Структура


Информация по публикациям

Полезные материалы ОРПА
СКАЧАТЬ


За личной консультацией сотрудники ИШНКБ могут обратиться в
Организационный отдел к Долгих Антонине, 18 корп. ТПУ, каб. 202,
вн. тел. 2740

Молодёжная наука

Томский политехнический университет представляет широкие возможности талантливым студентам получать дополнительные повышенные стипендии за свои научные достижения.

Вся актуальная информация по новым конкурсам публикуется на сайте Фламинго: http://flamingo.tpu.ru/


За личной консультацией студенты ИШНКБ могут обратиться в
Организационный отдел к Лежниной Инне Алексеевне, 18 корп. ТПУ, каб. 202,
вн. тел. 2762

Цитируемые учёные

Тарасенко Виктор Федотович
доктор физико-математических наук
h-index: 35
Тарасенко Виктор Федотович – доктор физико-математических наук, профессор кафедры промышленной и медицинской электроники Томского политехнического университета, заведующий лабораторией оптических излучений института сильноточной электроники ТНЦ СО РАН, специалист в области газовых лазеров, источников спонтанного излучения и диффузных газовых разрядов.


Учайкин Сергей Викторович
доктор физико-математических наук
h-index: 17
Учайкин Сергей Викторович - доктор физико-математических наук, доцент кафедры точного приборостроения Института неразрушающего контроля Томского политехнического университета. Научные интересы - физика низких температур, криоэлектроника, физика сверхпроводников, криогенные детекторы.


Вавилов Владимир Платонович
доктор технических наук
h-index: 17
Вавилов Владимир Платонович (р. 9 июля 1949г., г. Новосибирск) – доктор технических наук, профессор. В 1966г. окончил среднюю школу № 9 г. Томска с золотой медалью, в 1972г. – физико-технический факультет ТПИ с отличием. Защитил кандидатскую диссертацию по спецтеме в 1975г. в ТПИ по спец. «Методы контроля в машиностроении», докторскую диссертацию по теме «Активный тепловой контроль многослойных изделий» - в 1986г. в Московском ЦНИИ технологии машиностроения по той же специальности.


Сфарра Стефано
PhD
h-index: 15
В настоящее время – исследователь по системе пост-док Университета Аквилы, Италия. В 1998 г. окончил Техническую школу г. Аквилы, Италия, с получением диплома о высшем образовании. Степень доктора по исследованиям в области машиностроения, энергетики и управления получил в 2011 г. от Университета Аквилы, Италия.

Научные мероприятия
Лучшие публикации сотрудников

1. Wang Z. (h-индекс: 23), Игорь Минин, старший научный сотрудник Отделения электронной инженерии ИШНКБ и др.
Журнал: Annalen der Physik (IF 3,039; Q1)
Статья: Эффект аподизации цилиндрической частицы-линзы с увеличенной интенсивностью в фокусе (Intensity‐Enhanced Apodization Effect on an Axially Illuminated Circular‐Column Particle‐Lens)
(ссылка)

В исследовании впервые показано, что локализовать электромагнитное поле в теневой области частицы до субдифракционного размера можно с помощью диэлектрических цилиндрических мезоразмерных частиц-линз, освещаемых с торца. «С точки зрения геометрической оптики это невозможно. Более того, при амплитудной аподизации освещаемой стороны (торца) частицы происходит не только улучшение разрешения, как при классической аподизации линз, но и усиление интенсивности поля в области фокуса, что невозможно в классической аподизации линз или сферических частиц (там интенсивность поля падает, а не возрастает при увеличении разрешения). Это позволяет существенно расширить принцип построения оптических наноскопов и области применения частиц в задачах субдифракционной локализации поля, где применение сферических частиц по каким-то причинам, включая технологические, невозможно», — уточняют авторы. Экспериментальное подтверждение обнаруженного эффекта аномальной аподизации будет опубликовано в другой статье (уже принята в печать).

