http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=c842a3a4-ac61-4d0b-8de8-d5f92982b158&print=1© 2024 Российская академия наук
Не имея багажа фундаментальных разработок, занять лидирующие позиции на мировом рынке нанопродукции невозможно. Вместе с тем законы нарождающегося нанорынка уже сегодня побуждают представителей "чистой" науки к максимальной координации действий. С этой целью при Президиуме РАН летом минувшего года была создана комиссия по нанотехнологиям, в ее состав вошел заместитель председателя СО РАН, директор Сибирского международного центра синхротронного излучения академик Геннадий КУЛИПАНОВ.
- Геннадий Николаевич, научное сообщество с нетерпением ждет общеакадемическую программу по нано. Расскажите, пожалуйста, как идет работа.
- За короткий срок нам пришлось провести фактически полную инвентаризацию возможностей самых разных академических институтов. Нужно было понять, что у нас на сегодня есть: во-первых, проанализировать массу фундаментальных и прикладных работ, во-вторых, провести ревизию технологической базы, в-третьих, оценить готовность к выходу на рынок.
В итоге в нулевом приближении общеакадемическая программа сформирована. Теперь надо выделить наиболее перспективные разработки, быстро решаемые задачи, определить источники финансирования - без этого дальше работа не пойдет, а нам важно, чтобы через год-два программа уже начала приносить реальные плоды.
- Способствуют ли этой работе изменения в структуре академии?
- Да, и реорганизация отделения, и выделение Секции нанотехнологий, и введение должности вице-президента по нано мне кажутся целесообразными, поскольку это все-таки междисциплинарное направление. Конечно, нано должны заниматься и физики, и химики, и биологи, но координация работ и организация больших проектов должны быть прерогативой Секции нанотехнологий.
Однако ставить успех работы ученых в прямую зависимость от организационных мероприятий я бы не стал. Науке присущ естественный ход развития, он мало зависит от наличия или отсутствия специальных структур, даже от того, помогает или нет государство. Ведь многие работы, которые мы сейчас относим к нанотехнологиям, начинались не сегодня и не вчера. Задача сейчас состоит в том, чтобы с помощью организационных мер ускорить переход от удачных научных решений к реальному производству.
- В последнее время все внимание - практическому применению достижений ученых. Не окажется ли обойденной фундаментальная наука, которая пока опережает прикладную?
- Когда мы говорим о нанотехнологиях, такое деление неуместно. У нас в понятие нанотехнологий входят и фундаментальная наука, и инфраструктура, которая должна обеспечить диагностику и современный экспериментальный уровень проведения этих работ, и, наконец, производство - собственно наноиндустрия. На Западе все это называется nanoscience (нанонаука) с теми же тремя ее составляющими. Я бы не сказал, что фундаментальная наука в области исследований нано ушла далеко вперед - есть масса примеров, когда мы можем определенно говорить о каком-то достижении в нанотехнологий, но понять и объяснить его природу пока не в состоянии.
Например, простой экспериментальный факт, полученный в новосибирском Институте химии твердого тела: если добавить сотую долю процента нанопорошка в жидкий металл, его пластичность увеличивается не на 10-20 процентов, а в три раза! Почему? Хорошего фундаментального объяснения этому феномену пока нет. Так что "чистая" наука не во всем впереди. Но и две другие составляющие триединства нанотехнологий оставляют желать лучшего - инфраструктура неразвита, почти полностью отсутствует наноиндустрия, хотя отдельные примеры уже имеются, в том числе в Сибирском отделении академии.
- Какую роль в развитии инфраструктуры наноиндустрии будут играть центры коллективного пользования?
- Вообще, все достижения в области нано связаны с появлением нового оборудования. Те же нанотрубки своим обнаружением обязаны появившимся в 50-х годах прошлого столетия электронным микроскопам высокого разрешения. И сегодня мировое научное сообщество понимает, что серьезные научные открытия невозможны без базовых инструментов для исследования наноструктур, которыми являются установки класса megascience: нейтронные источники, источники синхротронного излучения (СИ), мощные фемтосекундные лазеры, лазеры на свободных электронах.
