Ступін Олександр Борисович
(05.03.1942–04.05.2013)
Завідувач кафедри фізики нерівноважних процесів, метрології і екології, доктор технічних наук, професор, дійсний член Академії наук вищої школи України і Української екологічної Академії наук, Заслужений діяч науки і техніки України

Олександр Борисович Ступін народився 5 березня 1942 р. в м. Вічуга Іванівської області.
У 1967 р. закінчив фізико-механічний факультет Ленінградського політехнічного інституту та отримав кваліфікацію інженера-фізика за фахом «Аеродинаміка і термодинаміка». З 1967 р. працює в Донецькому державному університеті В 1967–1986 рр. – інженер, асистент, старший викладач, доцент, професор; у 1986–1995 рр. – декан фізичного факультету; в 1995–2008 рр. –проректор з наукової роботи; з 1987 р. – завідувач кафедри фізики нерівноважних процесів, метрології і екології (ФНПМіЕ).
У вересні 1967 р. О. Б. Ступін приїхав у Донецьк до чл.-кор. НАН України Івана Лукича Повха (за рекомендацією видатного аерогідромеханіка, проф. Л. Г. Лойцянського, вчителя І. Л. Повха). У Івана Лукича було разюче почуття нового, перспективного й дивна здатність «заряджати» людей своїми ідеями. Він дав О. Б. Ступіну кілька статей, де йшлося про новий для того часу ефект Томса – ефект зниження турбулентного тертя добавками полімерів, і ненав’язливо сказав: «На мою думку, дуже цікаво, перспективно, вважаю, що цим варто зайнятися».
Ефект був новий, його дослідженням займалися активно лише 5 років (з 1962 р.). У Новосибірську дослідженнями керував голова Сибірського відділення АН СРСР акад. М. А. Лаврентьєв (Інститут гідродинаміки СО АН СРСР), а в Москві над вивченням ефекту працювали дві наукові школи: акад. Л. І. Сєдова (Московський державний університет) і акад. А. Ю. Ішлінського (Інститут проблем механіки РАН). Між школами йшла запекла конкурентна боротьба. У суперечку московських наукових шкіл був утягнений навіть Президент АН СРСР, акад. А. П. Александров. Відкривалися приголомшливі перспективи практичного застосування ефекту, оскільки мізерні концентрації полімерної добавки (20–30 вагових частин полімеру на мільйон частин розчинника) приводили до приголомшуючого (до 5 разів) зниження гідродинамічного опору. Всім здавалося, що ось-ось буде революційний переворот у технологіях, пов’язаних із рухом води (енергетика, холодо- і теплопостачання, гідроруйнування твердих порід, гідрорізання конструкційних матеріалів та ін.). Звідси такий великий ажіотаж навколо ефекту Томса. Показова гідродинамічна установка, що ілюструє ефект, експонувалася навіть на ВДНГ СРСР.
Загалом, з ініціативи Івана Лукича науково-дослідна група під керівництвом О. Б. Ступіна вступила в науковий бій, незважаючи на застереження проф. Л. Г. Лойцянського про те, що московські наукові школи можуть донеччан «стерти в порошок».
Але цього не відбулося з двох причин. По-перше, вдалося швидко одержати непогані наукові результати й заявити про себе в науковому світі; по-друге, була отримана сильна підтримка з боку сибіряків. З ініціативи акад. М. А. Лаврентьєва на початку 70-х рр. кафедра фізичної гідродинаміки була включена у Всесоюзну науково-технічну програму «Океан-1», яка присвячувалася збільшенню швидкостей руху підводних і надводних кораблів, а у 1974 р. за рекомендацією доктора технічних наук, контр-адмірала Г. С Мігіренка, заступника М. А. Лаврентьєва при кафедрі була відкрита проблемна лабораторія фізичних методів дослідження турбулентності Держкомітету з науки і техніки СРСР.
