Нанотехнологии для Юга России – реальность или прожектерство?
Сегодня только ленивый не твердит про «нанотехнологии», с легкой руки Чубайса это словечко выучили даже дошколята. Да вот понять, о чем мудрено рассуждают важные господа на инвестиционных форумах, могут далеко не все. Что же это самое «нано» принесет простому человеку, задолбанному бытовой рутиной? Какие чудеса сделает доступными, а желания – осуществимыми? Об этом корреспонденту «Открытой» рассказывает один из самых известных специалистов по наноисследованиям на Юге России, доктор физико-математических наук, профессор Южного федерального университета Александр СОЛДАТОВ (на снимке).
– Александр Владимирович, можете со мной не согласиться, но мне кажется, что современная популярность нанотехнологий – не более чем дань моде.
– Соглашусь, что это действительно модно. Но в самом слове «мода» не вижу ничего плохого: моду на позитив, на развитие чего-то нового, прорывного, нужно только поощрять. Например, на Западе сейчас модно думать о собственном здоровье – это фитнес, борьба с ожирением, отказ от алкоголя и курения. Так ведь это замечательно!
То же самое нанотехнологии. Это новая ступень в развитии науки, которая открывает поистине безграничные возможности и для теоретиков, и для практиков. Поэтому их нужно не просто развивать, но и всячески пиарить. Проблема лишь в том, что сегодня многие пропагандируют нанотехнологии, плохо представляя себе, что же это такое.
– Ну тогда вопрос дилетанта: а что это такое?
– Ура-пропагандисты нанотехнологий на этот вопрос бы вам ответили так: это все, что связано с объектами размером меньше ста нанометров. Но это определение неверно, ведь такие размеры у большинства молекул, исследуют которые химия, биохимия, физика уже многие десятки лет…
– Выходит, размер не имеет значения?
– Имеет. Дело в том, что при достижении определенной степени измельчения вещества его свойства скачкообразно меняются. В физике это называется «квантовый размерный эффект».
Мы живем в макроскопическом мире, где все можно увидеть и пощупать – и поэтому нелегко понять, как вообще осуществимы нанотехнологии. Вот представьте: вы берете в руки белую бумагу и начинаете резать. Но сколь бы мелкими ни были кусочки, это все равно останется белой бумагой.
А в наномире все по-другому: бумага может поменять цвет и вообще стать не бумагой. Думаю, еще со школы вы помните, что алмаз и графит – это химически одно вещество – углерод, только имеющий разную структуру. А за последние два десятилетия благодаря нанотехнологиям мы получили еще массу искусственных модификаций углерода – фуллерены, графен, нанотрубки … И каждая из них обладает какими-то уникальными свойствами: например, массивы нанотрубок – самое прочное вещество, известное человечеству.
Или другой пример. Металлы – вещества, для которых основным свойством является электропроводность, это тоже еще со школы все помнят. Но если металл измельчить до наноразмеров, это будет уже совсем другое вещество, которое практически не проводит электричество (то есть изолятор).
– Алхимия какая-то!
– Да уж, в нанотехнологиях определенно есть что-то от алхимии. Только уже на совершенно другом уровне понимания: алхимики полагались на наитие, магию, непознанные силы, а ученые XXI века – только на строгое, доказуемое научное знание.
Когда нанотехнологии в последние два десятилетия распространялись все шире, это вызывало все больший ажиотаж и у специалистов-практиков. Вы только представьте, какой гигантский простор такие технологии открыли для разработки новых материалов, лекарств, даже пищевых продуктов! По сути, это очередная революция в науке и промышленности.
– Очередная? А предыдущая какая была?
– Ну возьмем, например, 60-70-е годы. Ученые умы всего мира тогда бились над простой вроде бы задачей, как повысить электрическую проводимость новых материалов. Известно было, что некоторые керамики и сплавы при охлаждении до определенной температуры полностью теряют электрическое сопротивление – то есть становятся сверхпроводниками.
Понятно, чем ближе эта температура к комнатной, тем выше экономический эффект от использования таких сверхпроводников – ведь их не надо охлаждать. И на изыскания в этой области тратились огромные средства, а результат – какие-то тысячные доли градуса в год. То есть наука достигла определенного предела, за который шагнуть уже не могла.
Пока в 1986 году не был открыт эффект высокотемпературной сверхпроводимости, который вообще полностью перевернул научные представления. И это тоже была «революция» в науке того времени. Причем первооткрывателям этого эффекта Беднорцу и Мюллеру немедленно присудили Нобелевскую премию по физике, что бывает крайне редко.
