В новом выпуске интервью «Женщины в науке» мы узнали у финалиста X Всероссийского конкурса «Наука будущего — наука молодых» из Новосибирского госуниверситета, института твердого тела и механохимии Анны Фроленковой специфике работы в области химии и альтернативной энергетике.

Почему вы выбрали именно химию и что привело вас в сферу материаловедения и альтернативной энергетики?
Меня тянуло в науку со средней школы, когда начались химия и физика. Я долго не могла выбрать, что же мне нравится больше. В девятом классе я поступила в физико-математическую школу при Новосибирском государственном университете. Там я по-настоящему ощутила, что такое настоящая наука, олимпиадные задачи и научная атмосфера. Химия давалась мне чуть легче, да и преподаватель был более удачный. Поэтому я сделала упор на химию, начала уделять ей больше времени и готовиться к олимпиаде для поступления в Новосибирский государственный университет.

Во время учебы я пробовала работать в различных лабораториях в разных институтах. В конце концов мой выбор пал на Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН. Я поступила на кафедру материаловедения — достаточно новое направление в нашем университете. По моему мнению, это одна из интереснейших областей химии, которая включает в себя множество разделов: неорганическую и органическую химию, химию твердого тела, физическую химию, супрамолекулярную химию, физику и т.д.

Альтернативная энергетика привлекала меня всегда. С первого курса мне было важно, чтобы моя работа была связана именно с ней. Я пробовала различные подходы: и топливные элементы, и литий-ионные аккумуляторы, и фотокаталитическое разложение воды. Я считаю, что это одна из самых важных задач, которая стоит перед учеными, и в частности перед химиками и материаловедами: как создать экологичный, эффективный, безопасный и долговечный источник энергии, благодаря которому мы сможем покорять просторы космоса, обеспечить комфортную жизнь всем людям на планете, даже в самых отдаленных и труднодоступных регионах, и при этом не губить планету, а, может, даже наоборот: бороться с токсичными выбросами, превращая их в энергию?

Какие исследования или проекты сейчас для вас самые значимые? В чём их практическая ценность?
Продолжая тему альтернативной энергетики, я выделила для себя наиболее интересный подход: твердооксидные топливные элементы. Идея использовать реакцию водорода и кислорода из воздуха для генерации электричества и тепла кажется простой и изящной, но за этим скрывается огромный пласт проблем, которые нам все еще предстоит преодолеть.

Итак, твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ) состоит из катода, электролита и анода. На катод подается кислород из воздуха, а на анод — водород или водородсодержащее топливо. Затем ионы кислорода мигрируют через плотный электролит, и на границе с анодом происходит реакция с образованием воды, а электроны идут по внешней цепи.

Первые ТОТЭ создали давно, но их все еще нужно совершенствовать, чтобы масштабировать производство. Наша лаборатория разработала уникальный подход к их изготовлению, который основывается на совмещении двух аддитивных технологий в одном приборе: 3D-струйной печати и лазерной пост-обработки. Каждая из этих технологий по отдельности имеет свои недостатки и достоинства, но вместе создается эффект синергии, и мы можем получать материалы с уникальными свойствами, а также точно контролировать состав и свойства изготавливаемых частей ТОТЭ, будь то анод, электролит или катод.

Почему именно сегодня исследования в области альтернативной энергетики и новых материалов особенно важны?
Какие тренды в вашей области кажутся вам самыми перспективными в течение 5 лет?
Ни для кого не секрет, что экологическая повестка с каждым годом становится все более тревожной. Мы должны противостоять росту выбросов СО2, а также искать достойные альтернативы нефти, которая скоро закончится. В целом, парадокс в том, что ископаемое топливо заканчивается, а потребность в энергии с каждым годом растет. Поэтому надо срочно предпринимать меры по поиску альтернативы. Для новых устройств всегда нужны новые материалы, отсюда и актуальность материаловедения.

Я вижу тренд в повышении эффективности работы ТОТЭ, их долговечности. С научной точки зрения, я вижу тренд в более глубоком анализе протекающих процессов при работе ТОТЭ, в интеграции ИИ для анализа данных и сбора информации. Ну и, конечно, работы по различным аддитивным технологиям: мы видим, как количество статей в этой области стремительно растет с каждым годом. Коллективы из разных стран, с одной стороны, развивают свои уникальные подходы для использования аддитивных технологий в применении ТОТЭ, а с другой — в какой-то момент приходят к одним и тем же выводам и закономерностям. Лично мне это дает понять, что мы движемся в правильном направлении и что наша лаборатория находится на «волне».

Почему вы выбрали именно химию и что привело вас в сферу материаловедения и альтернативной энергетики?
Какие исследования или проекты сейчас для вас самые значимые? В чём их практическая ценность?
Я вижу тренд в повышении эффективности работы ТОТЭ, его долговечности. С научной точки зрения, я вижу тренд в более глубоком анализе протекающих процессов при работе ТОТЭ, в интеграции ИИ для анализа данных и сбора информации. Ну и, конечно, работы по различным аддитивным технологиям: мы видим, как количество статей в этой области растет стремительно с каждым годом, коллективы их разных стран, с одной стороны, развивают свои, уникальные подходы для использования аддитивных технологий в применении ТОТЭ, а с другой стороны- как они в какой-то момент приходят к одним и тем же выводам, к одним и тем же закономерностям. Лично мне это дает понять, что мы движемся в правильном направлении и что наша лаборатория находится на «волне».