До кінця 1980-х рр. науково-дослідному колективу кафедри під керівництвом І. Л. Повха й О. Б. Ступіна, єдиному в СРСР, вдалося розробити високоефективні рідкі та тверді композиції для збільшення швидкостей руху надводних і підводних кораблів. У цей період кафедра вже була головним виконавцем, а московська науково-дослідна група під керівництвом акад. Л. І. Сєдова брала участь у цих роботах (через Донецьк) як співвиконавець.
А починалося все так: у 1967 р. була створена дослідницька група під керівництвом ас. О. Б. Ступіна До складу групи увійшли: наукові співробітники С. Н. Максютенко і В. М. Добриченко, лаборанти А. Н. Тур і Е. А. Рощін, студенти П. В. Асланов, О. П. Симоненко і С. Л. Ларін. Починали з розробки та збірки гідродинамічних стендів. Першим запустили трубний гідродинамічний стенд для визначення інтегральної характеристики потоку – гідродинамічного опору. Потім упродовж 2-х років зібрали гідродинамічний стенд із лазерним доплерівським вимірником швидкості (ЛДВШ) для вимірювання турбулентних характеристик у тонкій пристінній рідині. Лазерний анемометр зібрали власноруч практично з підручних засобів, оскільки купити ЛДВШ датської фірми «DISА» було неможливим (на той час вартість приладу була більше 200 тисяч доларів США). Зібраний лазерний анемометр дав змогу одержати оригінальні піонерські результати з характеристик пристінної турбулентності в розчинах полімерів і поверхнево-активних речовинах (ПАР).
Були отримані фундаментальні результати в теорії та експерименті. Безпосередньо О. Б. Ступіним була побудована молекулярна теорія ефекту зниження турбулентного тертя рідин добавками полімерів на основі концепції анізотропної в’язкості та кінетична теорія деструкції полімерних молекул у турбулентному потоці. Отримано експериментальні результати за характеристиками турбулентності (інтенсивність та анізотропія пульсації швидкості, спектри енергії та ін.) у тонкій пристінній області течій розчинів полімерів.
У 1974 р. за роботу «Дослідження гідродинамічного опору та теплообміну в слабких розчинах полімерів» канд. фіз.-мат. наук О. Б. Ступіну була присуджена Республіканська комсомольська премія ім. М. Островського в галузі науки і техніки.
З початку 1970-х рр. науково-дослідна група під керівництвом О. Б. Ступіна почала дослідження із впливу домішок ПАР на зниження гідродинамічного опору. Роботи з дослідження ефекту зниження опору домішками ПАР носили піонерський характер. Практично вперше у світі був здійснений комплексний підхід до дослідження ефекту. Був вивчений вплив різних фізико-хімічних факторів (рН-середовища, температури, солоності, міцелярної природи ПАР та ін.) на зниження опору. На основі концепції ультраслабких твердих тіл сформульована гіпотеза про механізм впливу міцелярних структур на турбулентність. Виявлено ефект оборотної деструкції в розчинах ПАР.
Паралельно проводилися роботи, пов’язані із практичним застосуванням ефекту. На шахті ім. Газети «Соціалістичний Донбас» був зібраний натурний трубний гідродинамічний стенд, на якому було відпрацьовано склад холодоносія на основі ПАР для шахтної холодильної установки кондиціювання повітря (ШУКП). На склад холодоносія та пристрій для розчинення та уведення добавок ПАР в холодоносій були отримані (разом із шахтою) авторські посвідчення на винаходи.
У 1981 р. холодоносієм на основі ПАР була заповнена гідравлічна система вторинного контуру ШУКП довжиною 13,5 км, яка розташовувалася на шахтних горизонтах 814 і 740 м. Холодоносії з ПАР ефективно працювали із травня по вересень включно (період охолодження шахтних виробітків). Споживання електроенергії насосом, що забезпечує циркуляцію холодоносія, знизилося на 50 %. За 5 місяців роботи холодоносія з ПАР була зекономлена електроенергія, якої вистачило на те, щоб усі служби і підрозділи шахти (підземні та наземні) могли працювати протягом 2-х тижнів.