2. Ирина Болотина, доцент Отделения электронной инженерии ИШНКБ, Валерий Бориков, профессор Отделения электронной инженерии ИШНКБ, Вероника Иванова, доцент Отделения электронной инженерии ИШНКБ, Ксения Мертинс, заместитель директора Центра по работе со студентами, Сергей Учайкин, доцент Отделения электронной инженерии ИШНКБ
Журнал: Journal of Petroleum Science and Engineering (IF 1,873; Q1)
Статья: Применение фазированных антенных решеток для контроля герметичности подводных трубопроводов (Application of phased antenna arrays for pipeline leak detection)
(ссылка)

В работе предложен метод пассивного контроля герметичности подводных трубопроводов с использованием фазированных антенных решеток (ФАР). Он заключается в попарном перемножении, а затем суммировании сигналов отдельных преобразователей антенной решетки. Предложенный метод обработки позволяет повысить разрешающую способность системы контроля примерно в два раза по сравнению с традиционными методами обработки сигналов при сохранении высокой скорости контроля. Проведен численный расчет и построена диаграмма направленности такой антенной решетки. Приведен пример системы контроля, реализующий предложенный метод обработки сигналов ФАР, и результаты экспериментальных исследований. «В настоящее время весь объем добываемой нефти и газа транспортируется из удаленных районов добычи до основных потребителей европейской части России, стран СНГ и Западной Европы. На своем пути они пересекают множество водных преград: рек, озер, болот и водохранилищ. Кроме того, в настоящее время ведется добыча нефти с континентальных шельфов морей. Таким образом, протяженность магистральных трубопроводов с каждым годом возрастает. С ростом протяженности и времени эксплуатации трубопроводов увеличивается число аварий, которые наносят непоправимый ущерб окружающей среде и экономике, — объясняют актуальность своего исследования авторы статьи. — Статистика повреждений нефтепроводов показывает, что 35 % от всего количества аварий происходит по причинам внешних воздействий, 24 % — по причинам брака строительно-монтажных работ, 22 % — из-за коррозионных повреждений труб, 14 % аварий вызваны браком при изготовлении труб, 5 % аварий происходят по вине обслуживающего персонала». Таким образом, целью своей работы ученые поставили разработать метод и многоканальную систему неразрушающего контроля целостности подводных трубопроводов на основе регистрации сигналов акустической эмиссии, позволяющей определять местоположение дефекта с высокой точностью и обеспечивающей визуализацию акустического поля в реальном масштабе времени. «Выпускаемые в настоящее время приборы для контроля герметичности подводных переходов трубопроводов имеют два существенных недостатка. У них слишком низкая производительность контроля, кроме того, точность определения местоположения дефектов у них недостаточная. Вызвано это, главным образом, использованием одноканальной аппаратуры с одним пьезопреобразователем, имеющим широкую диаграмму направленности (ДН). В решении проблемы контроля герметичности подводных переходов высокая степень локализации источника акустической эмиссии (АЭ) методом пассивной локации вступает в противоречие с требованием увеличения производительности контроля. Действительно, разрешающая способность дефектоскопов связана с шириной ДН акустической приемной антенны. Но уменьшение этой характеристики неизбежно приводит к снижению зоны одновременного контроля. При этом требуется большее время для механического сканирования вдоль и поперек трассы. Особенно важно это при контроле подводных переходов, поскольку затрудняет быстрый и качественный ремонт дефектного участка трубопровода», — описывают проблему ученые. Решение этой проблемы, по мнению авторов статьи, может быть найдено путем применения аппаратуры, которая позволит совместить высокую разрешающую способность и высокую производительностью контроля. «Такую возможность нам дает фазированные антенные решетки (ФАР) для приема сигналов АЭ, — продолжают авторы статьи. — Среди преимуществ ФАР высокая производительность по сравнению с традиционными методами ультразвукового контроля благодаря электронному сканированию объектов; высокая надежность систем контроля за счет упрощения их механической части; высокая достоверность контроля за счет возможности применения большего числа различных схем сканирования с использованием одной аппаратуры; настройка оборудования без механического перемещения ультразвуковых преобразователей». Для повышения разрешающей способности ФАР авторы предложили использовать оригинальный метод обработки сигналов. Он заключается в сочетании перемножения сигналов отдельных (парциальных) преобразователей и их последующего сложения. При таком способе обработки сигналов ширина основного лепестка ДН становится меньше, чем при традиционном суммировании сигналов. Это приводит к увеличению разрешающей способности всей системы. Ученые добавляют, что этот способ обработки сигналов ФАР защищен патентом РФ на изобретение (Пат. 2163015 Россия, МПК G 01 N 29/04, G 01 M 3/00. Способ определения положения источников сигналов акустической эмиссии и устройство для его осуществления / Болотина И.О., Лапшин Б.М.,Макаров В.С., Солдатов А.И., Цехановский С.А. – Опубл. 10.02.2001, Бюл. № 4. – 9 с.). Также в работе приведена структурная схема пассивного акустического локатора. Авторы отмечают, что в результате проведенных экспериментальных исследований локатор показал высокую разрешающую способность и обеспечил визуализацию источников сигналов АЭ в реальном масштабе времени на мониторе компьютера.

