Известно, что одним из важных проблем современного общества является разработка технологии эффективной реализации практического потенциала альтернативных и возобновляемых источников энергии, из которых производится зеленая энергия – гидроэнергия, энергия солнца и ветра, геотермальная энергия, а также энергия океана, энергия гидрогена и т.д., которые в свою очередь призваны сократить и постепенно свести к нулю выбросы углекислого газа. На данный момент доля наиболее развитых ветвей (после гидроэнергетики) зеленой энергетики – ветровой и солнечной составляет более чем 10% в мировом энергетическом балансе. Заметим, также, что последние годы параллельно развивается другая перспективная ветвь технологии производства зеленой энергии – зеленый водород, который связан с огромным потенциалом использования во множестве секторах, включая производство электроэнергии и производственные процессы.
Тем не менее, одним из основных препятствий для всеобъемлющего распространения вышеуказанных технологий зелёной энергетики всё еще является относительная высокая стоимость, и как следствие – недостаточная эффективность (по сравнению с гидроэнергетикой), над решениями которых ведутся интенсивные научные исследования в научных центрах стран мира. В том числе, уже 4-й год в Физико-техническом институте им. С.У.Умарова Национальной академии наук Таджикистана при поддержке Департамента науки и инженерии Университета Васэда г.Токио (лабораторияи профессора Т.Ямамото) проводятся исследования по разработке технологии синтеза и оптимизации свойств новых наноразмерных материалов для создания преобразователей солнечной энергии. В частности, заметим, что при поддержке данного университета в течение последних лет 8 молодых ученых института прошли стажировку в лабораториях Департамента науки и инженерии. Данное научно-практическое направление развивается, и в настоящее время институт ведет переговоры по вопросам расширения сотрудничества и ведения совместных исследований также с университетами Европы, Китая и других стран.
Многолетние совместные исследования института с ведущими научными центрами стран мира начинают приносить практические результаты. Одним из последних результатов исследований является разработка технологии и синтез перовскитных нанокристалических пленок для использования в солнечных элементах нового поколения. В частности, в 2023 году получены образцы перовскитных нанопленок семейства СsNiХ3 (Х: Cl, Br, I, F), обладающих заранее заданными свойствами. Процесс получения данных нанопленок достаточно сложен и состоит как из теоретической части, состоящий в основном из квантово-химических расчётов оптимальной молекулярной структуры нанокомпозитного материала, так и из практической части по проведению высокоточных лабораторных экспериментов. В данном случае, после проведения совместных исследований по теоретической части в институте, практическая часть была проведена молодыми учёными института в лаборатории Университета Васэда.
Таким образом, разработка технологии и получение образцов нанокристаллических пленок являются одним из первых практических результатов научного сотрудничества между Физико-техническим институтом и лабораторией Департамента науки и инженерии Университета Васэда г.Токио. Институт на данный момент проводит углубление и расширение исследований в данном направлении, а также совместно с зарубежными учёными и партнерами разрабатывает планы совместных исследований в области применения интеллектуальных вычислений больших данных (Big Data) в материаловедении и инженерии, включая дизайн оптоэлектронных функциональных материалов и устройств для освещения, энергетики, дисплеев, датчиков и телекоммуникаций.