У 1982 р. робота «Холодоносій зі зниженим опором» була відзначена премією Комісії з економії електроенергії Ради Міністрів СРСР. До складу авторського колективу роботи ввійшли: від шахти ім. Газети «Соціалістичний Донбас» – директор шахти Ю. І Баранів, головний механік П. К. Кудренко, головний енергетик О. В. Мірошник ст. механік В. К. Світличний, від Донецького державного університету – професор І. Л Повх, доцент О. Б. Ступін і науковий співробітник О. П. Симоненко.
Оборонні розробки були використані для вирішення народногосподарських технічних завдань. Зокрема, розроблені для оборонних цілей ультраслабкі тверді полімерні композиції, які давали змогу за малі проміжки часу (3–5 секунд) одержувати полімерні розчини необхідних концентрацій, були використані для підвищення ефективності гасіння пожеж: збільшення кількості подання до вогнища пожежі води і далекобійності струменів. Ці роботи на початку 90-х рр. одержали серйозну фінансову підтримку від Державної воєнізованої гірничорятувальної служби Мінвуглепрому України. З ініціативи головного інженера воєнізованої гірничорятувальної частини (ВГРЧ) Донбасу С. І. Степанова були проведені натурні випробування розроблених полімерних композицій, що показали високу ефективність їхнього застосування для гасіння підземних і наземних пожеж.
Розробки, виконані під керівництвом О. Б. Ступіна, також дали можливість істотно (майже в 2 рази) підвищити ефективність роботи гідроімпульсних машин (ГІМ) для виїмки вугілля. Ця машина розроблена і виготовлена під керівництвом проф. Г. М. Тимошенка, який у 1970–1975 рр. був ректором Донецького державного університету. У 1995 р. з ініціативи начальника ВГРЧ Донбасу Б. С. Любарського почалися спільні роботи університету й політехнічного інституту. Як робоча рідина в ГІМ використовувалися слабкі розчини полімерів. Технологія їхнього одержання була така. У прийнятний шланг, що подавав воду до машини, вставлялася касета довжиною 0,8 м, усередині якої на спеціальних вставках була нанесена ультраслабка тверда полімерна композиція. При обтіканні її потоком води відбувалося розчинення полімерної композиції та утворення слабкоконцентрованого розчину полімеру, імпульсний струмінь якого й робив вплив на вугільний шар. Однієї касети було досить для 6-годинної безперервної роботи гідроімпульсної машини. Ефективність роботи ГІМ збільшилася майже у 2 рази. Крім того, розроблена технологія давала можливість руйнувати тверді породи вугілля з коефіцієнтом міцності за шкалою М. М. Протодьяконова більш ніж 2.
З ініціативи О. Б. Ступіна разом із Національним технічним університетом «Київський політехнічний інститут» виконана робота для Чорнобильської АЕС (проєкт Українського науково-технологічного центру № 715 «Гідроструменне різання на атомних електростанціях»). Розроблено самопересувний і керований на відстані роботизований комплекс для гідрорізання труб на 4-му блоці Чорнобильської АЕС. Як робоча рідина використаний слабкоконцентрований розчин полімеру, що дало можливість майже удвічі підвищити ефективність гідрорізання, а також істотно (у 3–5 разів) збільшити термін служби дорогих гранатових сопів і розгінних трубок. Робота одержала продовження. Було розроблено і виготовлено роботизований комплекс («рука») для гідрорізання під водою високорадіоактивних довгомірів (твели та ін.), відпрацьованих на атомних станціях. Запропонована технологія дає змогу ефективно утилізувати відпрацьовані матеріали АЕС.
