Институт ПМТ: от наноматериалов до защиты экосферы

Синтез и исследования новых материалов для технологий микро- и наноэлектроники фотоники, альтернативной энергетики, сенсорики, медицины и космоса, разработки в области техносферной безопасности и систем обеспечения микроклимата чистых производственных помещений для производства микро- и радиоэлектроники — все это, и не только, вектора подготовки специалистов и тематика научных исследований Института перспективных материалов и технологий (ПМТ) МИЭТ.

Институт основан в 2017 году на базе трех кафедр МИЭТ: кафедры материалов функциональной электроники, кафедры промышленной экологии, кафедры общей и физической химии, а также научных подразделений при этих кафедрах. Руководит Институтом ПМТ д.т.н., профессор Сергей Гаврилов — ученый в области технологии наноматериалов, автор свыше 200 научных и учебно-методических трудов и нескольких изобретений, с 2008 года проректор по научной работе МИЭТ.

Институт ведет свою группу ВКонтакте, публикуя популярные материалы для абитуриентов и анонсы открытых мероприятий, последние новости о научных разработках и учебном процессе. Абитуриентов регулярно приглашают на экскурсии по лабораториям института, где можно задать любые вопросы ученым и преподавателям. Запись на экскурсии по телефону: +7 (499) 710-14-98.

Направления обучения бакалавриата в Институте ПМТ:

• 22.03.01 «Материаловедение и технология материалов» — 25 бюджетных мест, проходные баллы последних лет 162-192, для поступления нужно сдать экзамены по математике, русскому языку, физике/химии/информатике

• 28.03.03 «Наноматериалы» — 25 мест, проходные баллы 165-175, предметы для поступления — математика, русский язык, физика/химия

• 20.03.01 «Техносферная безопасность» — 25 мест, проходные баллы последних лет 147-189, предметы для поступления — математика, русский язык, физика/химия/информатика

«Обучающиеся по этим направления — это команда специалистов, которые могут обеспечить производство материалов и структур для электроники, — поясняет заместитель директора института ПМТ по образовательной деятельности Анастасия Железнякова. — Материаловеды и наноматериаловеды обязательно будут изучать технологии формирования электронной компонентной базы, материалы из которых они состоят. Они научатся разрабатывать технологии для создания полупроводниковых и не только структур. Обучение будет отличаться на последних курсах: по “Материаловедению и технологии материалов” будет углубление в технологии особо чистых материалов, вспомогательных материалов, студенты направления “Наноматериалы” получат углубленные знания об особенностях синтеза, исследования и применения наноструктур. А студенты направления “Техносферная безопасность” — это специалисты, которые способны защитить наши материалы и устройства от воздействия окружающей среды, ведь когда на площади одной пылинки можно разместить тысячи функциональных элементов, становится жизненно необходимо полностью исключить появление этих пылинок в производственном помещении. А еще надо обязательно защитить окружающую среду от отходов и продуктов нашего производства — и это вторая очень важная сторона работы специалистов по техносферной безопасности”.

Направление «Материаловедение и технология материалов» — это сильное фундаментальное и практикоориентированное образование в области технологии создания и контроля параметров материалов. Специалисты такого профиля востребованы всех высокотехнологичных областях промышленности. МИЭТ профилирует их подготовку в области электроники — с углубленным изучением особенностей создания и исследования необходимых для этой отрасли новых материалов самого высокого качества и чистоты и новейших технологий их получения.

Предприятиям микроэлектроники, которые сегодня активно строятся и расширяются в России, нужны высококвалифицированные исследователи, технологи, системные инженеры – именно они займутся оптимизацией технологий получения материалов и структур для создания электронных устройств, будут внедрять новые материалы в производственный процесс. На направлении «Материаловедение и технологии материалов» студенты учатся моделировать физические и химические процессы, прогнозировать химические превращения и свойства получаемых материалов, планировать технологические процессы, анализировать данные с различных стадий производства, разрабатывать и внедрять в производство новые технологии.

Выпускник Института ПМТ по этому направлению — это инженер-технолог (микроэлектроника, радиотехника, фотоника), химик-технолог, гальваник, разработчик технологических процессов.

