CC BY
67
ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ работы Вуза
в рамках реализации Инновационной образовательной программы на примере Томского политехнического университета
В. А. ВЛАСОВ,
д. ф.-м. н., проректор по научной работе и инновациям
В. П. ДМИТРИЕНКО,
к. х. н., зам. проректора по научной работе и инновациям
О. с. КОВАлЕНКО,
нач. отдела организации и планирования НИР
Томский политехнический университет
Научные исследования и подготовка кадров в Томском политехническом университете сосредоточены на приоритетных направлениях развития науки и техники, критических технологиях Российской Федерации и научных направлениях: атомная и ядерная физика; высокопроизводительные ресурсосберегающие технологии; неразрушающие физические методы и приборы контроля; высоковольтная импульсная техника; энергетика и электротехника; химические технологии в области неорганических материалов; информационные и телекоммуникационные технологии; геология, разведка полезных ископаемых и рациональное природопользование; эффективные технологии и
материалы на основе природного и техногенного сырья; социальноэкономические и гуманитарные технологии в производстве, науке и образовании;научно-методические основы инновационного и элитного инженерного образования.
Томский политехнический университет занимает ведущие позиции по объемам проводимых научных исследований как в Сибирском федеральном округе, так и в масштабах Российской федерации в целом. ТПУ занимает 2 место в России по объемам выполненных в 2007 НИР среди Вузов и НИИ Рособразования и первое — по объемам зарубежных контрактов. доля НИР ТПУ среди всех остальных Вузов Сибирского федерального округа дости-
гает 20,4%, что в 2 раза превышает долю занимающего второе место Томского государственного университета. Среди организаций, составляющих Томский научнообразовательный комплекс, включая структуры Томского научного центра СО РАН и СО РАМН, объемы НИР ТПУ составляют 23%.
Очевидно, что доля внебюджетного финансирования университета во многом определяется количеством и качеством выполняемых работ в рамках федеральных целевых программ, грантов, хоздоговоров, опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ. С точки зрения повышения конкурентоспособности ТПУ в области научных разработок и материально-технического
обеспечения инновационных проектов одной из актуальных задач является обеспечение высокого уровня проводимых в ТПУ исследований. Наиболее эффективным способом удовлетворения потребностей большинства исследовательских групп университета является организация коллективного доступа к современному аналитическому оборудованию.
С этой целью в Томском политехническом университете, начиная с 2000 года, было создано 5 центров коллективного пользования, объединяющих оборудование факультетов и ряда исследовательских лабораторий ТПУ и НИИ при ТПУ: «центр исследования и диагностики материалов и конструкций» (МСФ совместно с ИФПМ СО РАН), «центр исследования материалов в экстремальных условиях» (на базе НИИ высоких напряжений при ТПУ и кафедры техники и электрофизики высоких напряжений ТПУ), «Аналитический центр физикохимических явлений и процессов» (на базе Физико-технического факультета и лаборатории радиационного контроля ТПУ), «Физические методы исследования твердых диэлектриков» (на базе ПНИл эдиП, элТИ), «центр исследования и модификации свойств материалов и покрытий» (на базе НИИ ядерной физики при ТПУ).
На основании опыта их работы в конце 2004 года по решению Совета ТПУ приказом ректора был создан Научно-аналитический центр (НАц) как отдельное подразделение научного управления. В настоящее время центр располагает комплексом современного аналитического оборудования, приобретенного как за счет собственных средств ТПУ, так и с помощью грантов Минобрнауки РФ, грантов РФФИ. Все аналитическое оборудование НАц зарегистрировано в государственном реестре средств измерений и допущено к применению в Российской Федерации. Расширенная комплектация приборов и наличие участка пробоподготов-ки позволяют проводить анализ веществ во всех агрегатных состояниях, а также совмещать возможности приборов для параллельных или взаимодополняющих исследований по определению качественного и количественного элементного и молекулярного состава веществ и материалов в диапазоне концентраций от 10-6 до 100%, изучать кинетику химических реакций, проводить исследование физико-химических процессов. Возможности имеющегося оборудования позволяют детализировать технологические параметры промышленного производства новых конструкционных и нанокрис-таллических материалов для нужд атомной и нефтегазодобывающей
промышленности. На оборудовании центра выполняется большое количество исследовательских проектов в области нанотехнологий и наноматериалов, технологий создания и обработки керамических и композиционных материалов и биосовместимых материалов, технологий экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых, переработки и утилизации техногенных образований и отходов, создания мембран и каталитических систем, технологий атомной энергетики, ядерного топливного цикла, безопасного обращения с радиоактивными отходами и отработанным ядерным топливом, технологий водородной энергетики. На базе центра ведется подготовка специалистов по программе «элитное техническое образование ТПУ» и научных кадров высшей квалификации. В течение 2005-2007 годов на оборудовании НАц для подразделений ТПУ выполнено более 2400 исследований, проведено более 700 анализов для сторонних заказчиков на договорной основе. По результатам исследований, проводившихся с использованием оборудования центра, только в 2007 году защищено 3 докторских и 5 кандидатских диссертаций, выполнено 27 дипломных работ. Подготовлены и готовятся к защите еще 4 докторских и 12 кандидатских диссертаций, Результаты исследований за 2007 год опубликованы в 51 статье в российских и зарубежных изданиях, в 68 тезисах докладов на конференциях.