З 1989 р. з ініціативи О. Б. Ступіна почалися дослідження з екології та техногенно-екологічної безпеки. Поштовхом до початку досліджень стало місячне візуальне спостереження (з парку ім. Щербакова) газоаерозольних викидів Донецького металургійного заводу (ДМЗ). Викиди мартенів ДМЗ мали яскраво виражений характер турбулентних струменів, що зносяться вітряним потоком. Водночас з’ясувалося, що в місці розташування ДМЗ спостерігається специфічна «роза вітрів»: близько 80 % добового часу викиди ДМЗ спрямовані до центру міста та прилеглих до нього територій, а 20 % часу вони спрямовані у протилежний бік (мікрорайон «Текстильник»). Отже, екологічні дослідження почалися з розробки струменевих турбулентно-дифузійних моделей газоаерозольних викидів.
Пізніше, з 1994 р., почалися дослідження з очищення стічних вод (СВ) різними способами: сорбційний, мікробіологічний, коагуляції та флокуляції. Тут основна увага приділялася виявленню фізичних аспектів, які супроводжують процеси очищення вод, що, безумовно, надалі дало змогу підвищити їхню ефективність.
У 2003 р. були сформульовані концептуально-методологічні основи екологічного менеджменту (ЕМ), що згодом дало можливість побудувати концептуальну модель комп’ютерного ЕМ. Водночас почалися дослідження з оцінки та прогнозування стану геоекологічної безпеки шахтних відвалів і біоіндикації шахтних екосистем із використанням трутових грибів, розробка автоматизованих систем моніторингу задля усунення техногенних аварій на водоводах та оптимальної подачі води.
У 2003 р. відкрита спеціалізована Вчена рада із захисту кандидатських і докторських дисертацій за фахом «Екологічна безпека». О. Б. Ступін та четверо викладачів кафедри ФНПМіЕ увійшли до її складу.
З ініціативи О. Б. Ступіна на кафедрі розпочата підготовка бакалаврів, спеціалістів і магістрів за двома новими спеціальностями: «Комп’ютерний еколого-економічний моніторинг» та «Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології» (спеціалізація «Стандартизація, сертифікація і управління якістю»). Багато уваги він приділяє науково-методичному забезпеченню навчального процесу. О. Б. Ступін опублікував 11 підручників і навчальних посібників, він автор понад 250 наукових праць, з яких 8 монографій. Має 26 авторських посвідчень і патентів на корисні моделі. Підготував 12 кандидатів наук.

Бесіда проф. О. Б. Ступіна з академіком РАН, лауреатом Нобелівської премії Алфьоровим Жоресом Івановичем перед його відльотом з Донецька

Був завідувачем кафедри ЮНЕСКО «Екологія техногенного регіону» і директором Асоційованого центру ЮНЕСКО з мікронаукового експерименту. У рамках проєкту ЮНЕСКО з мікронаукового експерименту розроблено мікронаукове обладнання з природничих дисциплін (хімія, фізика, біологія та екологія) для шкіл та університетів.
О. Б. Ступін виступав з науковими доповідями та здійснював наукові контакти по лінії ЮНЕСКО в Польщі, Англії, Франції, Італії, Швеції, Бельгії, Югославії, Греції, Південно-Африканській республіці, Мексиці, Об’єднаних Арабських Еміратах. Був членом експертної ради ВАК України за фахом «Екологічна безпека», членом Національного комітету України з теоретичної і прикладної механіки і Президії українського суспільства інженерів-механіків, членом редколегії журналів «Вісник Донецького національного університету» і «Вісник міжнародного слов’янського університету», збірника «Теоретична і прикладна механіка».
Багато уваги приділяє роботі з учнівською молоддю, будучи президентом Донецького територіального відділення Малої академії наук і президентом наукового суспільства українського ліцею при Донецькому національному університеті.
Дійсний член Академії наук вищої школи України та Української екологічної Академії наук.
Лауреат Республіканської комсомольської премії ім. М. Островського в галузі науки і техніки (1974), йому присуджено Нагороду Ярослава Мудрого АН ВШ України (2002), Державну премію України в галузі науки і техніки (2003).
Заслужений діяч науки і техніки України (2000), Заслужений професор Донецького національного університету (2006).