Постдоки ЮФУ - Солдатов

НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА

АНАЛИЗ БОЛЬШИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ СУПЕРКОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЙ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ

Цель НАУЧНОГО ПРОЕКТА

Разработка не имеющей мировых аналогов комплексной неразрушающей in-situ и operando нанометрологической рентгеноспектральной диагностики параметров локальной атомной и электронной структур материалов современными инструментальными методами, включая источники синхротронного излучения последнего поколения.
Данный подход основан на анализе больших экспериментальных данных (спектров рентгеновского поглощения в полном диапазоне энергий) с применением технологий глубокого машинного обучения в режиме реального времени для контроля параметров локальной атомной и электронной структур материалов, в том числе в ходе быстропротекающих технологически важных процессов/реакций.

Рабочие языки – русский и английский

Методы:

− Современные экспериментальные методы для характеристики материалов (XANES, EXAFS, XAFS pre-edge) включая исследования на источниках синхротронного излучения;
− Теоретическое моделирование методами DFT и молекулярной динамики;
− Алгоритмы машинного обучения для анализа экспериментальных (больших) данных;
− Теоретическое квантово-химическое моделирование в науках о материалах;
− Машинное обучение для анализа больших данных и управления приборами.
Оборудование:

− Суперкомпьютерный кластер, включающий специализированные узлы для расчетов с использованием технологий искусственного интеллекта;
− Центры синхротронного излучения;
− Единственный в Европе лабораторный спектрометр R-XAS (Rigaku).
Место проведения научного проекта:

- Международный исследовательский институт интеллектуальных материалов Южного федерального университета (МИИ ИМ ЮФУ)
Руководитель:

- 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».
Область наук:

- Химия и науки о материалах
Научные направления:

- Наноматериалы и нанотехнологии, Атомная, молекулярная и химическая физика, Компьютерные науки, искусственный интеллект

− 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.

Руководитель научного проекта

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».
Персональная страница

Стаж научно-педагогической работы: 45 лет

Научные интересы: теоретическое и экспериментальное исследование локальной атомной и электронной структуры в различных типах перспективных наноматериалов, включая: квантовые точки, нанокатализаторы, материалы метал-ионных аккумуляторов, био-медицинские наноматериалы и другие.

Руководитель 34 защищенных диссертаций, из них 29 кандидатов наук и 5 докторов наук. В настоящее время руководит 5 аспирантами. На данный момент под его руководством находится 7 соискателей на степень кандидата наук, и для 3 соискателей на степень доктора наук является консультантом.
Александр Владимирович активно ведет педагогическую работу. Им подготовлен учебник «Физика твердого тела», 57 учебно-методических пособий и три электронных мультимедийных учебника.

Разработаны и внедрены учебные курсы: «Физика твердого тела», «Рентгеновская спектроскопия», «Наноразмерная структура вещества», «Электронная структура вещества», «Физика нанокластеров», «Многомасштабное компьютерное моделирование».

Солдатов А.В. неоднократно работал в качестве приглашенного профессора в ведущих зарубежных образовательных центрах: Римский университет (Италия), Университет Западного Онтарио (Канада), Антверпенский университет (Бельгия), Университет Неймегена (Нидерланды), Свободный университет Берлина (Германия). Член редколлегий ряда научных журналов, в том числе «Журнала структурой химии» РАН, «Поверхность: синхротронные и Нейтронные исследования» РАН, «Российские нанотехнологии».
ORCID: 0000-0001-8411-0546
WOS Research ID: E-9323-2012
Scopus Author ID: 7102129914
ID РИНЦ: 1685