другой крупный центр коллективного пользования — «центр исследования и модификации свойств материалов и покрытий», создан при НИИ ядерной физики в 2002 году при поддержке Американского фонда гражданских исследований и развития для независимых государств бывшего Советского Союза (АФгИР), Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации и Администрации Томской области в рамках программы «Региональные центры поддержки экспериментальных
■ Рентгеновский дифрактометр Shimadzu XRD-7000S в Научно-образовательном инновационном центре Наноматериалы и Нанотехнологии
исследований». центр обладает современным комплексом аналитического оборудования, которое позволяет выполнять исследования элементного состава и физикомеханических свойств материалов и покрытий, проводить сертификационные испытания материалов. Сотрудники центра прошли обучение работе с уникальным аналитическим оборудованием под руководством специалистов фирм производителей (CSEM, STIL). Большинство сотрудников центра имеют международные сертификаты менеджеров и аудиторов по качеству. Все исследования в центре выполняются в соответствии со стандартами ISO 9001:2000, что подтверждено сертификатом органа по аккредитации систем менеджмента качества NQA (Англия). На базе цкП цИСМ создана испытательная лаборатория, аккредитованная в немецком аккредитационном союзе DAR. Имеется аттестат на право проведения калибровочных работ.
Во всех центрах коллективного пользования ТПУ выполняются коммерческие и научно-исследовательские контракты по разработке технологий получения, исследования физико-химических свойств и модификации материалов, а также по созданию экспериментального и технологического оборудования для реализации этих технологий. В течение 2007 года для сторонних заказчиков только в цИСМ выполнено более 50 хоздоговорных исследовательских работ на сумму около 1 миллиона рублей.
Система центров коллективного пользования получила существенное развитие благодаря победе ТПУ в конкурсе Инновационных образовательных программ (ИОП) Вузов на 2007-2008 и осуществлению Инновационной образовательной программы, выполняющейся в ТПУ в рамках приоритетного национального проекта «Образование». Инновационная образовательная программа, выполняющаяся в ТПУ в течение 2007-2008 г.г. направлена на развитие в университете опережающей подготовки элитных специалистов и команд професси-
оналов мирового уровня по приоритетным направлениям науки, техники и технологий. ИОП реализуется по семи основным направлениям подготовки специалистов: материаловедение и нанотехнологии; ядерные технологии, безопасность работы с радиоактивными материалами, в том числе по линии противодействия терроризму: водородная
■ Первый в России иновационный научно-образовательный Центр трубопроводного транспорта нефти и газа
энергетика, возобновляемые источники энергии, энергосбережение; рациональное природопользование и экологически безопасные технологии разработки месторождений, а также транспортировки, переработки нефти и газа; информационно-коммуникационные системы и технологии; неразрушающий контроль; сильноточная электроника, электроразрядные, пучковые, лу-
чевые и плазменные технологии. кроме того, программа предусматривает создание в ТПУ единой научно-образовательной информационной среды.
