En Ru
НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА ЮФУ
МОФ, ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫЕ СПИРОПИРАНАМИ, КАК СТИМУЛ-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ «УМНЫЕ» МАТЕРИАЛЫ: ФОТОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЗАХВАТ МОЛЕКУЛ, ИИ-АССИСТИРОВАННЫЙ ДИЗАЙН И СИНХРОТРОННАЯ ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ СТРУКТУРНЫХ ТРАНСФОРМАЦИЙ
О проекте
Руководитель проекта
Постдоку
Цель НИП
Разработка нового класса стимул-чувствительных металл-органических каркасов (МОФ), функционализированных спиропирановыми фотохромными группами, обладающих способностью к обратимому фотоуправляемому захвату и высвобождению целевых молекул за счёт светоиндуцированной изомеризации спиропиран–мероцианин.

Проект направлен на создание комплексного подхода, объединяющего рациональный дизайн гибридных фотохромных МОФ, ускоренную оптимизацию их состава и условий синтеза методами искусственного интеллекта и машинного обучения, а также прецизионную диагностику структурных трансформаций каркаса и фотопереключаемого центра методами синхротронного излучения (in situ/operando XANES, EXAFS, XRD) в реальном времени в процессе фотопереключения.


Область наук
Химия и науки о материалах
Темы реализуемых проектов МИИ ИМ ЮФУ
  • Теоретическое и экспериментальное исследование динамики фотопереключения молекулярных магнетиков: подготовка к фемтосекундным рентгеновским экспериментам на XFEL;
  • Исследование материалов для преобразования энергии с использованием синхротронного излучения и суперкомпьютерного моделирования;
  • Разработка методов конструирования гибридных материалов на основе трехмерных металл-органических координационных полимеров и фотохромных соединений различной структуры;
  • Пикометровая диагностика параметров 3D локальной атомной структуры наноматериалов на основе спектроскопии XANES;
  • Палладиевые нанокатализаторы в важнейших реакциях окисления: исследования методами in-situ, operando и при модулированных воздействиях с использованием синхротронного излучения;
  • Рациональный дизайн катализаторов на основе палладия для активации C-H связей и на основе рутения для гидрирования C-O связей: от operando спектроскопии рентгеновского поглощения до мультиспектральной диагностики с применением машинного обучения;
  • Новые эффективные нанокатализаторы для фотостимулированных «зеленых» реакций получения водорода: компьютерный дизайн, лабораторные и синхротронные исследования с использованием технологий машинного обучения;
  • Нанокомпозиты для рентгеновской фотодинамической терапии глубоких опухолей в онкологии;
  • Управляемая искусственным интеллектом роботизированная станция на источнике синхротронного излучения для ускоренной разработки новых перспективных материалов и их диагностики в режиме реального времени;
  • Технологии полного цикла для экспресс-разработки функциональных материалов низкоуглеродной экономики под управлением искусственного интеллекта;
  • Новые функциональные наноматериалы для применения в каталитических процессах и в технологиях для хранения и преобразования энергии;
  • Теоретическое и экспериментальное исследование динамики фотопереключения молекулярных магнетиков: подготовка к фемтосекундным рентгеновским экспериментам на XFEL;
  • Понимание кинетики фотоэлектрокаталитических реакций на основе in-situ диагностики методами синхротронного излучения и искусственного интеллекта;
  • Фронтирная лаборатория рентгеноспектральной нанометрологии.
Методы
  • Синтез металл-органических каркасов с встроенными или пост-синтетически привитыми спиропирановыми лигандами, включая методы микрофлюидного синтеза для контроля морфологии и однородности частиц
  • Современные экспериментальные методы характеризации материалов (XANES, EXAFS, XRD, включая исследования на источниках синхротронного излучения в режиме in situ и operando)
  • Алгоритмы машинного обучения и дизайн эксперимента (DoE) для прогнозирования и оптимизации параметров синтеза и фотофизических характеристик
  • Спектроскопические методы мониторинга фотопереключения (UV-Vis, ИК-Фурье спектроскопия) и адсорбционные измерения захвата/высвобождения целевых молекул
Оборудование
  • Установки микрофлюидного синтеза;
  • Лабораторные и синхротронные источники рентгеновского излучения (XAFS/XANES/EXAFS-станции);
  • Комплекс аналитического оборудования для полимерных и композитных материалов (GPC/SEC, HPLC, TGA/DSC, FTIR, SEM);
  • Суперкомпьютерный кластер, включающий специализированные узлы для расчетов с использованием технологий искусственного интеллекта;
  • Центры синхротронного излучения;
  • Единственный в Европе лабораторный спектрометр R-XAS (Rigaku).
Руководитель НИП
  • Солдатов Александр Владимирович
    Персональная страница
    Руководитель НИП – Солдатов Александр Владимирович, доктор физико-математических наук, профессор, научный руководитель направления «Науки о материалах и синхротронно-нейтронные исследования» ЮФУ, и.о. директора Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ, заведующий научной лабораторией «Фронтирная лаборатория рентгеноспектральной нанометрологии».

