РОМАН КАРОТКИЯН: «СОВРЕМЕННОМУ АСПИРАНТУ ОЧЕНЬ ВАЖНО ОБЛАДАТЬ ГИБКИМ АНАЛИТИЧЕСКИМ УМОМ»

Аспирант кафедры теоретической и прикладной механики ДГТУ, сотрудник НОЦ «Материалы» ДГТУ Роман Кароткиян рассказал, как проходит обучение в аспирантуре, о своем диссертационном исследовании, а также о том, с какими сложностями сталкивается современный аспирант и каково это, совмещать учебу и работу в лаборатории.

– Роман, какова тема Вашей диссертации? Почему Вы выбрали именно ее? Чем она важна? Как проходила Ваша научно-исследовательская работа, которая легла в основу диссертации?

– Тема моей диссертации – исследование механических свойств роговицы глаза. Это направление меня очень заинтересовало, как только я с ним познакомился, хотя до поступления в аспирантуру я занимался другими темами. В бакалавриате я учился на кафедре физики по направлению «Оптическая физика», моя выпускная работа была посвящена изучению оптико-физических свойств контактного метаморфизованного угля. В магистратуре я обучался на кафедре теоретической и прикладной механики, в продолжение моей бакалаврской работы занимался исследованием конечного элементного моделирования пигмента черного цвета на основе контактного метаморфизованного угля. Во время обучения в магистратуре мой научный руководитель Соловьев Аркадий Николаевич порекомендовал мне начать работу в лаборатории биомеханики и биосовместимых материалов, которая была основана на средства выигранного ДГТУ гранта. Сейчас я сотрудник научно-образовательного центра «Материалы» ДГТУ и занимаюсь изучением тканей глаза и ротовой полости.

– Расскажите, пожалуйста, о Вашем исследовании простыми словами – так, чтобы было понятно обывателю, который интересуется научными разработками.

– Цель моей работы заключается в исследовании механических характеристик тканей роговицы глаза. Сама роговица имеет слоистую структуру, где каждый слой уникален. На сегодняшний день структура эта до конца не изучена, хотя в ее исследовании есть острая необходимость. В дальнейшем моя работа может стать базой для разработки имплантов – искусственной роговицы.

В силу действующего законодательства в России крайне непросто раздобыть образцы человеческого глаза, поэтому мы проводим исследования в основном с биоматериалом животных. Изначально собирали необходимые данные о методике и вели теоретические изыскания, а затем уже стали работать с живым биоматериалом – образцами глаза кролика, они имеют наиболее схожие характеристики с глазом человека. Логично, зная строение роговицы, исследовав интересующие параметры и получив достаточное количество информации, затем перейти к исследованию непосредственно биоматериала.

Однажды нам все-таки удалось добыть роговицу человеческого глаза. Мы поддерживаем связь с Ростовским онкологическим институтом и получили образец от них. Для этого понадобилось получить согласие пациента, а также разрешение от Этического комитета на исследование образца глаза человека, чтобы все производилось законно. Поскольку заседания Этического комитета проводятся крайне редко, пришлось долго ждать, но это ожидание было оправданно.

– Расскажите, на каком оборудовании Вы работаете в лаборатории?

– В нашей лаборатории есть 4 аппарата для измерения механических свойств материалов. Наш атомно-силовой микроскоп для измерения микрогеометрических характеристик, на нем можно посмотреть топологию роговицы глаза – всю ее поверхность на микроуровне, положение волокон, размеры клеток, все то, что невозможно увидеть невооруженным глазом. Игла настолько тонкая, что на ее кончике помещается всего один атом. Когда к нам приходят студенты в лабораторию, мы их сразу информируем о том, что игла очень острая, нужно быть предельно внимательными и аккуратными при работе с прибором, так как она может, например, при падении пройти через ткани, и человек даже не почувствует этого.

Второй прибор – наноиндентор Nano Test – оборудование для измерения более подробных механических характеристик. Он представляет собой прибор с иглой из материала, характеристики которого уже хорошо изучены. При работе с ним существует ряд сложностей: требуется максимально ровная поверхность изучаемого материала, так как индентор внедряется ровно в плоскость, и если предмет будет недостаточно ровным, игла войдет под углом и результаты будут уже недостоверны.

На средства мегагранта «Биомеханика тканей полости рта и глазного яблока и оптимизированные биосовместимые материалы для имплантации» в нашу лабораторию был приобретен микротомограф, который позволяет получить полноценный снимок исследуемого образца. В процессе работы томограф воспроизводит очень большое количество снимков образца, в результате чего формируется 3D изображение. Обработав его в программном комплексе томографа, мы можем изучить карту плотностей – выделить интересующие сегменты исследуемого экземпляра цветом и вывести каждый сегмент на максимально подробное обозрение.