В рамках реализации ИОП в ТПУ закуплено современное аналитическое, технологическое и вспомогательное оборудование на сумму 324 млн. руб., из которых 285 млн. руб. составили госбюджетные средства. Приобретено 27 единиц современного дорогостоящего оборудования стоимостью свыше 2 млн. руб. каждая и 139 единиц технологического и вспомогательного оборудования, например:
■ Установка по нанесению плазменных покрытий на поверхность твердого тела
■ Рентгеновский дифрактометр Shimadzu XRD-7000S с высокотемпературной приставкой, приставкой для картирования напряжений
■ Оборудование для акустичес-ко-эмиссионного контроля, бетатронный радиометрический комплекс
■ Система для измерения характеристик фотонного излучения от объектов сложной геометрической формы с математическим аппаратом трехмерного моделирования методом Монте-карло (ПО ISOCS)
■ комплект технологического оборудования для поверхностной модификации и нанесения нанокомпозитных износостойких покрытий импульсными пучками ионов
■ Стенд для исследования процессов формирования и транспортировки нерелятивистского сильноточного электронного пучка в плазмонаполненном диоде и воздействия электронного пучка на различные материалы. для более эффективного и
рационального использования приобретенного в рамках ИОП сложного и дорогостоящего оборудования, в дополнение к уже действующим в ТПУ шести цкП, в 2007 году создано 4 новых центра коллективного пользования:
1. Научно-образовательный инновационный центр «Наноматериалы и нанотехнологии» (разработка технологий изготовления объёмных наноструктурных материалов и изделий на основе нанопорошков; разработка новых способов компактирования сухих нанопорошков без применения примесных связующих; исследования методов сохранения наноструктуры при спекании керамики из нанопорошков; выпуск опытных партий функциональных и конструкционных изделий из наноструктурной керамики);
2. Инновационно-образовательный центр опережающей подготовки специалистов мирового уровня в области физики ускорителей и медицинской физики (разработка источников излучения и расчетных алгоритмов радиационных методов лечения, компьютерное моделирование и экспериментальные методы определения радиационных полей в облучаемой области в тканеэквивалентных средах);
3. центр коллективного пользования «Суперкомпьютерный кластер» (выполнение высокопроизводительных вычислений для различных областей научных исследований);
4. «центр исследования поверхностной модификации и нанесения износостойких наноком-
позитных покрытий» (разработка источников высокоэнергетического воздействия на материалы и технологических процессов поверхностного модифицирования и осаждения функциональных покрытий).
Проводимая в ТПУ работа по существенному обновлению материальной базы научных исследований и подготовки специалистов современного мирового уровня за последние годы позволила добиться существенного повышения качества и количества исследований при значительном сокращении сроков выполнения научных работ по приоритетным направлениям развития науки и технологий, выполняемых в рамках мероприятий ФцП, грантов Президента, РФФИ, РгНФ, инициативных НИР как подразделениями ТПУ, так и в сотрудничестве со многими научными, научно-образовательными, отраслевыми и коммерческими предприятиями как в России, так и за рубежом. Имеющиеся в цкП методики измерений позволяют выполнять исследования по многим направлениям:
• Определение летучих и испаряемых органических и неорганических соединений в различных объектах окружающей среды (воздух, почвы, водоемы, пищевые продукты).
• Анализ полициклических ароматических углеводородов в воде.
• Изучение механизмов взаимодействия органических и неорганических веществ.
• Идентификация минералов.
• Определение чистоты веществ.
• контроль полноты протекания реакций в твердой фазе.
• Исследования характера связи воды в веществе.
• количественный и качественный фазовый анализ веществ, определение морфологии и дефектной структуры материалов.
• Термогравиометрический анализ.
• Измерение оптической плотности материалов.
• Исследование электрофизических характеристик композиционных материалов, жидких кристаллов, керамики, эпоксидных компаундов, полупроводников и др.
• Металлографические исследования с компьютерной визуализацией изображения
• Определение механических характеристик образцов.
• Измерение накопления зарядов на границах раздела сред.
• Измерения уровней радиоактивности в природных, техногенных материалах, в воде, пищевых продуктах и др. заказчиками работ в созданных цкП ТПУ является большое
число научно-образовательных,
научно-исследовательских и коммерческих предприятий, причем не только из Томска и ближайших городов, но и из ближнего и дальнего зарубежья: ТгУ, ТгАСУ, СФТИ, СгМУ, Институт оптики атмосферы СО РАН, НИИ кардиологии CO РАН, ООО «Томскнефтехим», Институт сильноточной электроники СО РАН (г. Томск), Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (г. Томск), Схк (г. Северск), Северская государственная технологическая академия, Институт химии нефти СО РАН, РНц «курчатовский институт», ОАО «газпром», Институт электрофизики УрО РАН (г. Екатеринбург), Физический институт РАН (г. Москва), горно-химический комбинат (г. Железногорск), Барнаульский медицинский университет, ФгУП ФНПц НИИ МАш (г. дзержинск), ФгУП ФНПц «Алтай» (г. Бийск), ФгУП «ПО «электрохимический завод» (г. зеленогорск, красноярский край, красноярский научный стоматологический центр), Орлеанский университет (Франция), Ульсанский университет (Республика корея), Пекинский институт авиационных материалов (китай) и др.