«Также ребята трудоустраиваются как метрологи и материаловеды в различных областях, потому что без электронных компонентов сейчас редко обходится любая аппаратура. Можно специализироваться и в области разработки технологического оборудования, постановки технологических линий и производств, исследований в сфере наук о материалах электроники, энергетики и т.д.», — перечисляет заместитель директора института ПМТ по образовательной деятельности Анастасия Железнякова. — Более 90% выпускников трудоустраиваются по специальности или продолжают обучение в магистратуре и аспирантуре института. В текущих условиях специалисты в области материалов и технологий микро- и наноэлектроники жизненно необходимы для обеспечения производства отечественных электронных устройств. Работодатели отбирают ребят на практику и трудоустройство уже на втором – третьем курсе. Некоторые предприятия принимают участие в реализации дисциплин первого курса, чтобы заинтересовать ребят. Например, в этом году более 50% студентов нашли себе место практики у партнёров, и большая часть из них уже трудоустроены на этих предприятиях, еще до начала практики».

Среди партнеров Института ПМТ по этому направлению — ГК Роскосмос, зеленоградские предприятия НПК Технологический центр, СТВ-Телеком, Эпиэл, Элма-Малахит, Резонит.

На основе запросов партнёров и потребностей отрасли преподаватели и ученые института разрабатывают специальные модули для актуализации программ обучения студентов, в том числе в области разработки технологий получения особо чистых материалов, так необходимых для производства электроники.

«Наноматериалы» — направление, где студенты учатся создавать наноматериалы, исследовать их свойства, а также разрабатывать устройства на их основе, специализируясь на наноматериалах для электроники и сенсорики. Все это сегодня активно внедряется в современную жизнь: появляются новые носимые электронные устройства, самоочищающиеся покрытия, энергоемкие безопасные аккумуляторы, композиты и «умные материалы», другие инновационные продукты.

Во время учебы можно выбрать траекторию обучения и практики: физика или химия, производство или научные разработки, или их комбинации. Акцент делается на практическое применение наноматериалов и нанотехнологий.

Выпускники этого направления — специалисты, способные обеспечить внедрение нанообъектов в технологические процессы практически в любой сфере деятельности.

«Наноматериалы по своим физическим свойствам существенно отличаются от объемных материалов, — рассказывает Анастасия Железнякова. — Изменяются так называемые “табличные данные”, и понять как они изменяются, какую выгоду при формировании функциональных структур можно получить и предложить вариант использования — вот основная задача наших специалистов. Для этого нужно изучать и технологии формирования, и сами материалы, методы исследования как объемных, так и наноматериалов, особенности наносостояния и методов синтеза таких материалов. Спектр наноматериалов широк — это и наноточки, и нанослои металлов, гетероструктуры полупроводников, пористые оксиды, пористые и нанотрубчатые полупроводники с удивительными свойствами. А спектр применения их еще более велик — медицинская диагностика, альтернативная энергетика, сенсорные системы, очистка и обеззараживание поверхности и многие другие области. Конечно, если объектом внедрения наноматериалов станет не электроника, придется потратить время и внимание специалистов конкретной области, чтобы разобраться в особенностях технологических процессов, но наши выпускники будут знать главное — как работать именно с наноматериалами и смогут в тесном сотрудничестве с коллегами обеспечить эффективное их внедрение и использование».

Направление «Техносферная безопасность» дает знания в сфере инженерной защиты окружающей среды и экологической безопасности технологий и материалов, начиная с их создания и заканчивая утилизацией. Кроме того, одной из основных задач выпускников этого направления является снижение негативного воздействия техногенных объектов на природную среду и здоровье людей. Учебники, разработанные по этому направлению учеными и педагогами МИЭТ, широко используются в разных вузах, постоянно переиздаются и отмечены национальной премией «Выбор вузов России». А современная лаборатория «Техносферной безопасности» позволяет студентам познакомиться с различными техногенными объектами и их влиянием на природу и людей, научиться разрабатывать методики защиты и предотвращения этого воздействия.

Выпускники этого направления работают инспекторами Госэконадзора, специалистами по экологическому / производственному мониторингу, инженерами-технологами по водоподготовке, экологами, инженерами-экологами и инженерами по охране окружающей среды, специалистами по охране труда.

Познакомиться с отдельными аспектами этой профессиональной деятельности можно уже во время учебы, участвуя в различных экологических мероприятиях, которые организует Экологическое движение МИЭТ. Оно было создано студентами направления «Техносферная безопасность» в рамках волонтерского движения университета.