1. J. Vercammen, M. Bocus, S. Neale, Aram Bugaev, S, Van Minnebruggen, J. Hajek, P. Tomkins, Alexander Soldatov, A. Krajnc, G. Mali, V. Van Speybroeck, D. E. De Vos. Shape-Selective C-H Activation of Aromatics to Biarylic Compounds Using Molecular Palladium in Zeolites // Nature Catalysis.- 2020.- V. 3. P. 1002–1009. Impact-factor: 41.813. DOI: 10.1038/s41929-020-00533-6 https://dx.doi.org/10.1038/s41929-020-00533-6
2. N. Van Velthoven, M. Henrion, J. Dallenes, A. Krajnc, A.L. Bugaev, P. Liu, S. Bals, A.V. Soldatov, G. Mali, D.E. De Vos. S,O-Functionalized Metal-Organic Frameworks as Heterogeneous Single-Site Catalysts for the Oxidative Alkenylation of Arenes via C-H activation // ACS Catalysis.- 2020.- V. 10 (9). P. 5077-5085.Impact-factor: 13.084. DOI: 10.1021/acscatal.0c00801 https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c00801
3. M. Stalpaert, K. Janssens, C. Marquez, M. Henrion, A.L. Bugaev, A.V. Soldatov, and D.E. De Vos. Olefins from Biobased Sugar Alcohols via Selective, Ru-mediated reaction in Catalytic Phosphonium Ionic Liquids // ACS Catalysis.- 2020.- V. 10 (16). P. 9401–9409. Impact-factor: 13.084. DOI: 10.1021/acscatal.0c02188 https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c02188
4. O. A. Usoltsev, A. A. Skorynina, B. O. Protsenko, V. Martin-Diaconescu, R. Pellegrini, A. V. Soldatov, J. van Bokhoven, A. L. Bugaev. Evolution of surface and bulk structure of supported palladium nanoparticles by in situ X-ray absorption and infrared spectroscopies: Effect of temperature, CO and CH4 gas // Applied Surface Science.- 2023. - V. 614. 156171. Impact-factor: 7.392. DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.156171 https://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.156171
5. K. Janssens, A. L. Bugaev, E. G. Kozyr, V. Lemmens, A. A. Guda, O. A. Usoltsev, S. Smolders, A. V Soldatov, D. E. De Vos. Evolution of the active species of homogeneous Ru hydrodeoxygenation catalysts in ionic liquids // Chemical Science.- 2022.- V. 13. P. 10251-10259. Impact-factor: 9.969. DOI: 10.1039/D2SC02150A https://dx.doi.org/10.1039/D2SC02150A
6. David Trummer, Keith Searles, Alexander Algasov, Sergey A. Guda, Alexander V. Soldatov, Harry Ramanantoanina, Olga V. Safonova, Alexander A. Guda, and Christophe Copéret. Deciphering the Phillips Catalyst by Orbital Analysis and Supervised Machine Learning from Cr Pre-edge XANES of Molecular Libraries // Journal of the American Chemical Society.- 2021.- V. 143 (19). P. 7326–7341. Impact-factor: 14.612. DOI: 10.1021/jacs.0c10791 https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c10791
7. A. A. Guda, S. A. Guda, A. Martini, A. N. Kravtsova, A. Algasov, A. Bugaev, S. P. Kubrin, L. V. Guda, P. Šot, J. A. van Bokhoven, C. Copéret and A. V. Soldatov. Understanding X-ray absorption spectra by means of descriptors and machine learning algorithms // Nature partner journal: Computational Materials.- 2021.- V. 7. 203. Impact-factor: 12.241. DOI: 10.1038/s41524-021-00664-9 https://dx.doi.org/10.1038/s41524-021-00664-9
8. Gorbunov D. N., Nenasheva M. V., Terenina M. V., Kardasheva Y. S., Naranov E. R., Bugaev A. L., Soldatov A. V., Maximov A. L., Tilloy S., Monflier E., Karakhanov E. A. Phosphorus-free nitrogencontaining catalytic systems for hydroformylation and tandem hydroformylation-based reactions // Applied Catalysis A: General.- 2022.- V. 647. 118891. Impact-factor: 5.723. DOI: 10.1016/j.apcata.2022.118891 https://dx.doi.org/10.1016/j.apcata.2022.118891
9. E. V. Lengert, D.B. Trushina, M. Soldatov, A.V. Ermakov. Microfluidic Synthesis and Analysis of Bioinspired Structures Based on CaCO3 for Potential Applications as Drug Delivery Carriers // Pharmaceutics.- 2022.- V. 14 (1). 139. Impact-factor: 6.321. DOI: 10.3390/pharmaceutics14010139 https://dx.doi.org/10.3390/pharmaceutics14010139
10. Aslam Hossain, M. S. Meera, E. A. Mukhanova, A. V. Soldatov, A. M. A. Henaish, Jahangeer Ahmed, Yuanbing Mao, S. M. A. Shibli. Influences of Partial Destruction of Ti-MOFs on Photo(electro)catalytic H2 Evolution by Dominating Role of Charge Carrier Trapping over Surface Area, Small 2023 (2300492) (Impact-factor: 15.153 ) DOI: 10.1002/smll.202300492

