Аспирант физико-технического факультета Университета ИТМО Минчжао Сун – один из авторов «умного стола», который позволяет заряжать гаджеты без проводов и розеток на расстоянии до одного метра, 13 сентября защищает кандидатскую диссертацию. Незадолго до защиты мы пообщались с молодым ученым и выяснили, какое будущее ждет технологию беспроводной передачи энергии, чем отличается организация исследований в России и в Китае и почему его восхищает воображение Петра I.   

Через несколько дней у вас большой день – защита диссертации. Расскажите, пожалуйста, о своей работе, чему посвящено исследование?

На протяжении последних четырех-пяти лет я с коллегами занимался исследованиями в области беспроводной передачи энергии (WPT – с англ. wireless power transfer). Наша основная цель – предложить новую физическую концепцию в области беспроводной передачи энергии. Мы предложили использовать диэлектрик, в нашем случае – керамику, вместо металлического провода, который можно обнаружить внутри вашего телефона. Мы используем керамику в качестве WPT-приемников и WPT-передатчиков, чтобы увеличить дистанцию и эффективность передачи энергии. Также мы использовали метаматериалы, то есть искусственные электромагнитные структуры, чтобы повысить возможности WPT-технологии и передавать энергию на большие расстояния. Все это повлекло за собой применение новых физических подходов.

Что это за подходы? Какие они открывают возможности по сравнению с тем, что уже используется сегодня?

Если используется обычная металлическая катушка, то при взаимодействии с другой такой же катушкой, как это происходит сейчас, связь получается слабая. Если же использовать диэлектрический резонатор с высокой диэлектрической проницаемостью, проще говоря керамику, мы можем усилить связь и в то же время улучшить quality factor (добротность), который показывает, насколько хорош ваш резонатор, насколько далеко он может передавать энергию.

Сейчас мы ведем несколько проектов – создаем керамические резонаторы, производительность которых сравнима с коммерческими образцами, с используемой ныне металлической катушкой. Они могут передавать энергию на расстояние равное двум-трем их радиусам. Таким образом, дальность передачи зависит от размера вашего резонатора: чем больше, тем дальше передается энергия. Металлическая катушка имеет примерно такие же показатели, но в нашем случае эффективность выше. В нашей недавней работе мы представили так называемый «Умный стол», на котором мы можем передавать энергию на расстояние до одного метра между двумя резонаторами, что было экспериментально доказано.  Все это было включено в мою диссертацию.

Какое будущее у вашей технологии? Вы собираетесь открыть стартап, предложить эту технологию крупной компании?

В последние месяцы к нам приходили различные компании и интересовались этой технологией, к примеру, представители компании Huawei приезжали к нам четыре или пять раз. Стартап – тоже вариант: в Университете ИТМО очень поддерживают наукоемкие стартапы, помогают их запустить, превратить исследовательскую идею в реальную технологию. Так что мы сейчас решаем, какой из путей будет наилучшим для нас. Но и, конечно, в любом случае мы продолжим нашу исследовательскую работу.

Если заглянуть в будущее, как WPT-технологий изменит нашу жизнь?

Давайте проведем параллель между Wi-Fi и WPT. Вот уже 10 лет Wi-Fi популярен и широко используется. Он дает возможность ходить по комнате со смартфоном в руке и не думать, где роутер. Наша цель такая же: мы хотим создать технологию, когда ты не должен волноваться о том, насколько заряжен твой телефон, где найти розетку.

В настоящее время мы моем передавать энергию только на уровне сантиметров или метров, но наша глобальная цель – увеличить это расстояние. Чтобы подобно тому, как вы сейчас идете по улице с общедоступным вай-фаем и пользуетесь интернетом, вы в будущем шли по улице, а в это время ваш телефон заряжался. Это звучит потрясающе. Когда это будущее наступит, сказать сложно, но предположу, что в ближайшие пять лет мы станем свидетелями того, как электрокары заряжаются прямо от дороги, по которой они едут. Никакого ожидания пока аккумулятор вашей машины зарядится, это будет происходить прямо во время поездки – как троллейбус, только без проводов. В конце концов все эти провода, которые мы видим в наших комнатах, исчезнут.   

Вы прошли большой путь в Университете ИТМО на физико-техническом факультете – от магистратуры до защиты кандидатской диссертации. Почему вы вообще решили отправиться в Россию, поступить в петербургский вуз и продолжить свою работу здесь после обучения?

Я окончил Чжэцзянский университет, который занимает место в тройке лучших вузов Китая (в 2012 году университет занял первое место в одном из национальных рейтингов – прим. ред.), и уже тогда я слышал об Университете ИТМО, в особенности о Лаборатории метаматериалов и профессоре Павле Белове. Уже тогда, в 2011 – 2012 годах, они были известны. Поэтому я выбрал ИТМО. Ну и другой, личной причиной было то, что моя жена уже приехала обучаться сюда в 2012 году, а через полгода я приехал к ней. Учились мы с ней на одном факультете

В чем разница между работой ученого в России и Китае? Какой новый опыт вы получили в Университете ИТМО?

В Китае мы делаем все в небольших группах, у нас много людей, но мы разделены на маленькие команды. Самая лучшая вещь, которой я научился здесь, – это то, как хорошо объединять людей и работать вместе. 

Шесть лет назад мы здесь были совсем небольшой группой в 20 – 30 человек. Но эти люди приехали из разных стран, разных университетов и у них был разный бэкграунд. Некоторые из них теоретики, некоторые экспериментаторы – у нас есть все. И мы объединяемся, чтобы делать что-то вместе – это стимулирует рождение хороших идей. Все наши разработки в области беспроводной передачи энергии родились в наших спорах, общении. Сейчас нас больше 200 человек, и эффект от этого общения растет по экспоненте.

Когда идеи витают в воздухе?

Именно так!

А где вы берете вдохновение для исследований, как восстанавливались психологически для работы над диссертацией?

Петербург красивый город, есть много мест, где можно «зарядиться» позитивной энергией. Но самое главное, что мое исследование, моя тема сами по себе достаточно интересны. Заниматься ими весело. Всякий раз, когда у меня кончается зарядка на телефоне или когда смотрю на трамваи, я понимаю, что должен работать интенсивнее, чтобы покончить с этими проводами. Энергия должна передаваться прямо по воздуху!

А еще меня мотивирует возможность ездить на конференции, где я встречаю своих коллег, с которыми могу обсудить свою работу. Это самая веселая ее часть. Однако для этого нужно работать больше, чтобы было что обсудить.    

А как вы отдыхаете? Есть в Петербурге места, где вы особенно любите проводить время?

На самом деле таких мест очень много. За шесть лет, что я здесь живу, я посетил много музеев, ходил в театр на балеты. И все это – театры, музеи – лучшая часть России для меня. Я не могу назвать какой-то один, любимый музей. Конечно, Эрмитаж самый впечатляющий, но после него я побывал в Музее Шоколада, Музее Воды, Музеи Арктики и Антарктики. И там тоже масса всего интересного. В Китае нет города с такой концентрацией культурных центров.

Кроме того, весь город, сам по себе прекрасен. Каждый раз, когда я выхожу на Невский проспект и смотрю на архитектуру, думаю о том, что это все произошло за 300 лет. И я очень впечатлен воображением Петра I, у него была идея, которую он претворил жизнь. А еще здесь хорошая погода, белые ночи. Потрясающее событие – Алые Паруса. Каждый раз прихожу на них посмотреть – захватывающее зрелище.  

Константин Крылов

Редакция новостного портала