Новые органические материалы и новые батареи: исследование аспиранта ЕГУ Микаела Чобаняна

«Հետազոտությանս թեման կարևոր է նրանով, որ աշխարհում արագորեն աճում է մարտկոցներով աշխատող սարքերի պահանջարկը։ Ներկայում լայնորեն կիրառվում են լիթիում-իոնային մարտկոցներ, սակայն դրանց հիմնական հումքը՝ լիթիումը, դարձել է բավական թանկ և սահմանափակ ռազմավարական ռեսուրս։ Բացի դրանից՝ լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն անվտանգության խնդիրներ (կարող են գերտաքանալ և բռնկվել), իսկ դրանց վերամշակման տեխնոլոգիաները դեռևս լիարժեք զարգացած չեն»,- ասում է հետազոտողը՝ խոսելով գիտական աշխատանքի արդիականության մասին։

Ըստ նրա՝ նատրիում-իոնային մարտկոցները հնարավորություն են տալիս հաղթահարելու այս խնդիրները, քանի որ նատրիումը հասանելի և էժան տարր է։ Միևնույն ժամանակ, նատրիումի իոնային մեծ շառավիղը սահմանափակում է այն նյութերի շրջանակը, որոնք կարող են արդյունավետորեն կիրառվել նման համակարգերում։

«Լիթիումի դեպքում լավ աշխատող շատ կառուցվածքներ դառնում են ոչ կայուն կամ ոչ արդյունավետ նատրիումի դեպքում։ Հենց այս մարտահրավերներն էլ ձևավորում են հետազոտության արդիականությունն ու հիմնական նպատակները»,- հավելում է Միքայելը։

Հետազոտության ընթացքը, արդյունքները և գործնական կիրառելիությունը

- Միքայե՛լ, ինչո՞վ են օրգանական պինդ մարմիններն արդյունավետ մարտկոցային տեխնոլոգիաների համար։

- Շատ նյութեր հաջողությամբ կիրառվում են լիթիում-իոնային մարտկոցներում, սակայն նատրիումայինի դեպքում կիրառելի չեն, ուստի անհրաժեշտ է գտնել կամ նախագծել այնպիսի նոր նյութեր, որոնք կհամապատասխանեն նատրիում-իոնային համակարգերի պահանջներին։ Օրգանական նյութերը նման են «աղյուսների», որոնցով կարելի է կառուցել բյուրեղային տարբեր համակարգեր՝ ապահովելով օպտիմալ պայմաններ նատրիումի փոխադրության, կայունության և էներգետիկ ցուցանիշների համար։

- Ի՞նչ նորարարական արժեք կունենա Ձեր հետազոտական աշխատանքը։

- Հետազոտության ընթացքում կփորձենք մշակել մեթոդ, որը հնարավորություն կտա արագ և բարձր ճշգրտությամբ գնահատելու, թե արդյո՞ք տվյալ օրգանական նյութը բավարար կայունություն ունի մարտկոցում կիրառվելու համար։

- Հետազոտության շրջանակում համագործակցո՞ւմ եք օտարերկրյա գործընկերների հետ։ Այժմ ի՞նչ փուլում են ուսումնասիրությունները։

- Իհա՛րկե, մենք ակտիվ համագործակցում ենք արտասահմանյան գործընկերների, մասնավորապես պրոֆեսոր Մոյսես Արաուխոյի հետ, որը ղեկավարում է Կարլստադի համալսարանի հաշվարկային նյութագիտության լաբորատորիան և համարվում է ոլորտի առաջատար մասնագետներից մեկը։ Ինչ վերաբերում է հետազոտությանը՝ այն գտնվում է ակտիվ փուլում։ Արդեն ունենք մի շարք հետաքրքիր արդյունքներ, որոնք մոտ ապագայում նախատեսում ենք հրապարակել գիտական հոդվածի տեսքով։

- Միքայե՛լ, ապագայում որքանո՞վ կիրառելի կլինեն նախագծի գիտական արդյունքները։ Այս հետազոտությունը ի՞նչ նոր հնարավորություններ կստեղծի ոլորտի զարգացման համար։

- Ստացված արդյունքները կարող են հիմք դառնալ օրգանական կաթոդային նոր նյութերի նախագծման համար։ Եթե մեր մոտեցումը հաստատի իր արդյունավետությունը, հնարավոր կլինի զգալիորեն արագացնել նոր նյութերի հայտնաբերման գործընթացը՝ նվազեցնելով փորձարարական երկարատև և թանկ աշխատանքների անհրաժեշտությունը։ Սա ճանապարհ կբացի դեպի անվտանգ, էժան և լայնորեն կիրառելի նատրիում-իոնային մարտկոցների ստեղծում։

