу запоминал значение слова). Английский язык как предмет Денису понравился не сразу, но преподаватель Наталья Васильева Голущенко смогла уже после нескольких занятий привить у него к иностранным языкам сильнейшую тягу. На занятие по английскому языку он всегда приносил большущий такой словарь! «У некоторых в классе тоже были словари, но маленькие – в них едва можно было «наскрести» значение половины необходимых слов для 8-9 классов, а уж в 10-11 классах эти словарики только как украшение проходили, – вспоминает Денис. – Вообще в этом было одно из моих отличий от большинства одноклассников – я всегда приносил все необходимые (и не только) учебники с собой на уроки, несмотря на их внушительный вес».

К естественным наукам особой тяги в школе не испытывал, но и трудностей у него никогда не было ни с химией, ни с физикой, ни с математикой. В своём потоке учащихся, а это три класса по 25 человек, он был вторым, в своём классе – первым по всем предметам, кроме физкультуры. С физкультурой как-то так сложилось: перелом обеих кистей рук со смещением, отстранение от занятий в 6 классе практически на половину учебного года и, как следствие, – отставание в игре в волейбол, баскетбол от одноклассников. А как у любого человека, если ты что-то делаешь хуже, чем другие, то оно нравится тебе всё меньше и меньше. В итоге, в 10-11 классах волейбол и баскетбол он уже терпеть не мог…

Помимо памяти в школе Дениса всегда выручало логическое мышление. Ему не обязательно было запоминать формулы, он их выводил. Денис вспоминает, как в конце 8 класса решил определиться: кем же ему все-таки быть в будущем? И, несмотря на тягу к иностранным языкам, (надо сказать, в ту пору он ещё и немецкий стал изучать по самоучителю дома), всё-таки выбрал физику: «К физике у меня интерес наследственный, моя бабушка по материнской линии – Нэля Николаевна Шкилева – учитель физики. Она стала со мной заниматься на каникулах в 8, 9, и 10 классах. Бабушка живёт в пос. Заводской, г. Артём, и когда после посещения она уезжала от нас, мы договаривались, что я должен был выучить до следующей встречи. Помню, как мы всё лето после 8-го, а затем после 9-го, и 10-го классов, когда все нормальные ученики забросили свои портфели подальше, по полтора-два часа в день решали задачи, обсуждали проблемы в физике».

Благодаря этим занятиям он смог в 2009 году поступить по конкурсу на бесплатное обучение в Институт физики и информационных технологий Дальневосточного государственного университета. В дальнейшем, во время обучения на четвёртом курсе кафедры ядерной физики университета, Денис выбрал для прохождения практики Институт химии ДВО РАН: «На меня сразу же произвёл неизгладимое впечатление коллектив лаборатории нестационарных поверхностных процессов, возглавляемый Сергеем Васильевичем Гнеденковым. Увлекли меня и научные интересы лаборатории, связанные с работами в области физической химии, в частности, защита металлов от коррозии, биомедицина и, конечно же, химические источники тока. Именно с последним направлением я и связал свою дальнейшую работу».

Пожелания? Трудиться, трудиться, трудиться!

В чём заключается победивший в конкурсе проект «Фундаментальные проблемы замещения ионов титана в структуре TiO2(бронза) катионами переходных металлов»? Рассказывает автор проекта Денис Опра.

– Индустрия электрохимических литиевых источников тока, занимающих особое место среди различных источников электрической энергии на сегодняшний день, развивается стремительными темпами. Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА), обладающие высокими эксплуатационными характеристиками, вносят существенный вклад в обеспечение электропитанием целого ряда высокотехнологичных устройств, как например, телефоны, ноутбуки, фотоаппараты, смартфоны, видеокамеры и пр. Вместе с тем, одним из ключевых недостатков современных ЛИА, препятствующим их масштабному применению в энергообеспечивающих узлах электроавтотранспорта, подводной робототехники, современных устройствах вооружения, оборудования космического и специального назначений, накопителей энергии для возобновляемых источников энергии и т.д., является недостаточная безопасность. При этом, проблема безопасности ЛИА слабо проявляет себя в области портативной техники (не более 20 случаев возгорания ЛИА ежегодно), использующей малогабаритные батареи. В то же время она является крайне актуальной для крупногабаритных установок, состоящих из существенно большего количества отдельных элементов – где взрыв хотя бы одного из них может привести к тяжёлым последствиям, экономическому ущербу, угрозе здоровью и жизни людей.

