Тойкка Александр Матвеевич

Александр Матвеевич Тойкка – доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химической термодинамики и кинетики Санкт-Петербургского государственного университета, почетный профессор СПбГУ (2024). А. М. Тойкка родился 6 декабря 1946 года в Петрозаводске. После школы поступил на химический факультет Ленинградского государственного университета. Интерес к термодинамике определил его научную деятельность еще в студенческие годы. В 1969 году Александр Матвеевич поступил в аспирантуру на кафедру теории растворов (сейчас – кафедра химической термодинамики и кинетики) ЛГУ, в 1972 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата химических наук. После окончания аспирантуры, с 1972 года, работает в ЛГУ / СПбГУ на кафедре химической термодинамики и кинетики: младший научный сотрудник, старший преподаватель, доцент, профессор, с 1999 года – заведующий кафедрой. Ученая степень доктора химических наук присуждена решением ВАК РФ от 07 июня 1996 года. Ученое звание профессора по кафедре химической термодинамики и кинетики присвоено решением Министерства образования РФ № 364-п от 20 октября 1999 года.

Почти 60 лет связывают Александра Матвеевича с Санкт-Петербургским университетом, более 50 из них входят в стаж научно-педагогической работы. Будущее, связанное с Ленинградским – Санкт-Петербургским университетом, по-своему определили уже детские годы. Мама, Валентина Степановна Суханова, была аспиранткой члена-корреспондента АН СССР профессора Д. В. Бубриха, заведующего кафедрой финноугроведения ЛГУ. В Петрозаводске семья Тойкка жила в одной квартире с семьей профессора С. В. Герда, сын которого – Александр Сергеевич Герд – станет заведующим кафедрой математической лингвистики и почетным профессором СПбГУ. С этой «филологической направленностью» конкурировала естественнонаучная – отец, Матвей Александрович Тойкка, был доктором биологических наук и заведовал кафедрой неорганической химии Петрозаводского университета.

Сейчас А. М. Тойкка известный специалист в области химической термодинамики и смежных научных направлений. Область его научных интересов включает широкий спектр современных проблем: от фундаментальных вопросов общей, химической и неравновесной термодинамики до задач химической технологии. Среди главных достижений следует выделить фундаментальные результаты, теоретические и экспериментальные, в области реакционно-массообменных процессов, являющихся в том числе научной основой совмещенных процессов химической технологии. Эти исследования потребовали получения большого массива экспериментальных данных о равновесиях и процессах в многокомпонентных системах, анализа и обобщения термодинамических закономерностей поведения указанных систем, положений теории термодинамической устойчивости, включая исследования критических состояний в химически реагирующих средах. Важными особенностями подхода А. М. Тойкка к решению термодинамических задач являются глубокий анализ фундаментальных положений, привлечение аппарата неравновесной термодинамики, закономерностей на атомно-молекулярном уровне, новых математических методов.

В 1998 году Александр Матвеевич организовал новое направление, связанное с фундаментальными и прикладными задачами мембранной технологии и наук о материалах: создание и исследование полимерных и композитных мембран для первапорации и газоразделения. Практическую направленность имеет разработка гомогенных полимерных и композитных мембран для технологий разделения и очистки многокомпонентных флюидных (жидких и газовых) смесей различной физико-химической природы и состава. Эти работы также базируются на большом комплексе экспериментальных и теоретических данных. Среди других результатов можно отметить исследования термодинамических свойств природного газа, его поведение и контроль в газопроводах: работы проводились совместно с иранскими учеными с использованием методов термодинамического моделирования и искусственных нейронных сетей.

Научные результаты А. М. Тойкка нашли отражение в более чем 170 публикациях в рейтинговых международных научных журналах (по данным Scopus и Web of Science на 2024 год), посвященных исследованиям термодинамической устойчивости сложных систем, фазовых и химических процессов в гетерогенных системах, критических состояний. Индекс Хирша по Scopus (2024 год) – 24. Ему принадлежит авторство глав в международных изданиях, в том числе, в книге «Mathematical Chemistry» (2010 год), об альтернативных формах условий термодинамической устойчивости – основному теоретическому направлению А. М. Тойкка. Результаты научно-исследовательской группы под руководством ученого получили безусловное признание научного сообщества как важный и знаковый вклад в термодинамическую теорию сложных физико-химических систем.

Александр Матвеевич – руководитель девяти грантов Российского фонда фундаментальных исследований (начиная с 1993 года), включая международный грант РФФИ–Иран (2017–2020), трех проектов, поддержанных Российским научным фондом, в области мембранных процессов и критических явлений в химически реагирующих средах.