- Ի՞նչ վերջնարդյունք եք ակնկալում ստանալ հետազոտության ավարտին։

- Հետազոտության ավարտին կստանանք մեթոդաբանություն, որը հնարավորություն կտա կանխատեսելու օրգանական կաթոդային նյութերի կառուցվածքային կայունությունն ու նատրիումի փոխադրումը։ Բացի դրանից՝ ակնկալում ենք ներկայացնել մի քանի խոստումնալից նոր նյութեր, որոնք կարող են դառնալ փորձարարական հետագա ուսումնասիրությունների հիմք։

- Արդյո՞ք Ձեր հետազոտության արդյունքները կունենան կոմերցիոն ներուժ։

- Այո՛, հատկապես եթե մշակված մեթոդը հնարավորություն տա արագ ուսումնասիրելու մեծ քանակությամբ օրգանական միացություններ։ Սա կարող է հետաքրքրել մարտկոցային տեխնոլոգիաներով զբաղվող արդյունաբերական խմբերին, քանի որ կկրճատի նոր նյութերի որոնման ժամանակը և արժեքը։

- Ըստ Ձեզ՝ ի՞նչ դերակատարում ունեն այսօրինակ աջակցության ծրագրերը երիտասարդ գիտնականների համար։

- Նման ծրագրերը չափազանց կարևոր են երիտասարդ գիտնականների համար, քանի որ հնարավորություն են տալիս իրենց ժամանակը ամբողջությամբ կենտրոնացնելու հետազոտության վրա։ Բացի դրանից՝ այսպիսի ծրագրերը՝ սկսած դիմելու գործընթացից մինչև ծրագրի իրականացումը, երիտասարդ գիտնականների շրջանում ձևավորում են կարևոր հմտություններ, ինչպիսիք են հետազոտության պլանավորումը, ֆինանսական միջոցների կառավարումը և գործընթացների կազմակերպումը։

Միքայելը նշում է, որ նյութագիտությունը միջգիտակարգային ոլորտ է՝ պահանջող գիտելիքներ և հմտություններ ինչպես ֆիզիկայից, այնպես էլ քիմիայից ու հարակից բնագավառներից։ Իր մասնագիտական ճանապարհը նա սկսել է «Քիմիա» բակալավրի կրթական ծրագրից, ապա շարունակել «Նյութագիտություն» մագիստրոսական ծրագրում, իսկ հետազոտական գործունեությունը աստիճանաբար նրան ուղղորդել է դեպի ֆիզիկայի ոլորտ՝ ամբողջացնելով և խորացնելով ստացած գիտելիքները։

«Ինձ ամենաշատը գրավում է ոլորտի ընձեռած հնարավորությունների բազմազանությունը․ նյութագիտությունը դեռ «երիտասարդ» գիտություն է, և կան բազմաթիվ հիմնահարցեր, որոնց պատասխանները դեռևս բացակայում են»,- նշում է ԵՊՀ հետազոտողը և հավելում, որ նոր գաղափարներն առաջանում են ոլորտի նորություններին հետևելու, աշխարհի տարբեր երկրներում աշխատող գործընկերների աշխատանքներին ծանոթանալու և թիմում ակտիվ քննարկումների արդյունքում։ Նրա համար ոգեշնչման հիմնական աղբյուր են ստացվող արդյունքները և շարունակաբար գիտական նոր խնդիրներ լուծելու գործընթացը։

Այն հարցին, թե ինչպես է հաղթահարում հետազոտական աշխատանքի ընթացքում առաջացած դժվարությունները, Միքայելը պատասխանում է, որ խնդիրները հիմնականում կապված են սահմանափակ հաշվարկային ռեսուրսների հետ։ Ըստ նրա՝ իրավիճակը գնալով բարելավվում է․ դրան կնպաստի նաև ԵՊՀ-ում գործարկվող նոր գերհամակարգիչը, որը զգալիորեն կհեշտացնի աշխատանքը։

Ամփոփելով խոսքը՝ Միքայելը նշում է, որ իր գլխավոր նպատակը հետազոտությունը հաջողությամբ ավարտելն ու գիտական աստիճան ստանալն է, իսկ հետագայում կշարունակի զբաղվել նորարարական և բարձրարժեք գիտական ուսումնասիրություններով՝ նպաստելով ոլորտի կայուն և շարունակական զարգացմանը։