Студенты Института ПМТ, обучаясь на любом из направлений, вовлечены в науку — они имеют возможность не только знакомиться с новейшими разработками в рамках учебных курсов, но и принять участие в современных разработках. Практические задачи, в том числе имеющие отношение к реальному производству и к научным исследованиям, проводимым в институте, становятся заданиями для лабораторных работ и темами студенческих курсовых проектов. А типы и варианты заданий учебных дисциплин на старших курсах построены таким образом, чтоб максимально связать широкий спектр тематик практик студентов и изучаемые дисциплины.

«Наши студенты принимают участие в конкурсах и выставках, в том числе занимая призовые места и получая дополнительное финансирование на развитие своих идей, — отмечает Анастасия Железнякова. — В частности, ребята регулярно участвуют в региональном конкурсе «УМНИК» Фонда содействия инновациям и получают гранты. И не останавливаются на достигнутом, развивая свой успех и свои идеи».

В 2024 году МИЭТ в рамках реализации Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» впервые провел конкурс «Молодой исследователь», по результатам которого были поддержаны шесть проектов студентов — из них три проекта реализуются на базе лабораторий Института ПМТ аспирантами и студентами института.

Научные исследования и разработки — одна из популярных траекторий развития для выпускников бакалавриата Института ПМТ: поступление в магистратуру, аспирантуру, защита диссертации и участие в научно-исследовательских проектах, которые реализуются в институте по широкому спектру направлений. Среди них — создание энергоемких гибких литий-ионных аккумуляторов, энергонезависимых устройств оптической и электрической фазовой памяти нового поколения, автономных термоэлектрических источников питания. Десятки исследований в Институте ПМТ выполнены при грантовой поддержке Российского научного фонда (РНФ) и Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), на гранты Президента РФ для молодых ученых, в рамках федеральных целевых программ, через которые финансируются приоритетные направления развития науки и технологий в России.

Свои достижения и разработки студенты и аспиранты института ПМТ представляют на различных выставках и конференциях. Они были удостоены золотой медали в 2024 году и серебряной медали в 2023 году на Московском международном Салоне «Архимед». На Международной выставке АГРОС-2024 были представлены разработки для реализации плазмонных сенсоров в сфере контроля качества в пищевой и сельскохозяйственной промышленности.

Институт ПМТ активно взаимодействует с индустриальными партнерами — и в образовательной, и в научно-исследовательской деятельности. За последние несколько лет на базе института совместно с индустриальными партнерами созданы три молодёжные научно-исследовательские лаборатории в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Первая лаборатория — «Материалы и устройства активной фотоники» — была образована в 2022 году, а в 2024 году появились лаборатории «Фотонная сенсорика и плазмонные материалы» и «Термоэлектрические материалы и системы». Все они поддерживают тесную связь с профильными предприятиями для реализации задач, которые необходимы индустриальным партнерам. Коллективы лабораторий активно сотрудничают как с академическими партнерами — НИТУ МИСИС, Курчатовским институтом, ИФТТ РАН, Сеченовский университет, ИНМЭ РАН, МФТИ, МГУ, Хакасский государственный университет, БГУИР, ИОНХ РАН, УлГТУ, ДВФУ, — так и с производственными предприятиями: НПК Технологический центр, SOL instruments, ООО «Фотон-Био», ICAPPIC (ООО «ИКАППИК»), ООО «САВТЭК», «Лазеры и аппаратура», АО «НПП «ЭСТО», ООО «Термоинтех», ООО «АДВ-Инжиниринг» и др.

В декабре 2023 года руководитель молодежной научно-исследовательской лаборатории «Материалы и устройства активной фотоники» Института ПМТ Пётр Лазаренко представил научные достижения молодежных лабораторий МИЭТ на Международной выставке-форуме «Россия» на ВДНХ. Стенд университета был включён в интерактивную экспозицию Минобрнауки России «Десятилетие науки и технологий».

А в этом году коллектив лаборатории при поддержке программы развития «Приоритет – 2030» стал инициатором проведения в МИЭТ Международной конференции «Функциональные халькогениды: физика, технология и применение» (FunChaPTA-1), в которой приняли участие более 100 ученых из 7 стран. Самой важной особенностью этой конференции, которая была отмечена всеми ее участниками, стало активное участие в ней не только представителей академического сообщества, но и ведущих предприятий-производителей материалов, технологического оборудования, электронных компонентов и устройств.