Студенты университета стали лауреатами престижной стипендии IEEE

Дата публикации: 03.06.2015

28 мая стало известно, что магистранты кафедры фотоники и оптоинформатики одноименного факультета, сотрудники Лаборатории терагерцовой биомедицины в Международном институте фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО Алауди Денисултанов и Мария Боровкова стали лауреатами престижной стипендии профессиональной ассоциации ученых и исследователей Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Microwave Theory and Techniques Society. Ежегодно этот грант получают всего 8-10 человек со всего мира, а за всю историю существования этой стипендии (с 2001 года) ее были удостоены всего двое студентов из России.

– За какие достижения вы получили стипендию?

Мария: Это стипендия присуждается на осуществление научного проекта. Для участия в конкурсе на получение стипендии, помимо документов об успеваемости, CV и писем поддержки, необходимо было описать свой научный проект, включая все его уже осуществлённые и последующие этапы. Тема моего проекта – «Определение концентрации воды в биологических тканях с помощью импульсной терагерцовой спектроскопии». В описании проекта я представила математическую модель метода для определения концентрации воды по полученным в результате эксперимента данным, алгоритм написанных программ для обработки временных форм сигналов и для получения концентраций. Кроме того, я указала оборудование, которое мне необходимо для проведения последующих экспериментов. В качестве объекта эксперимента я использую листья с деревьев, и этому есть обоснование: уровень засухи на земле повышается, климат меняется, и необходимо понимать, как растения реагируют на различные стрессы. Это важно, потому что растения выделяют кислород, необходимый нам для жизни, однако в дальнейшем я планирую проводить эксперименты и для других биологических тканей, например, для кожи человека. Было доказано, что по уровню содержания воды в коже человека можно судить об аномалиях или болезнях.

Алауди: Идея моего проекта заключается в разработке генератора терагерцового излучения на основе графена. Учеными ранее было замечено, что графен благодаря своим уникальным свойствам способен генерировать терагерцовое излучение, и моя задача – экспериментально получить эту генерацию и усилить ее различными методами. В журнале Nature за 2012 год есть статья Константина Новоселова, лауреата Нобелевской премии и первополучателя графена, в которой он спрогнозировал, что терагерцовый лазер на основе графена будет коммерциализирован в 2030 году. Моя цель – как можно быстрее разработать и сконструировать этот тип терагерцовых лазеров. Эти лазеры смогут найти своё применение в совершенно различных областях науки, жизни и индустрии: в лабораторных экспериментах, охранных системах, биомедицине, спектроскопии и т.д.

Спустя год мы должны будем написать отчет о результатах работы, который будет опубликован на официальном сайте IEEE MTT Society.

– В чем инновационность ваших проектов?

Мария: Основная сложность в определении концентрации воды в биологических объектах или тканях состоит в том, что это крайне сложно произвести, не нарушая структуру объекта исследования. Именно для неразрушающих измерений используется терагерцовое излучение. Некоторые методы, использующие импульсную терагерцовую спектроскопию, уже существуют, однако они работают только на пропускание. А поскольку терагерцовое излучение очень сильно поглощается водой, то такие неразрушающие методы можно применять на очень тонких объектах и тканях. Я занимаюсь тем, что разрабатываю универсальный метод для определения концентрации воды с помощью терагерцового спектрометра, работающего на отражение. Это позволит снять значительное ограничение по толщине для исследуемого образца. Кроме того, таким образом можно определить концентрацию воды в приповерхностных слоях кожи человека, например, освещая ноготь  и получая отражение от двух границ раздела сред.

Алауди: Существует достаточное количество терагерцовых источников. Также есть квантово-каскадные лазеры, способные генерировать терагерцовое лазерное излучение. Однако квантово-каскадные лазеры имеют дискретные спектральные значения при перестройке. А в терагерцовом лазере, разработкой и конструированием которого я скоро займусь, будет возможность плавной перестройки.

– Как давно вы работаете над проектами?

Мария: Именно над этим проектом я работаю около года, начала на первом курсе магистратуры и продолжаю, а во время обучения по программе бакалавриата в Лаборатории фемтосекундной оптики я занималась моделированием терагерцовых источников на основе антенн. То есть это не первая моя работа, связанная с терагерцовым излучением.

Алауди: Я веду проект тоже около года, хотя графеном начал заниматься полтора года назад. За это время я изучил колоссальный объем литературы о свойствах графена и экспериментально исследовал его свойства на терагерцовом спектрометре в нашей лаборатории. Затем внезапно пришла мысль: «А почему бы не попробовать создать терагерцовый источник на основе графена?». И к этому делу я подошел очень тщательно.

– Были ли уже попытки получить гранты?

Мария: В нашей лаборатории такая политика: мы подаем заявки на многие университетские, российские и международные стипендии, участвуем в различных научных конкурсах. Это отчасти связано с тем, что мы состоим в OSC – студенческой оптической ячейке Университета ИТМО, организованной студентами нашей кафедры. Она объединяет в себе деятельность трех оптических международных организаций: Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE), Photonics Society of Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) и Optical Society of America (OSA). В данный момент я являюсь президентом подобщества IEEE EMBS, а Алауди – президентом OSA. В рамках деятельности OSC мы регулярно проводим мониторинг стипендий и грантов, рассказываем о них нашим активным членам и помогаем в подаче заявок на них.

Алауди: Подать заявку на эту стипендию предложил наш научный руководитель Михаил Ходзицкий. В свое время он тоже стал лауреатом стипендии IEEE MTTS. Но он на тот момент был аспирантом, а мы сейчас магистранты, поэтому являемся победителями в разных номинациях. Для меня это уже не первая международная научная стипендия. В прошлом году я выиграл стипендию SPIE Educational Scholarship 2014 от международного общества SPIE за потенциал в научной деятельности в области оптики и фотоники.

– Какие эмоции вы испытали, когда узнали, что стали лауреатами стипендии?

Мария: Я была очень рада, потому что надеялась только на удачу. Я получаю разные стипендии от Университета ИТМО, но впервые смогла добиться такого гранта международного уровня. Вообще, сообщество IEEE больше ориентировано на взрослых, состоявшихся ученых. В списке много подобных номинаций: «За двадцатилетний опыт в исследованиях», «За большой вклад в науку». А студенческие гранты – очень редкая вещь. Поэтому было вдвойне удивительно и приятно узнать, что мы выиграли.

Алауди: Хочется сказать большое спасибо нашим руководителям и OSC. Я считаю, что исключительно благодаря OSC мы вообще смогли найти этот грант и участвовать в конкурсе; мне кажется, что многие просто не подозревают о таких возможностях. И хорошо, что мы подготовили все документы. Их было много, и мы потратили много времени на заполнение заявлений, но в итоге все было не зря.

– Каковы ваши планы?

Мария: Планирую поехать учиться на год в Университет Рочестера (США) по программе двойного диплома. А после этого я бы хотела поступить в аспирантуру в нашей лаборатории, учиться дальше, возможно, написать кандидатскую диссертацию. Я бы хотела развивать это исследование и другие, потому что моя область – это терагерцовые технологии, и там очень много возможностей для научной деятельности.

Алауди: Я тоже собираюсь остаться в лаборатории, поступить в аспирантуру и поехать в Университет Рочестера на год, а по возвращении защитить диссертацию и в будущем стать руководителем лаборатории, потому что здесь есть все условия для развития науки.

Пресс-служба Университета ИТМО