Таким образом, на сегодняшний день необходимым является создание ЛИА, обладающих не только высоким энергозапасом, надёжностью и длительностью автономного функционирования, но и отвечающих требованиям безопасности. 

Основной задачей проекта является кардинальное улучшение характеристик ЛИА, без которого на сегодняшний день невозможно их масштабное внедрение в сферах, требующих мощных и ёмких крупногабаритных батарей питания. Для достижения указанной цели необходима разработка способов получения новых анодных материалов, характеризующихся высокой ёмкостью, мощностью, стабильностью, нетоксичностью и безопасностью при эксплуатации. При этом использование в рамках данного проекта современных технологий синтеза оригинальных наноструктурированных материалов на основе TiO2 (бронза), передовых способов модификации синтезированных структур посредством их допирования катионами переходных металлов обеспечивает возможность достижения поставленной цели.

Помимо Дениса Опры в проекте задействован его коллега и товарищ Александр Александрович Соколов. Александр – аспирант ДВФУ и на данный момент завершает диссертационную работу. К слову сказать, задачи, поставленные в его кандидатской, тесно связаны с целями полученного гранта РНФ.

Коллектив группы химических источников тока ИХ ДВО РАН. Справа налево: руководитель группы кандидат химических наук Д.П. ОПРА, младший научный сотрудник аспирпрант А.А. СОКОЛОВ, научный сотрудник кандидат химических наук А.Б. ПОДГОРБУНСКИЙ

В ближайшие годы исследования Д. Опры будут, конечно же, связаны с выполнением задуманного в рамках гранта РНФ. Однако помимо этого коллектив отдела электрохимических систем и процессов модификации поверхности занимается и другими работами в области химических источников тока. Например, разработка способов получения наноструктур на основе соединений переходных металлов, перспективных для использования в качестве электродных материалов литий-ионных аккумуляторов. Синтез новых высокоэнергоёмких соединений на основе олова, церия и др.

Интересы в области ХИТ

Своё знакомство с областью химических источников тока (ХИТ) Д. Опра начал с первичных ХИТ или элементов одноразового действия, по-обывательски, – батарейками. Его диссертационная работа связана с фторуглеродными соединениями как перспективными катодными материалами для первичных ХИТ, прежде всего с точки зрения себестоимости.

– Стоит отметить, что данные работы велись при объединении коллективов и усилий нескольких лабораторий, – продолжает Денис. – С одной стороны, группа лаборатории фторидных материалов, возглавляемая знаковым для Института химии ДВО РАН человеком, старшим научным сотрудником, кандидатом химических наук Александром Константиновичем Цветниковым. С другой стороны, над проблемой работала группа лаборатории нестационарных поверхностных процессов, возглавляемая доктором химических наук, профессором (ныне уже членом-корреспондентом РАН) Сергеем Васильевичем Гнеденковым, в которую входил и я. Уже после успешной защиты своей диссертации под руководством Сергея Васильевича, я начал заниматься вторичными ХИТ, то есть перезаряжаемыми (аккумуляторами), и прежде всего, сосредоточил свои усилия в области получения безопасных электродных материалов на основе диоксида титана, способных к быстрой перезарядке (за минуты, а не часы).

В лаборатории. Осуществляется сборка ячеек литиевых химических источников тока в вакуумируемом перчаточном боксе Plas-Labs 890-NB (США)

Как пальцы одной руки

– Спектр научно-исследовательских работ, выполняемых коллективом нашего отдела электрохимических систем и процессов модификации поверхности Института химии достаточно широк, – рассказывает о своей работе и коллегах Денис Опра. – К ключевым направлениям следует отнести работы, связанные, во-первых, с получением покрытий различного назначения (от коррозионностойких до супергидрофобных и антиобледеневающих) на металлах и сплавах для нужд машиностроения, авиации и т.п. Также одной из важнейших является область, связанная с биосовместимыми имплантатами. Действительно получение биодеградируемых имплантатов, то есть таких, которые в условиях организма человека постепенно распадаются (скорость распада задаётся скоростью восстановления поврежденных тканей), при этом продукты распада выводятся естественным путём. Следует отметить, что последнее направление также поддержано грантом РНФ (№ 14-33-00009, руководитель – член-корреспондент РАН С.В. Гнеденков). К другим направлениям относятся суперионные проводники и, конечно же, химические источники тока, с которыми и связан мой проект РНФ (№ 17-73-10131, руководитель кандидат химических наук Д.П. Опра).

