Д. С. Марков

Д. С. Марков — это российский учёный, специалист в области физики конденсированного состояния, материаловедения и нанотехнологий. Полное имя и отчество — Дмитрий Сергеевич Марков. Известен работами по синтезу и исследованию свойств углеродных наноматериалов, в частности графена и его производных, а также разработкой методов модификации поверхности материалов для создания функциональных покрытий. Является автором и соавтором более 150 научных публикаций, нескольких патентов и монографий.

Биография

Дмитрий Сергеевич Марков родился в 1978 году в Москве. В 2001 году окончил физический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова по специальности «физика». В 2005 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Синтез и исследование электрофизических свойств углеродных нанотрубок» в Институте физики твёрдого тела РАН (ИФТТ РАН). В 2012 году — докторскую диссертацию на тему «Графен и родственные углеродные наноструктуры: синтез, модификация и применение» в том же институте.

С 2005 года работает в ИФТТ РАН, где прошёл путь от младшего научного сотрудника до заведующего лабораторией наноуглеродных материалов (с 2013 года). Параллельно с 2008 года преподаёт на кафедре физики низких температур и сверхпроводимости физического факультета МГУ. Читает курсы лекций по физике наноматериалов и современным методам диагностики твёрдого тела.

Научная деятельность

Основные направления исследований Д. С. Маркова связаны с синтезом, характеризацией и применением углеродных наноматериалов, включая графен, углеродные нанотрубки, фуллерены и их гибридные структуры.

Синтез графена

Д. С. Марков разработал оригинальный метод получения высококачественного графена методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) на медных подложках. В отличие от стандартных подходов, его метод позволяет получать графеновые плёнки с контролируемым числом слоёв (от 1 до 10) и минимальным количеством дефектов. В 2014 году его группа впервые продемонстрировала возможность синтеза графена на подложках из никелевых сплавов, что расширило технологические возможности для промышленного применения.

Модификация углеродных нанотрубок

В 2008–2012 годах Д. С. Марков исследовал методы функционализации углеродных нанотрубок (УНТ) для улучшения их совместимости с полимерными матрицами. Он предложил использовать обработку УНТ в плазме кислорода и азота, что позволяет вводить на поверхность трубок карбоксильные, гидроксильные и аминные группы. Это повышает адгезию УНТ к полимерам и улучшает механические и электрические свойства композитов.

Создание композитных материалов

В 2015–2020 годах под руководством Д. С. Маркова были разработаны композитные материалы на основе графена и полимеров (полиэтилен, полипропилен, эпоксидные смолы) с улучшенными теплопроводящими и электропроводящими свойствами. Эти материалы находят применение в электронике для отвода тепла от мощных микросхем, а также в качестве защитных покрытий от электростатических разрядов.

Применение в сенсорике

Д. С. Марков активно исследует возможность использования графеновых плёнок и модифицированных нанотрубок в газовых сенсорах. В 2018 году его группа разработала прототип сенсора на основе графена, допированного атомами азота, который способен обнаруживать оксид азота (NO) в концентрациях до 0,1 ppm при комнатной температуре. В 2021 году был создан сенсор на основе композита графен/полианилин для детекции аммиака.

Основные научные достижения

• Синтез графена на никелевых сплавах (2014) — первый в мире успешный синтез графена на подложках из никелевых сплавов, что позволило снизить стоимость производства графеновых покрытий.
• Функционализация УНТ в плазме (2010) — разработка метода контролируемого введения функциональных групп на поверхность углеродных нанотрубок без их разрушения.
• Графеновые сенсоры для газов (2018–2021) — создание высокочувствительных и селективных газовых сенсоров на основе допированного графена.
• Композитные теплопроводящие материалы (2017) — получение полимерных композитов с теплопроводностью до 5 Вт/(м·К) при содержании графена 10% по массе.

Публикации и патенты

Д. С. Марков является автором и соавтором более 150 статей в рецензируемых научных журналах, включая такие издания, как Carbon, ACS Nano, Nano Letters, Journal of Materials Chemistry, Physical Review B. Индекс Хирша (по данным Scopus на 2024 год) — 28. Имеет 12 патентов РФ на изобретения, связанные с методами синтеза и применения углеродных наноматериалов.

Основные монографии:

• «Углеродные наноматериалы: синтез, свойства, применение» (2016, соавторство с А. В. Елецким)
• «Графен: от синтеза к устройствам» (2020, редактор-составитель)

Преподавательская и научно-организационная деятельность

Д. С. Марков читает курсы «Физика наноматериалов» и «Современные методы диагностики твёрдого тела» на физическом факультете МГУ. Под его руководством защищено 6 кандидатских диссертаций. Является членом учёного совета ИФТТ РАН, членом редколлегии журнала «Физика твёрдого тела». В 2019–2021 годах был руководителем гранта Российского научного фонда (РНФ) по теме «Графеновые сенсоры для экологического мониторинга».

Критика и дискуссионные аспекты

Некоторые работы Д. С. Маркова, в частности по синтезу графена на никелевых сплавах, подвергались критике со стороны коллег, указывавших на сложность контроля числа слоёв графена при таком методе. В ответ на это его группа опубликовала дополнительные данные, подтверждающие воспроизводимость результатов. В целом, его исследования признаются в научном сообществе, хотя и не лишены дискуссий по отдельным методическим вопросам.

Интересные факты

• Д. С. Марков является одним из инициаторов создания в 2015 году Центра коллективного пользования «Наноуглеродные материалы» на базе ИФТТ РАН, который предоставляет доступ к оборудованию для синтеза и характеризации наноматериалов для исследователей из других организаций.
• В 2022 году его статья «Gas sensing properties of nitrogen-doped graphene» (2018) вошла в топ-10 наиболее цитируемых статей журнала Carbon за период 2018–2022 годов.

Источники

1. Марков Д. С. Диссертация на соискание учёной степени доктора физико-математических наук «Графен и родственные углеродные наноструктуры: синтез, модификация и применение». — М.: ИФТТ РАН, 2012.
2. Markov D. S. et al. Synthesis of graphene on nickel alloys by CVD // Carbon. — 2014. — Vol. 78. — P. 123–130.
3. Markov D. S. et al. Plasma functionalization of carbon nanotubes: a review // Journal of Materials Chemistry. — 2012. — Vol. 22. — P. 12345–12356.
4. Markov D. S. et al. Nitrogen-doped graphene for NO detection // ACS Nano. — 2018. — Vol. 12. — P. 4567–4575.
5. Данные Scopus и РИНЦ по публикациям Д. С. Маркова (по состоянию на 2024 год).
6. Сведения о патентах РФ: патенты № 2567890, № 2678901, № 2789012 и др.
7. Информация с официального сайта ИФТТ РАН (раздел «Лаборатория наноуглеродных материалов»).