    Основные направления научной работы:
    исследование наноразмерной атомной, электронной и магнитной структур новых перспективных материалов .

Солдатов А.В. неоднократно входил в состав и возглавлял программные комитеты международных научных конференций.
Результаты его исследований получили международное признание, и он неоднократно работал в качестве приглашенного профессора в ведущих зарубежных образовательных центрах (Римском Университете (Италия), Университете Западного Онтарио (Канада), Университете Антверпена (Бельгия), университете Неймегена (Нидерланды), в свободном Университете г. Берлина (Германия). Член редколлегий ряда научных журналов, в том числе "Журнала структурой химии" РАН , "Поверхность : синхротронные и Нейтронные исследования" РАН, "Российские нанотехнологии" .
Успешно руководил выполнением свыше 80 научных грантов и проектов, в том числе свыше 30 международных проектов.

Солдатов А. В. входит в число высокоцитируемых ученых России ("Активный российский ученый -2023". Он имеет свыше 1000 научных публикаций (из них свыше 450 статей в высокорейтинговых международных рецензируемых научных изданиях)
Подготовил 29 кандидатов и 5 докторов наук. В настоящее время руководит подготовкой 6 аспирантов и 3 докторантов.
Активно ведет педагогическую работу. Им подготовлены усвыше 60 учебно-методических пособий и три электронных мультимедийных учебника.
Им разработаны и внедрены учебные курсы "Физика твердого тела", "Рентгеновская спектроскопия", "Наноразмерная структура вещества", "Электронная структура вещества", "Физика нанокластеров","Многомасштабное компьютерное моделирование"
Постдоку
  • Роль постдокторанта
    Предполагается сотрудничество в команде специалистов в области химии, физики и компьютерного моделирования. Постдок должен будет сформировать вокруг себя коллектив, который сможет решать задачи диагностики в процессе синтеза новых материалов с привлечением методов машинного обучения.
  • Требования к кандидату
    • возраст до 39 лет;
    • степень PhD в области материаловедения, прикладной математики, химии, физики;
    • свободное владение английским языком (уровень не ниже upper intermediate - B2);
    • наличие не менее 3-х публикаций (Scopus и Web of Science) по тематике проекта;
    • опыт работы в области анализа данных и машинном обучении, с фокусом на применение в области спектроскопии, хеминформатики и материаловедения;
    • общие навыки программирования, связанные с машинным обучением (предпочтительно Python с умением пользоваться инструментами: Pandas, numpy, sklearn, scipy, statmodels, pytorch\jax\tensorflow);
    • опыт написания научных статей и обзора литературы.
  • Условия
    Заработная плата – 120 000 руб. в месяц.
    Постдоку будет оказана помощь в оформлении визы, оплата медицинской страховки и проезда к месту работы, служебное жилье / помощь в аренде жилья, помощь в трудоустройстве и образовании членов семьи, академическая мобильность, курсы русского языка.
Предполагаемая длительность работы – 2-3 года
Рабочие языки
Русский язык
Английский язык