Дмитрий Дмитриев — будущий химик-хроматографист, специалист в области аналитической химии. Он изучает метод газо-адсорбционной хроматографии, который используется, в частности, для оперативного анализа качества нефтяных и газовых месторождений.
До седьмого класса Дмитрий обучался на физико-математическом направлении в самарской общеобразовательной школе и планировал стать специалистом в этой области. Однако его планы изменились после учёбы в региональном центре «Вега».
«Планы на выбор профессии изменились в восьмом классе, когда нашему классу предложили посетить занятия по олимпиадной химии. Сначала мы отнеслись к этому настороженно, считая себя “физматами”. Но после первого урока с Сергеем Николаевичем Яшкиным, учителем химии самарского регионального центра “Вега”, сомнения исчезли. Его способность не бояться выходить за рамки школьной программы и находить общий язык с учениками и пробудила в нас интерес к химии. Химия стала возможностью к расширению горизонтов человеческих способностей».
Сейчас Дмитрий учится на третьем курсе химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. За три года обучения он успел погрузиться в различные области химии: неорганическую, аналитическую и органическую, стать соавтором 12 научных статей и более 20 тезисов докладов. Большинство публикаций посвящено кристаллохимическому дизайну — процессу создания новых соединений и материалов. Юный химик уверен: в будущем его фундаментальные труды будут полезны в создании материалов с нужными химическими и физическими свойствами.
Параллельно с учёбой Дмитрий обучает школьников олимпиадной химии сразу в двух региональных центрах по модели Сириуса, является постоянным составителем задач всех этапов всероссийской олимпиады школьников по химии и входит в состав жюри заключительного этапа ВсОШ.
«Вау-эффект» Сириуса
Дмитрий дважды приезжал в Сириус: участвовал в августовских образовательных программах по химии. В Образовательном центре его больше всего впечатлили занятия в лабораториях, где он занимался синтезом органических соединений, изучал кинетику реакций, работал со спектрофотометром — измерял, как вещества поглощают свет.
«Сначала я не верил, что нам дадут работать на настоящем оборудовании. До сих пор с удовольствием вспоминаю практикум по спектрофотометрии, где мы измеряли концентрацию солей рутения в воде. Мировые запасы этого дорогого металла составляют порядка 5 тысяч тонн. Для школьника участие в такой лабораторной работе создавало настоящий «вау-эффект», который в Сириусе был бесконечным».
Кристаллохимический дизайн как вдохновение
За три года обучения на химическом факультете МГУ имени М. В. Ломоносова Дмитрий освоил неорганическую, аналитическую и органическую химию. Его работа охватывала неорганический синтез, рентгеноструктурный анализ и даже радиохимию.
«За три года учебы я стал соавтором 12 научных статей и более 20 тезисов докладов. Основная тематика моих публикаций связана с кристаллохимическим дизайном — процессом создания новых соединений и материалов. Хотя эта тема недостаточно популярна в научных кругах, моя работа представляет собой значимый вклад в развитие общей теории кристаллохимического дизайна. Уверен: в будущем мы сможем создавать материалы с нужными химическими и физическими свойствами. Это откроет новые горизонты в науке и технологиях».
Наука, разделяющая вещества, но объединяющая людей
Попробовав себя в разных направлениях химической науки, Дмитрий Дмитриев остановился на аналитической химии. Уже на первом курсе он стал лауреатом конкурса РАН по хроматографии им. М. С. Цвета. По его словам, быть лауреатом этого конкурса престижно, особенно студенту младшего курса.
«Хроматография — метод, который помогает проверить, не подделано ли масло, соответствует ли бензин стандартам, нет ли в лекарствах ядовитых примесей. Существует много видов хроматографии, но я изучаю газо-адсорбционную на углеродных адсорбентах. Сейчас у нас почти нет ограничений в разделении и распознавании органических веществ, но главные проблемы — цена и скорость анализа. Углеродные адсорбенты, такие как фуллерены и нанотрубки, перспективны для разделения и анализа органических молекул, потому что эффективно распознают их. Это позволяет использовать меньше адсорбента и снижает стоимость анализа».
Хроматография, особенно газо-адсорбционная, широко применяется на практике: её используют для быстрого анализа нефтяных и газовых месторождений в науке и промышленности. Например, с помощью портативного газового хроматографа «в полях» можно, не вскрывая месторождения, определить качество нефти. Процесс проходит путём анализа небольшого испарения углеводородов, которые содержатся в нефти.
Наставник, тренер, составитель задач
Дмитрий преподаёт олимпиадную химию сразу в двух региональных центрах по модели Сириуса: в Самарской области и Красноярском крае. В самарском Центре «Вега» он также выступает с лекциями. В их числе «Химия 3d-металлов», где он рассказывает школьникам о химических свойствах и прикладном значении соединений этих элементов.
.jpg)
«Год назад меня пригласили преподавать олимпиадную химию в региональный центр «Спутник», где я также являюсь тренером сборной Красноярского края, участвующей во всероссийской олимпиаде школьников по химии. Стараюсь выстраивать индивидуальную траекторию подготовки для каждого ученика, провожу очные и дистанционные интенсивы. Важно быть в одной команде с учеником, а не ставить себя выше. Все мы можем ошибаться, но умение находить нужную информацию — навык, которому нужно обучать».
Дмитрий Дмитриев — постоянный составитель задач всех этапов всероссийской олимпиады школьников по химии: школьного, который проводится на базе онлайн-платформы «Сириус», муниципального, регионального и заключительного. А ещё он входит в состав жюри заключительного этапа ВсОШ.
«Всероссийская олимпиада школьников — самая престижная в стране, участвовать в ней — большая честь. Оценивать работы участников, особенно на заключительном этапе, сложно. В большинстве задач важно разобраться в рассуждениях и процессе решения. Иногда даже при неверном ответе ученик может получить частичный балл, если ошибка допущена на последнем этапе расчётов. Важно придерживаться такого подхода во время проверки заданий, потому что даже полбалла существенно влияют на общий зачёт».
Химия на острие технологий. Что дальше?
В планах химика — углубить исследования хроматографических процессов на углеродных сорбентах и получить степень кандидата наук в области «Аналитическая и физическая химия». Дмитрий убеждён: только сочетание методов машинного обучения и междисциплинарных подходов приведёт к результатам.
«Аналитическая химия сейчас развивается особенно стремительно. Появляются новые методики и анализаторы. Многие открытия совершаются на пересечении разных дисциплин, таких как физика и химия или биология и химия. Однако самым перспективным инструментом, который набирает популярность среди химиков-аналитиков, является искусственный интеллект и машинное обучение. Уверен, что объединение вычислительных и аналитических возможностей этого подхода с традиционными химическими методами вскоре приведёт к впечатляющим результатам».