Сталкивались ли вы с предубеждениями или недоверием из-за того, что вы женщина-учёный? Или, наоборот, были случаи, когда именно это становилось плюсом?

К счастью, нет. Все мои научные руководители и коллективы, в которых я работала, достаточно прогрессивны и обладают критическим мышлением, чтобы понять, что пол мало влияет на качество работы. Но от друзей-физиков я слышала немало случаев предвзятого отношения к девушкам. Одну мою знакомую даже не взяли в лабораторию из-за того, что она якобы детородного возраста и в обозримом будущем может уйти в декрет…

Как вы оцениваете положение женщин в химии и инженерных науках?
Что касается химии, то традиционно она считается женской наукой, а физика — мужской. И действительно, мы видим этот перекос внутри нашего университета, хотя он нивелируется из года в год. Что касается инженерных наук, то здесь, как мне кажется, ситуация не такая однозначная. Я отказываюсь верить в то, что девочки более склонны к «интуитивным», гуманитарным наукам, а мальчики — к техническим, точным. Хотя сегодня мы все-таки наблюдаем этот тренд. Думаю, тут в большой степени играет роль социум и воспитание в соответствующих парадигмах. И да, действительно, если мне нужно открыть баллон, разобраться со сломанным прибором или настроить лазер, я скорее пойду к ребятам из нашей лаборатории. Потому что когда я подхожу к девушкам, они сами отправляют меня к нашим отзывчивым мальчикам. Не знаю, плохо это или хорошо. Но лично меня всегда тянуло к чему-то инженерному, техническому: я пыталась копаться с моим молодым человеком в машине, училась программированию на Ардуино и даже пыталась интегрировать это в мою работу.

В целом, в рамках моей кандидатской диссертации моя работа редко напоминает типичный день стереотипного химика: я редко стою под тягой в халате, переливая одну цветную жидкость из колбы в другую. Моя работа скорее выглядит так: я закручиваю гайки на дозирующем устройстве в 3D-принтере, настраиваю параметры печати в компьютере, отношу готовый материал в высокотемпературную печь, затем анализирую образцы различными методами (которые тоже выглядят как огромные машины с кучей параметров, и все еще никакой «мокрой» химии).

Что помогает вам не терять интерес к науке, когда сталкиваетесь с трудностями или долгим поиском решений?
Какой-то огонь внутри меня, может, чутье, которое говорит мне, что я все делаю правильно и надо просто продолжать. Я очень люблю свою работу и искренне считаю, что нет ничего интереснее этого. А сложные задачи, которые кажутся неразрешимыми, наоборот, зачастую только пробуждают мой интерес. У меня в целом такой склад характера, что я люблю браться за сложные задачи, не имеющие простого решения. Люблю что-то выдумывать, креативить, искать нестандартные подходы. Поэтому даже не могу вспомнить, были ли у меня когда-то периоды, когда хотелось опустить руки… точнее, были, но эти состояния были связаны скорее с личной жизнью, состоянием здоровья, усталостью или чем-то еще, но не с наукой фундаментально.

Насколько для вас важна работа в исследовательской группе? Есть ли международные или междисциплинарные проекты, в которых вы участвуете?
И важна, и нет. С одной стороны, я люблю работать сама, «без указки», чтобы в моей ответственности был целый проект: от и до, все эксперименты. С другой стороны, научный коллектив тоже важен, чтобы поддерживать друг друга, обсуждать результаты и  «возвышенные» научные концепции. В этом плане мне повезло с моим текущим руководителем: несмотря на его занятость (он заместитель директора) и большое количество проектов, он успевает уделить каждому работнику достаточно времени и довольно глубоко погружен в проект. Но, с другой стороны, он дает очень много свободы, нет никакого надсмотра (чего я терпеть не могу, так это работать под строгим присмотром), и ты можешь полностью раскрыть свои таланты.

Мой руководитель скорее как мудрый советник, который тоже не всегда знает, что делать и чем в итоге вся моя работа закончится (потому, что никто в мире этого еще не делал!). Но с которым можно обсудить все спорные моменты, который всегда может подсказать дельную мысль, а иногда пойти немного дальше в идеях и скинуть какую-нибудь статью, отвлеченную от моей работы. Сначала ты думаешь: «А зачем это мне сейчас, ведь у меня столько текущих задач?» А потом понимаешь, как это важно: когда ты варишься в своих текущих задачах, порой не хватает ресурса, чтобы посмотреть на ситуацию «свысока» и привнести в свой проект «свежий воздух», какую-то важную, новую и интересную идею.

На данный момент нет. Год назад я вернулась в Россию из Германии, где проработала год над другим проектом, посвященным литий-ионным аккумуляторам. Как раз там я и осознала, что топливные элементы мне ближе по духу и интереснее, и я хочу развивать именно эту сферу.