Все эти приборы можно применять и при работе с небиологическими материалами, например, когда изучаем металлы с напылением, можно определить, подходит ли технология напыления тех или иных примесей на металл.

– Какие сложности могут возникать при работе с биоматериалами?

– Самая большая проблема заключается в том, что биоматериалы имеют свойство портиться со временем и требуют особых условий хранения. Хранятся биоматериалы в термостатах с температурой +5 градусов. В идеале образец должен быть максимально свежим для получения наиболее объективных результатов. По срокам хранения есть специальные стандарты, которые делятся на три категории: хранение образцов в течение нескольких дней, недель или месяцев. Для каждой категории используется определенная жидкость – примесь. Также при транспортировке, хранении и исследовании образцов используются специальные жидкости. Дополнительная сложность в том, что все эти жидкости тоже влияют на параметры, клеточную структуру образца, изменяют их. Чтобы вывести из образца одну жидкость, потребуется ряд других жидкостей, для их выведения используются в свою очередь другие жидкости и т. д. Кроме того, для проведения исследований применяют контрастные жидкости. Например, для микротомографии требуется насыщенный раствор йода для наилучшей визуализации сегментов исследуемого образца.

– Как проходит Ваша учеба в аспирантуре? Посещаете ли Вы занятия?

– Я прохожу очно второй год обучения в аспирантуре. Первые два года у нас есть занятия, посещаем лекции и семинары. В конце первого года обучения были экзамены по английскому языку, философии и зачет по дополнительному предмету согласно выбранному направлению, в моем случае это информационные технологии в сфере науки. В первом семестре второго года обучения у меня было два дополнительных предмета: психология и педагогика и информационные технологии в научной среде. Сейчас у меня сессия, предстоит сдать экзамен по профильному предмету – механике твердого тела. Третий год посвящен написанию диссертационного исследования и отчета по научно-исследовательской деятельности, а также прохождению педагогической практики. В нашей лаборатории проводится также обучение сотрудников работе на специализированном оборудовании.

– Кто такой, на Ваш взгляд, современный аспирант? Для чего стоит поступать в аспирантуру? Что лично Вам дало обучение в аспирантуре?

– Современному аспиранту очень важно обладать гибким аналитическим умом. Сегодня немногие идут в аспирантуру. Есть ряд сложностей: это не просто обучение, но и глубокая исследовательская работа, к тому же большинство аспирантов – люди работающие, и приходится совмещать работу, учебу и научно-исследовательскую деятельность, а это достаточно сложно. Некоторые идут в аспирантуру, чтобы получить ученую степень и возможность преподавать. Бывает, ученая степень становится дополнительным бонусом при устройстве на работу. В моем случае поступление в аспирантуру стало логичным продолжением работы в научно-исследовательской лаборатории. Дополнительная сложность для меня – то, что я планирую защититься и стать кандидатом физико-математических наук. Для этого требуется проведение исследований по узкоспециализированным темам. Меньше усилий мне бы пришлось приложить, если бы я защищался по техническим наукам.

– В каких изданиях и в каком количестве Вы опубликовали свои научные статьи? Насколько важна публикационная активность для современного аспиранта? Каким образом аспиранты ищут издания для размещения своих публикаций?

– Научные публикации важны для аспиранта. Сейчас требуется минимум 3 публикации в журналах ВАК, имеющих прямое отношение к теме диссертационного исследования. Что касается лично меня, опубликовано 8 научных публикаций. Четыре из них – тезисы. Три тезиса опубликовано в сборнике Всероссийской конференции «Школа биомеханики», еще один – по итогам конференции МГУ в Сочи. Четыре научные статьи напечатаны в сборниках издательства Springer в разделах Plasticity и Advanced Materials.

В основном все публикации платные либо оплачивается участие в конференции. Поэтому выбор может осуществляться исходя из материальных возможностей. Поскольку я сотрудник лаборатории НОЦ «Материалы» и один из исполнителей мегагранта, все мои публикации и участие в конференциях оплачивались бюджетными средствами в рамках этого гранта.

В этом году планирую опубликовать методическое пособие по работе на атомно-силовом микроскопе.

– Сегодня принято сравнивать возможности, которые предоставляются молодым ученым на Западе и в России. Сформировалось ли у Вас собственное мнение на этот счет?

– В 2018 году мы от нашей лаборатории в ДГТУ ездили в Бельгию, в город Льеж, на обучение на аппарате Nano Test. Мои коллеги выступили там на конференции с докладами. Мы отметили, что европейские ученые оперируют, к примеру, формулами и выводами по ним без каких-либо подробных расчетов. Это нас удивило. В России сильная аналитическая школа. Наши ученые представили большое количество формул и расчетов, подробную экспериментальную часть, сведение расчетов с экспериментальной частью, развернутые выводы по каждой части и общие. А в Европе не принято выполнять расчеты вручную, все это делают машины.