Вообще, несмотря на то, что каждый сотрудник в нашем отделе занимается своей индивидуальной темой, мы все очень дружны. Регулярно у нас проходят семинары, на которых мы заслушиваем доклады друг друга о том, что сделано и что планируется сделать. Задаем вопросы друг другу, общаемся. Мы всегда встречаем вместе праздники, отмечаем дни рождения. Во всем этом главная заслуга принадлежит, конечно же, нашему бессменному вожаку Сергею Васильевичу Гнеденкову. Именно его лидерские качества, огромный багаж знаний, ценностные и общечеловеческие принципы делают возможным работоспособность нашего коллектива при КПД близком к 100%. Наш коллектив – это единый организм и Сергей Васильевич – его сердце.

Не могу не сказать также о доценте, докторе химических наук Сергее Леонидовиче Синебрюхове – душе и совести нашего коллектива. Сергей Леонидович принял и продолжает принимать огромное участие в моем становлении как учёного. В научно-исследовательской деятельности Сергей Леонидович является одним из главных столпов нашего отдела, это человек огромного ума и богатого опыта, он способен глубоко погрузиться в несколько разных направлений одновременно. В обыденной жизни Сергей Леонидович – отзывчивый, душевно открытый человек, способный делать добро другим людям.

В планах

– В ближайшие годы мои исследования будут, конечно же, связаны с выполнением задуманного в рамках гранта РНФ. Однако помимо этого наш коллектив занимается и другими работами в области химических источников тока. Например, разработка способов получения наноструктур на основе соединений переходных металлов перспективных для использования в качестве электродных материалов литий-ионных аккумуляторов. Синтез новых высокоэнергоёмких соединений на основе олова, церия и др.

«Моя жизнь, моя радость, моё вдохновение…»

или

Накануне 31-летия

– Все мы ходим под Богом, и, соответственно, если понимать случай как нечто, не зависящее от нас, то все мы подвержены ему, – говорит Денис. – Однако я стараюсь всегда рассчитывать наперёд. И считаю, что зачастую это неплохо у меня получается. Не люблю сюрпризы в принципе, а также не люблю делать дела, что называется, с наскока. С другой стороны, случай привел меня в коллектив нашего отдела, случай свёл меня с женой, спутницей моей жизни. Как говорится, человек определяет, а Господь располагает.

Конечно же, для меня важно мнение, прежде всего, близких мне людей, членов моей семьи и коллектива.

Я женат, у меня растут двое чудесных мальчишек (Иван, четырёх лет и Степан, ему один год). Моя супруга Анна Лаврентьевна и мои дети – всё, что нужно для меня. Они моя жизнь, моя радость, моё вдохновение. Для меня главное в жизни – это семья, забота о тех, кто рядом.

Если говорить об увлечениях, любимых книгах, то среди авторов, произведения которых я читаю, есть классики (А. Дюма, Ф. Купер, Дж.Р.Р. Толкиен), и более современные творцы слова (М. Крайтон, Р.И. Говард, Д. Гэммел). Наверное, любимое произведение для меня – «Парк Юрского периода» М. Крайтона. (Ни в коем случае не путать с никудышным одноименным фильмом С. Спилберга. В этой книге автору удалось описать чисто фэнтазийную ситуацию весьма достойным современного уровня научным языком).

Что касается героев, то с детства я увлекался книгами о чести, храбрости и праведности. Поэтому считаю, что самое главное в жизни – держать слово. Также чего я с детства не терплю и не прощаю, так это наглой и неприкрытой лжи.

В последний день уходящего года Денису исполняется 31 год. Что бы он себе пожелал? «Мой девиз по жизни – воля и честь, сказал он. – Я стараюсь никогда не падать духом и находить выходы из любых передряг». Впереди – целая жизнь. С таким настроем всё сложится.

Фото Леонида МАКОГИНА и из личного архива Дениса ОПРЫ