Исследования лаборатории направлены на создание и изучение материалов нового поколения, способных работать в экстремальных условиях высоких температур, нагрузок и агрессивных сред. Основной фокус — синтез тугоплавких и сверхпрочных соединений, включая карбиды, бориды и новый класс высокоэнтропийных керамических материалов. Разрабатываемые вещества и покрытия востребованы в авиации, космической технике, ядерной и водородной энергетике, где требуется беспрецедентная стойкость и долговечность.

Ключевые научные направления:

1. Синтез высокоэнтропийных карбидов и боридов (HEB, HEC) с уникальным сочетанием твердости, тугоплавкости (>3000°C) и радиационной стойкости.
2. Разработка сверхпрочных керамических материалов на основе ZrB₂, HfB₂, SiC для защиты элементов энергетических установок и гиперзвуковых летательных аппаратов.
3. Компьютерное моделирование и машинное предсказание новых материалов с заданными электронными, теплофизическими и упругими свойствами (DFT-расчеты).
4. Термическая конверсия твердых отходов (пластики, резина, нефтешламы) и ископаемых топлив с получением энергоносителей и углеродных наноматериалов.

Коллектив лаборатории активно ведет работы по заказам индустриальных партнеров и в рамках грантов РНФ, Правительства Томской области, Российского научного фонда. Разработки защищены 12 патентами РФ и внедряются в опытное производство. Лаборатория оснащена авторскими электродуговыми установками для синтеза материалов при температурах до 4000°C, а также использует уникальное аналитическое оборудование Центра коллективного пользования ТПУ (растровый электронный микроскоп с EDS/EBSD, рентгенофазовый анализатор, высокотемпературный калориметр, установки для измерения микротвердости и трещиностойкости).

Ключевые публикации (Scopus, Q1, 2023–2025 гг.)

1. Pak, A.Y., Larionov, K.B., Kolobova, E.N., Slyusarskiy, K.V., Bolotova, S.S., Gubin, V.E.Synthesis of ultra-high temperature HfB₂-based ceramics via borothermal reduction and spark plasma sintering. Ceramics International, 2025, 51(2), pp. 2456–2467. DOI: 10.1016/j.ceramint.2024.11.124 (Q1, IF 5.2)
2. Larionov, K.B., Pak, A.Y., Yankovsky, S.A., Gromov, A.A., Kolobova, E.N., Slyusarskiy, K.V. Combustion of coal-water slurries with addition of carbon nanotubes produced by chemical vapor deposition. Fuel, 2024, 357, 129789. DOI: 10.1016/j.fuel.2023.129789 (Q1, IF 7.4)
3. Pak, A.Y., Nebogin, S.A., Larionov, K.B., Yankovsky, S.A., Gubin, V.E., Vassilyeva, Y.Z. High-entropy (TiZrHfVNbTa) C carbides: synthesis, microstructure, and mechanical properties. Journal of the European Ceramic Society, 2024, 44(6), pp. 3897-3907. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2023.12.065 (Q1, IF 4.9)
4. Yankovsky, S.A., Pak, A.Y., Larionov, K.B., Gubin, V.E., Kuznetsov, V.A., Korobov, D.S. Pyrolysis of oil sludge contaminated by peat: kinetic study and products characterization. Waste Management, 2024, 174, pp. 212-223. DOI: 10.1016/j.wasman.2023.12.008 (Q1, IF 8.1)
5. Pak, A.Y., Rakhmanova, A.A., Larionov, K.B., Gubin, V.E., Nebogin, S.A., Kalashnikova, A.I. DFT study of electronic structure, elastic and thermodynamic properties of (HfTaZrNb)C high-entropy carbide. Materials Today Communications, 2024, 38, 107856. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2023.107856 (Q1, IF 3.7)
6. Larionov, K.B., Slyusarskiy, K.V., Pak, A.Y., Gromov, A.A., Yankovsky, S.A., Gubin, V.E. Ignition and combustion of composite liquid fuel with addition of Al/CuO nanothermite. Combustion and Flame, 2023, 254, 112834. DOI: 10.1016/j.combustflame.2023.112834 (Q1, IF 5.8)
7. Pak, A.Y., Nebogin, S.A., Gromov, A.A., Kolobova, E.N., Larionov, K.B., Vassilyeva, Y.Z Structure and oxidation resistance of ZrB₂-SiC-TiB₂ ceramics prepared by spark plasma sintering. International Journal of Applied Ceramic Technology, 2023, 20(5), pp. 2924-2936. DOI: 10.1111/ijac.14451 (Q1, IF 2.1)

Полный список публикаций (>120) и патентов доступен в базе Scopus, Web of Science и РИНЦ. Индекс Хирша руководителя (Scopus): 17.