– Нанотехнологии – это ведь штука очень затратная. Много ли институтов в России могут себе позволить заниматься ими?
– Для начала очень важное замечание. Нужно разделять так называемую nano science (то есть фундаментальную науку о наноразмерной структуре вещества) и nanotechnology (прикладные исследования). Сегодня в абсолютном большинстве российских вузов (за редким исключением) вообще нет базы, чтобы на высоком, международном уровне заниматься нанотехнологиями (например, синтезировать некие новые материалы). Зато они могут позволить себе теоретические исследования.
Для начала вуз должен иметь хотя бы физико-математический факультет, чтобы иметь возможность проводить селекцию: из собственных ребят отбирать лучших из лучших для дальнейшей работы в nano science. Например, в нашем научно-образовательном центре («Наноразмерная структура вещества» при Южном федеральном университете – Ред.) возможность такой селекции есть. Причем мы отбираем ребят уже начиная со школы.
– Не рановато ли?
– Если у молодого человека мозги действительно «заточены» под науку, то чем раньше он научится работать руками, тем лучше. Мы уже в старших классах школ, которые курирует ЮФУ, присматриваем ребят, проявляющих особый интерес к физике.
Когда эти ребята поступают в вуз, они уже получают возможность работать на базе наших лабораторий. С третьего курса идет официальное распределение на НИРС – и они становятся полноценными сотрудниками нашего научного центра. Так что уже к моменту защиты диссертации ребята приходят с 10-летним научным багажом!
– Но даже самым лучшим кадрам нужно где-то прилагать свои усилия. То есть встает вопрос материально-технической базы. Тут, пожалуй, российским ученым можно надеяться только на Чубайса с его «Роснано».
– Честно скажу, к «Роснано» у меня отношение двойственное. Сегодня она действует по принципу венчурной компании, вкладывая государственные деньги для получения немедленной прибыли. Для сиюминутной экономики это, может, и неплохо. Но где же тогда существенный рост вложений в базис – развитие фундаментальных наук?
А ведь без значительного подъема уровня фундаментальных разработок нанотехнологии для России (и для любой другой страны тоже) остаются рисковым направлением. На этом пути многие ученые еще продолжают набивать шишки, и надеяться на скорую отдачу общей массы исследований просто не приходится.
В деятельности «Роснано» мне не нравится, что деньги распределяются практически только под прикладные проекты. Ведь для того, чтобы внедрить в практику какую-то технологию, ее еще нужно разработать. А это прерогатива именно nano science – фундаментальной теоретической науки. Впрочем, учитывая, как сильно после распада СССР рухнули естественные науки, наивно надеяться, что завтра в массовом порядке будут выдавать на-гора классные практические разработки. Да ими просто некому будет заниматься!
– Выходит, «Роснано» пытается снять сливки с прокисшего молока?
– Я бы сказал – с давно «снятого» молока. Чтобы получать ощутимый эффект, государство, говоря вашим языком, должно сначала наладить выпуск свежего молока. То есть прилагать огромные усилия прежде всего к тому, чтобы возродить в России естественные науки (начиная еще со школьной программы), заново создать почти разрушенную научную инфраструктуру, повысить авторитет ученых. И это задача не одного года.
Причем такая проблема стоит не только перед Россией. Даже в США власти понимают: в глобальной гонке знаний они скоро могут потерять роль лидера – пальму первенства перехватывает Китай, где сегодня гигантскими темпами развиваются университеты, НИИ, высокотехнологичные заводы.
Барак Обама совсем недавно поставил перед Министерством образования США задачу – повысить качество обучения математике в школах, которое сильно сдало. И это в Америке. А что уж говорить про качество базовых естественнонаучных знаний у нынешних российских детей!
– Думаете, американцам удастся такой прорыв?
– Удавался же раньше. Вот, например, после запуска в СССР в 1957 году первого искусственного спутника Земли американские идеологи сели и призадумались: надо подтягивать интеллектуальный уровень нации. И сделали мощный упор на обучении математике в школах и вузах. Уже в 1969 году американцы высадились на Луну. Первыми, намного опередив Россию! А у нас запала уже не хватило – и последние десятилетия мы все сильнее и сильнее проигрываем Западу (а с недавних пор – еще и Азии).
Беседовал
Антон ЧАБЛИН
Продолжение – в следующем номере
Версия для печати
Добавить комментарий