Характеризуя научно-педагогическую деятельность А. М. Тойкка, в первую очередь, следует отметить его вклад в развитие кафедры химической термодинамики и кинетики СПбГУ, расширение круга тем, включающих и фундаментальные научные, и практические/технологические проблемы. В этом отношении заведующий продолжает традиции, заложенные профессором А. В. Сторонкиным и другими выдающимися учеными, с чьими именами связано становление и развитие кафедры теории растворов – химической термодинамики и кинетики: академики А. И. Русанов и М. М. Шульц, профессора М. П. Сусарев, В. Т. Жаров, В. К. Филиппов и другие. При поддержке своих учителей Александр Матвеевич уже в 1970-е годы приступил к чтению лекций для студентов химического факультета («Термодинамика гетерогенных систем» и «Термодинамика растворов неэлектролитов»), вел семинары по общему курсу «Статистическая термодинамика». Тогда же, по инициативе профессора А. В. Сторонкина, начинающий преподаватель разработал новый курс «Геометрические методы в химической термодинамике», в дальнейшем переработанный в курс «Прикладная химическая термодинамика». В 1988 году Александр Матвеевич восстановил спецкурс «Термодинамика необратимых процессов», затем преобразовав его в дисциплину «Неравновесная термодинамика». В 1990-е годы преподаватель читал курс «Основы прикладной химической термодинамики» для студентов кафедры кристаллографии геологического факультета.

Не менее важная работа проводилась в отношении модернизации практикумов в рамках указанных курсов, а также развития практикума «Химическая кинетика» для студентов, обучающихся по всем направлениям, реализуемым в Институте химии, уже в период руководства кафедрой. А. М. Тойкка является автором/соавтором ряда методических пособий для лабораторных/практических работ и теоретических курсов, например, «Гетерогенные системы: равновесие и процессы. Краткое пособие для школьников и студентов» (в соавторстве с академиком М. М. Шульцем, 2002). В целом, педагогическая работа Почетного профессора охватывает практически все образовательные аспекты работы возглавляемой им кафедры, среди которых новые курсы: «Термодинамика», «Термодинамика материалов», «Введение в неравновесную термодинамику» (на английском языке), «Общая и неравновесная термодинамика» (магистратура по направлению «Химия»). Под руководством А. М. Тойкка защищены более 30 выпускных квалификационных работ (специалистов, бакалавров, магистров), 12 кандидатских диссертаций и одна докторская диссертация.

Александр Матвеевич – один из организаторов нового учебного направления в классических российских университетах: «Химия, физика и механика материалов» (работал в составе Учебно-методического совета под руководством академика Ю. Д. Третьякова), член Президиума Учебно-методического совета ФУМО ВО УГСН Химия (направления подготовки 04.03.02, 04.04.02), один из руководителей-координаторов проекта Программы «Интеграция» (1997–2004), а также других научных программ. А. М. Тойкка активно участвует в работе оргкомитетов международных и российских конференций, выступает с пленарными и ключевыми докладами. Большое значение для него имеет популяризация науки, в первую очередь, термодинамики. Например, на 1-й Всероссийской молодежной школе по химической термодинамике (Казань, 2023) он выступил с докладом «О термодинамике в хронологическом, эвристическом и аксиоматическом контексте», на канале 100 TV – с лекцией «Термодинамика без формул». Им опубликованы статьи об ученых и по истории науки, например, статья «От Гиббса до Пригожина» в журнале «Природа» (в соавторстве с академиком Ю. Д. Третьяковым, 2006).

Ученый является членом рабочей группы «Fluid Separation» Европейской федерации инженеров-технологов, подкомиссии IUPAC по растворимости, членом секции «Химическая термодинамика и термохимия» Научного совета по физической химии РАН, председателем секции по физической и коллоидной химии и бюро семинара «Современные проблемы химической термодинамики и кинетики» РХО им. Д. И. Менделеева, входит в Ученый совет Института химии СПбГУ, а также диссертационных советов. А. М. Тойкка – ассоциированный редактор и член редколлегий международных журналов (Chemical Engineering Journal, Membranes и другие), выступал с приглашенными лекциями в европейских университетах (Гейдельберг, Кайзерслаутерн, Росток и другие), был приглашенным профессором в Тулузском Политехническом Институте (Франция, 2016–2017). Награжден Почетной грамотой Министерства образования СССР (1983), знаком «Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации» (2009), медалью «Санкт-Петербургский университет» (в связи с 50-летием работы в СПбГУ), другими наградами и дипломами за научную и образовательную деятельность, включая благодарность Ректора СПбГУ.