3. Александр Рогачев, старший научный сотрудник кафедры Отделения контроля и диагностики ИШНКБ, Александр Рогачев, ведущий научный сотрудник Отделения контроля и диагностики ИШНКБ, Ольга Гальцева, доцент Отделения контроля и диагностики ИШНКБ и др.
Журнал: Applied Surface Science (IF 3,387; Q1)
Статья: Структура и свойства нанокомпозитных покрытий на основе полианилина, содержащих наночастицы золота, полученных путем осаждения низкоэнергетичным электронным пучком (Structure and properties of polyaniline nanocomposite coatings containing gold nanoparticles formed by low-energy electron beam deposition)
(ссылка)

С помощью низкоэнергетичного электронного пучка, мишеней из эмеральдинового основания (emeraldine base (EB)) и золотохлористоводородной кислоты ученые получили высокоупорядоченные проводящие покрытия из полианилина (PANI), содержащие наночастицы золота. Молекулярная и химическая структура слоев изучалась с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье, Рамановской спектроскопии, ультрафиолетовой и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Затем авторы статьи исследовали морфологию таких покрытий с помощью метода атомно-силовой и просвечивающей электронной микроскопии. Проводящие свойства были изучены методом импедансной спектроскопии и сканирующей микроскопии в микро- и наноразмерных масштабах. «Мы обнаружили, что слои эмеральдинового основания (emeraldine base (EB)), полученные из продуктов осаждения низкоэнергетичным электронным пучком, имеют расширенные, непроводящие полимерные цепи с частично уменьшенной структурой, с соотношением иминов и аминов 0,54. В случае осаждения низкоэнергетичным электронным пучком эмеральдинового основания (emeraldine base (EB) и золотохлористоводородной кислоты образуется протоэмеральдиновая структура с проводимостью 0,1 См/ cм. Допирование этой структуры проводилось нами за счет паров соляной кислоты и наночастиц золота, образованных разложением золотохлористоводородной кислоты с узким распределением по размерам с наиболее вероятным диаметром около 40 нм. Эти наночастицы золота улучшают проводимость тонких слоев композита PANI + Au, способствуя внутри- и межмолекулярному переносу заряда макромолекул PANI, выравнивающихся вдоль поверхности покрытия, как при постоянном, так и при переменном напряжении», — описывают исследователи. Предлагаемый метод осаждения высокоупорядоченных, проводящих нанокомпозитных покрытий на основе полианилина (PANI) может быть использован при направленном создании функциональных слоев на проводящих и непроводящих подложках.

4. Игорь Минин, старший научный сотрудник Отделения электронной инженерии ИШНКБ
Журнал: Physical Review Applied (IF 4,808; Q1)
Статья: Фокусировка акустических пучков с помощью сферической линзы в область менее дифракционного предела (Focusing acoustic beams with a ball-shaped lens beyond the diffraction limit)
(ссылка)

Российскими учеными (Мининым И.В. и Мининым О.В.) в 2016 году был предсказан эффект акустоструи — акустического аналога феномена фотонной струи (arXiv:1604.08146 (2016)). В опубликованной научной работе теоретически и экспериментально впервые подтвержден эффект акустоструи, заключающийся в том, что при падении акустического поля на проницаемую частицу, расположенную в данном случае в воде, на ее теневой поверхности формируется сфокусированное (локализованное) акустическое поле в области фокусировки менее дифракционного предела. Это позволит в ближайшем будущем по-новому подойти к принципам построения акустических линз, микроскопов, средств неразрушающего контроля, различных сенсоров.