В мире насчитывается сейчас уже более 60 источников синхротронного излучения: в Японии - 12, в США - 10, в Европе - 16... Основные пользователи этих установок - университеты. Установки мирового класса работают в Южной Корее, Китае, Индии, Австралии, Бразилии, Сингапуре, на Тайване. По статистике, каждый год в мире 20 тысяч дипломов защищаются на установках megascience!
- А у нас в России сколько источников синхротронного излучения?
- Один строящийся в Зеленограде и четыре действующих. Два источника "Сибирь-1" и "Сибирь-2" мы построили для Курчатовского института, два есть у нас в Новосибирске. Причем наши в Институте ядерной физики СО РАН, можно сказать, самые древние - им больше 30 лет. К сожалению, в последние 15 лет в научном сообществе обсуждались в основном проблемы заработной платы, сдачи в аренду помещений и т. д. , а в это время мировая наука быстро развивалась во многом за счет создания установок megascience и центров коллективного пользования на их базе.
- Мы отстали навсегда?
- Не все потеряно. У нас есть шанс даже не догнать, а перегнать зарубежных коллег, не догоняя. Дело в том, что сейчас в мире используются источники синхротронного излучения второго, реже - третьего поколения. Четвертого пока нет, это будут супердорогие установки, которые надо строить вскладчину. Источники Курчатовского института - это второе поколение установок. Мы решили, образно говоря, перешагнуть из второго класса сразу в четвертый. Источники синхротронного излучения четвертого поколения - это чисто российская идея, мы знаем, что и как нужно сделать, чтобы, не теряя класса установки, снизить ее стоимость. Мы уже обсуждаем план ее строительства в Курчатовском институте. Эта установка наверняка станет международным научным центром. В ее создании примут участие и европейские страны.
На сегодняшних источниках СИ провести полный рентгеноструктурный анализ можно только для кристаллических объектов, а на установке четвертого поколения - для любых. Это особенно важно для биологов, поскольку их объекты, как правило, некристаллические. Но такая установка может быть пока только одна на всю Россию. А в Сибири, на Урале надо строить источники СИ третьего поколения, для этого понадобится четыре-пять лет. В эту сеть надо включить и северо-запад страны - построить источники в Санкт-Петербурге, а также на юге. Уверен, что источники синхротронного излучения должны быть во всех инновационно продвинутых регионах.
Для Новосибирска мы рассматриваем создание источника СИ третьего поколения, относительно дешевого и компактного. Кстати, его макет демонстрировался на выставке во время встречи в Новосибирске президентов России и Казахстана в октябре прошлого года. Казахстанские коллеги тоже хотели бы иметь такую установку, и мы вместе разрабатывали подходы к ее созданию. Нурсултан Назарбаев, со свойственным ему государственным размахом и эмоциональным напором, решение принял буквально в считанные минуты - там же, на выставке. Будем строить в Астане, сказал он, там два университета плюс биотехнологический центр, подготовим научные кадры. А потом неожиданно добавил: "И восстановим Академию наук!"
Так что теперь мы будем готовить сразу два проекта строительства источников СИ - и для Новосибирска, и для Астаны, что облегчит проектирование и снизит стоимость установок и для Казахстана, и для нас. Надеемся ввести их в строй через четыре года.
- Есть ли у российских ученых возможность работать на зарубежных установках?
- Конечно! Особенно много наших в Берлине, Гренобле. Работать за рубежом, честно говоря, даже выгоднее - ведь там им платят командировочные. Наши головы и руки везде котируются!
- Причем здесь руки?
- А как же - когда ставишь эксперимент, не только голова, но и руки должны быть хорошие! Экспериментальная установка - это сложнейший механизм, надо уметь им пользоваться, все должно работать, иначе эксперимент не состоится. Как с автомобилем или станком: можно ездить мастерски, а можно - как попало, можно на станке выточить нужные детали, а можно руку оторвать. Человеческий фактор на megascience имеет первостепенное значение, поэтому многих наших ученых перетянули на Запад...