1. Солдатов Александр Владимирович, Пневская Анна Юрьевна, Проценко Богдан Олегович
Программа ЭВМ: «Виртуальный тур по источникам синхротронного излучения»
Номер 2023668223 от 24.08.2023
2. Поляниченко Дмитрий Сергеевич, Чернов Андрей Владимирович, Карташов Олег Олегович, Александров Александр Алексеевич, Бутакова Мария Александровна, Солдатов Александр Владимирович
Программа ЭВМ: «Программа автоматизированного компьютерного моделирования и маркировки изображений потокового синтеза с использованием генератора микродисперсных капель»
Номер 2022684679 от 16.12.2022
3. Положенцев Олег Евгеньевич, Панкин Илья Андреевич, Рудь Полина Алексеевна, Муханова Елизавета Андреевна, Солдатов Александр Владимирович
База данных: «Сводная таблица параметров синтеза, размеров и морфологии частиц и интенсивности люминесценции для серии рентгеновских люминофоров на основе фторида гадолиния допированного ионами тербия»
Номер 2022623633 от 23.12.2022. 2019-2022
4. Солдатов Александр Владимирович Баглий Антон Павлович, Гуда Сергей Александрович
Программа ЭВМ: «Программный комплекс оптимизации параметров химических реакций в микрофлюидном реакторе на основе данных спектров поглощения»
Номер 2023611518 от 20.01.2023
5. Медведев Павел Владимирович, Солдатов Александр Владимирович, Сивоконь Дмитрий Николаевич, Баглий Антон Павлович
Программа ЭВМ: «Программный комплекс управления установкой микрофлюидного синтеза с графическим интерфейсом»
Номер 2022667654 от 23.09.2022
6. Гуда Сергей Александрович, Гуда Александр Александрович, Солдатов Александр Владимирович
Программа ЭВМ: «Программа по анализу спектральных данных, прогнозирования и оптимизации параметров эксперимента в режиме реального времени на основе методов машинного обучения»
Номер 2022610807 от 17.01.2022
7. Панкин Илья Андреевич, Гуда Сергей Александрович, Гуда Александр Александрович, Солдатов Александр Владимирович
База данных: «Теоретические XANES спектры рентгеновского поглощения, полученные методом конечных разностей в полном потенциале, для различных структурных моделей активных центров меди катализатора Cu-SSZ-13»
Номер 2020621698 от 17.09.2020
8. Гуда Александр Александрович, Гуда Сергей Александрович, Солдатов Александр Владимирович
Программа ЭВМ: «Descriptor»
Номер 2020660701 от 10.09.2020
9. Терещенко Андрей Александрович, Гуда Александр Александрович, Русалев Юрий Владимирович, Бугаев Арам Лусегенович, Солдатов Александр Владимирович
Патент на изобретение: «Способ определения ёмкости хранения кислорода в оксидных материалах»
Номер 2708899 от 12.12.2019
10. Скорынина Алина Александровна, Русалев Юрий Владимирович, Гуда Александр Александрович, Солдатов Александр Владимирович, Бугаев Арам Лусегенович, Терещенко Андрей Александрович
Патент на полезную модель: «Ячейка для спектральной диагностики»
Номер 190702 2020
11. Патент на изобретение: «Система синтеза с онлайн спектральным контролем»
Номер 2021139660_СиН
12. Grigory Smolentsev, Alexander V. Soldatov. FitIt // International Tables for Crystallography.2024. Vol. I

Постдоку

Область наук и научные направления – Нанотехнологии, Материалы, Физика

Предполагаемая длительность работы – 2-3 года

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.

Задачи:

− 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 постдоку:

− 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.
Ожидаемые результаты по итогам работы:

- Подготовка публикации, подготовка РИД, руководство студентами, подготовка научных кадров, участие в научных конференциях.

Сведения о проекте