5. Сергей Гнюсов, профессор Отделения электронной инженерии ИШНКБ, Rostov V.V. (h-индекс: 26) и др.
Журнал: Journal of Alloys and Compounds (IF 3,133; Q1)
Статья: Сравнительное исследование ударно-волнового упрочнения и эволюции структуры в стали 304L и стали Гадфильда после облучения мегавольтным наносекундным релятивистским электронным лучом (Comparative study of shock-wave hardening and substructure evolution of 304L and Hadfield steels irradiated with a nanosecond relativistic high-current electron beam)
(ссылка)

В научной работе представлены результаты сравнительного исследования закономерностей и механизмов ударно-волнового упрочнения массивных (толщиной h = 6 и 9.3 mm) мишеней, изготовленных из аустенитных сталей 304L и Гадфильда. Для генерации ударной волны (УВ) ученые использовали релятивистский сильноточный электронный пучок (45 ns, 1.35 MeV, 3.41010 W/cm2), формируемый в ускорителе SINUS-7.

«Путем двумерного компьютерного моделирования нами было установлено, что в результате прямой абляции материала в мишенях из стали типа 304 генерировалась УВ-длительностью ~0.1 μs и амплитудой 20 GPa, а скорость деформирования материала в процессе затухания УВ по глубине мишени и ее отражения от свободной тыльной поверхности уменьшалась от ~2106 до ~4105 s–1. Экспериментально установлено, что при отсутствии тыльного откола (h=9.3 mm) УВ-нагружение обеих сталей приводит к немонотонному объемному упрочнению материала, которое характеризуется наличием трех слоев с повышенной микротвердостью: фронтального слоя с максимумом микротвердости на глубине 0.5-1 mm от дна лунки абляции, удовлетворительно согласующейся с тепловыми расчетами (heat-transfer calculations); промежуточного и тыльного слев. В стали 304L профили микротвердости и распределения доли сдвойникованных зерен по глубине согласуются между собой, в то время как в стали Гадфильда такая корреляция ограничивается фронтальным и промежуточным слоями. На основе микроструктурных исследований и анализа механизмов упрочнения показано, что в стали 304L как фронтальное, так и тыльное упрочнение в значительной степени связано с формированием новых внутрифазных границ за счет деформационного двойникования. В стали Гадфильда, в отличие от стали 304L, аномально высокий уровень тыльного упрочнения обусловлен преимущественно ростом плотности дислокаций, генерируемых под действием субмикросекундного знакопеременного (сжатие-растяжение) нагружения амплитудой ~3 GPa», — приводится в аннотации исследования.

6. Стефано Сфарра, научный сотрудник НПЛ "Тепловой контроль" ИШНКБ, Maldague X.P.V. (h-индекс: 26) и др.
Журнал: International Journal of Thermal Sciences (IF 3,615; Q1)
Статья: Контроль качества консервации мозаичных покрытий: моделирование и обработка термографических сигналов (Evaluation of the state of conservation of mosaics: Simulations and thermographic signal processing)
(ссылка)

В статье рассмотрено применение активного теплового контроля для обнаружения дефектов различного вида (отслоений, воды и др.) под мозаичными плитками, используемыми как в памятниках архитектуры и искусства, так и в современном строительстве. Данная область применения теплового контроля является сравнительно новой, хотя следует отметить, что лаб. №34 разрабатывала метод теплового контроля фресок и икон совместно с итальянскими специалистами еще 20 лет назад. Тот опыт был использован в России при диагностике Новосибирского театра оперы и балета, где были обнаружены отслоения декоративных плиток от стены. Данное исследование продолжает прежние работы с использованием более мощной компьютерной базы для моделирования дефектных ситуаций и обработки экспериментальных данных.