- Когда разрабатывали программу по нано, речь шла и о том, что хорошо бы уехавших вернуть...
- Вопрос возвращения - не главный. Люди там обживаются, пускают корни - это их право. Главное - чтобы не уезжали те, кто сейчас работает в России. Но если все-таки уехали - чтобы приезжали к нам на какое-то время работать. На встрече ученых с Путиным речь зашла о том, что наши исследователи принимают участие в создании лазера на свободных электронах в Германии. Президент на это заметил, что надо создавать у себя свои установки, чтобы западные ученые к нам приезжали. Думаю, что установки, о которых я говорил, - в Новосибирске, на Урале и особенно Курчатовский источник СИ четвертого поколения - это будут как раз те самые megascience установки, которые привлекут многих исследователей.
Вообще, чтобы молодежь не уезжала, нужно выполнить три условия. Во-первых, нужна относительно высокая зарплата, чтобы ученые могли нормально существовать. Во-вторых, нужно решить проблему жилья. Уверен, на сегодня необходима специальная госпрограмма по поддержке молодых ученых - надо строить достаточно комфортное жилье, пусть гостиничного типа, чтобы в течение, скажем, пяти лет молодой человек мог его арендовать по приемлемой цене.
Но какую бы зарплату мы ни предложили, на Западе молодые ученые все равно могут получать больше. Даже на самую высокую институтскую зарплату у нас хорошую квартиру не купишь, а в США, например, наши ребята уже через два года живут в собственных коттеджах. Остается третье условие - интересная работа. Вот она может удержать. А предоставить ее сегодня не получится без установок megascience.
Почему состоялось Сибирское отделение Академии наук 50 лет назад? Не только потому, что были финансовые вливания, был могущественный Минсредмаш и замечательный академик Лаврентьев, но и потому, что Михаил Алексеевич позвал на интересную работу много талантливых, дерзких, обладающих оригинальными идеями молодых сотрудников. А ведь эти ребята ушли из своих научных школ, многие оставили столичную жизнь, чтобы делать большое дело...
- Может быть, сейчас научные школы - тормоз прогресса?. .
- Нет, научные школы - это основа нашей науки, без нее нельзя. В периоды потрясений, перестроек научные школы становятся хранителями традиций, не дают порушить дерево науки. На Западе нет научных школ, окончили аспирантуру в университете - все разлетаются кто куда. Профессор закончил работу - его оборудование выбрасывают, ставят новое для нового профессора по новой тематике - вот стиль Запада. В этом его минус, но в этом и плюс.
Тенденции развития нанотехнологий диктуют нам более динамичный творческий ритм. Чтобы двигать вперед это междисциплинарное направление, нужны новые люди, новые школы, новые идеи. У нас очень большая страна, а мобильность населения очень низкая, мы привыкли жить на одном месте. Поехать на полгода поработать на какой-то установке - для многих целая проблема.
- Какие направления исследований кажутся вам наиболее перспективными?
- Нанотехнологии исторически развивались по двум направлениям: с одной стороны, от большого к малому - микроны, субмикроны, теперь нанометры, то есть "сверху вниз". Современная наноэлектроника - это 40 нанометров. Другое направление - "снизу вверх", конструирование от элементарного атомарного уровня к наноструктурам. В 1990-е годы они сошлись, тем и другим способом можно делать примерно одинаковые по размеру элементы, только в одних случаях оптимальным является первый, в других - второй.
Но сегодня голубая мечта молодых - создавать структуры, материалы, используя второй способ: берете атомы и конструируете весь объект. Многое, конечно, будет зависеть от экспериментальной базы, инфраструктуры, которые мы должны создать в очень короткие сроки. Есть надежда, что нам это удастся. Уже не та ситуация, когда мы вынуждены только догонять и догонять. Пока ни у кого нет источника синхротронного излучения четвертого поколения, а мы его можем построить. И построим!