деятельность цкП ТПУ выявила ряд проблемных моментов и поставила задачу по корректировке концепции развития центров коллективного пользования в крупных научно-исследовательских организациях. При сосредоточении оборудования в центрах коллективного пользования очевидны как достоинства, так и недостатки такого подхода к организации научных исследований. При концентрации оборудования в отдельных подразделениях можно получить эффект «прорыва» в рамках од-ной-двух тем. После чего использование закупленного оборудования может стать неактуальным, снижается его загрузка. С точки зрения университета в целом, необходимо обеспечить максимальную отдачу от дорогостоящего оборудования — в том числе иметь возможность организации крупных совместных научных проектов как между подразделениями, так и
со сторонними организациями. В этом случае цкП с «освобожденным», не привязанным к конкретной теме высококвалифицированным персоналом — представляется наиболее удачным решением. Очевидно, что оснастить качественными приборами все подразделения, занимающиеся, например, проблемами технологий создания наноматериалов, вряд ли вообще возможно: это МСФ, ЕНМФ, элТИ, ноиц НМ и НТ, НИИ яф, НИИ ВН и др. При этом повышение эффективности работы цкП надо связывать в первую очередь с крупными междициплинарны-ми проектами. Первый шаг к этому сделан — в цкП выполняется работа по планам подразделений в рамках их исследовательских программ. Следующим шагом необходимо выработать общеуниверситетские приоритетные исследовательские проекты и составить план их реализации на имеющемся в ТПУ оборудовании в рамках созданных специализированных цкП (наноматериалы, материаловедение, дефектоскопия, геология-нефтедобыча, дозиметрия и т.п.) на основании списка приоритетных направлений исследований в ТПУ кроме того, на базе отдельных подразделений — цкП можно гораздо эффективнее обеспечивать обучение специалистов на современном научно-методическом уровне с использованием новейших разработок мирового приборостроения и прежде всего подготовку элитных специалистов, кадрового резерва, магистрантов и докторантов — все оборудование по теме собрано и работает в одном месте, обучение происходит под руководством высококвалифицированных, специально обученных специалистов.
Стратегическим планом развития ТПУ предусмотрено расширение деятельности по коммерциализации результатов научных исследований на основе тесной интеграции с предприятиями малого и среднего наукоемкого бизнеса. Полученные с использованием современного исследовательского оборудования цкП результаты интеллектуальной деятельности
ученых ТПУ имеют перспективу воплотиться в новых востребованных на рынке коммерческих продуктах. Реализованная в ТПУ система завершенного инновационного цикла позволяет не только развить инновационный потенциал научных разработок и сформировать рыночную ориентацию проводимых НИОкР, но и передать разработки в отрасли экономики по лицензионным договорам или путем создания новых инновационных предприятий.
В настоящее время действует 23 соглашения с промышленными компаниями предусматривающих денежные отчисления от использования объектов интеллектуальной собственности ТПУ. Организовано 19 малых инновационных предприятий, ведущих серийный выпуск инновационной продукции, основанной на разработках ТПУ. В качестве приоритетных отраслей коммерциализации объектов интеллектуальной собственности ТПУ выступают нанотехнологии, энергосберегающие технологии, биомедицинские технологии, новые источники энергии, атомная и химическая промышленность. Реализация Инновационной образовательной программы позволила закончить формирование в университете замкнутого инновационного цикла, обеспечивающего проведение фундаментальных и прикладных научных исследований мирового уровня, коммерциализацию и трансфер интеллектуальной собственности, кадровое обеспечение инновационной деятельности, создание и инкубирование малых инновационных предприятий и развитие среды интеграции знаний.
достигнутые результаты привели к системному эффекту — повышению инновационного потенциала вуза и создали условия для становления и развития университета как инновационного вуза, оказывающего существенное положительное влияние на развитие Томской области и Томской технико-внедренческой зоны в первую очередь, а также всего Сибирского Федерального округа и Российской Федерации в целом.