Фото: графическая аннотация к научной статье

7. Nagatsuma T. (h-индекс: 41), Игорь Минин, старший научный сотрудник Отделения электронной инженерии ИШНКБ и др.
Статья: Асимметрия аномалии фазы при формировании тераструи от диэлектрического кубика при наклонном облучении (Asymmetric phase anomaly of terajet generated from dielectric cube under oblique illumination)
Журнал: Applied Physics Letters (IF 3,411; Q1)
(ссылка)

В ранних работах авторов впервые была показана возможность существования эффекта фотонной струи (тераструи) в терагерцовом диапазоне при облучении плоской волной кубика из диэлектрика. Особенность такой тераструи состоит в фокусировке падающего излучения в область, меньше классического дифракционного предела (субволновой размер). В случае наклонного падения плоской волны на такой диэлектрический кубик, описанного в данной работе, обнаружен новый эффект аномального поведения фазы Гои в области фокусировки. При этом экспериментально было показано, что фокусирующие свойства кубика (размер граней равен длине волны) сохраняются в широком диапазоне изменения угла падения волны — вплоть до 45 градусов. Такой кубик из естественного диэлектрического материала можно рассматривать как плоскую линзу с фокусировкой в область менее классического дифракционного предела, причем без применения метаматериалов.

8. Светлана Иванова, профессор Отделения контроля и диагностики ИШНКБ.
Журнал: Frontiers in Neuroscience (IF 3,566, Q2).
Статья: Схемы, регулирующие радость и счастье: эволюция ищущих награду и страдания в поведенческих механизмах у позвоночных (Circuits regulating pleasure and happiness: The evolution of the amygdalar-hippocampal-habenular connectivity in vertebrates)
(ссылка)

Самые первые свободно передвигающиеся животные в океанах более 540 миллионов лет назад должны были быть в состоянии добывать пищу, территорию и кров, а также быть способными к воспроизводству. Таким образом, им были необходимы регулирующие механизмы, чтобы побуждать к движениям, которые позволят достичь эти предпосылки для выживания. Будет полезным рассмотреть эти механизмы на примитивных хордовых, которых представляют наши ранние предки, для того, чтобы разработать гипотезы, как эти основные компоненты человеческого поведения регулируются и как они связаны с более сложными поведенческими проявлениями — такими, как настроение. Животное, сопоставимое с миногами, было самым ранним из известных позвоночных животных с современным передним мозгом, состоявшим из старых и новых корковых частей. Миноги имеют отдельный спинной паллий, предтечу совсем недавно развитой части коры головного мозга. Кроме того, экстрапирамидная система миног (EPS), которая регулирует движение, является современной. Тем не менее, миноги и их предполагаемые предшественники, миксины, имеют полосатое тело, которое является входной частью экстрапирамидной системы, которая, вероятно, соответствует человеческой миндалине centromedial, являющейся у высших позвоночных частью системы, опосредующей страх и тревогу. Оба животных имеют хорошо развитые ядерные уздечки habenulae, которые участвуют в нескольких критических поведениях; у миног эта система регулирует систему вознаграждения, которая усиливает аппетитивную составляющую или систему предупреждения. Миноги также имеют отчетливое глутаматэргическое ядро — это так называемая уздечка-проекция бледного шара, которая получает входные данные от глутаматэргических и ГАМКергических сигналов и дает выход на боковую уздечку. С помощью этого маршрута, это ядро влияет на ядра среднего моноаминергического мозга и регулирует систему сбора пищевых продуктов. Эти различные структуры, участвующие в регуляции движения у миног, могут сохраняться в организме человека и включать в себя два дополнительных механизма для усиления вознаграждения и избегания поведения. Первая система связана с удовольствием, а вторая — со счастьем. Деятельность этих механизмов выполняется через уздечку в верхнем стволе головного мозга. Идентификация человека с уздечкой бледного шара миноги может помочь в выяснении механизма антидепрессивного эффекта глутаматэргических препаратов.