Наука в Сибири
N 41 (2626)
25 октября 2007 г.

БОЛЬШОЙ СМОТР ДОСТИЖЕНИЙ
ХИМИЧЕСКОЙ НАУКИ

К итогам работы XVIII Менделеевского съезда химиков, сентябрь 2007 года, Москва.

Е. Аввакумов, д.х.н., проф.

С 24 по 28 сентября 2007 года в Москве в здании Президиума РАН состоялся XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, посвященный 100-летию Менделеевских съездов. Менделеевские съезды всегда были крупными событиями. Их основное отличие от международных конференций в том, что они посвящены не отдельным направлениям науки, а всем областям химии, химической технологии и промышленности. На них обсуждаются интеграционные вопросы, связывающие новые приоритетные направления, развивающиеся на основе пограничных проблем с участием крупных ученых, представителей промышленности и сельского хозяйства, крупных зарубежных и российских компаний, связанных с производством химических продуктов и материалов. Это уникальная возможность не только выслушать доклады друг друга, но и обсудить различные проблемы, генерировать возникающие идеи и обменяться опытом последних достижений и исследований в области химической науки и промышленности.

На съезде состоялись выборы на очередной срок президента Российского химического общества им. Д.И. Менделеева, им вновь стал академик П. Саркисов. В своем выступлении он напомнил основные события из истории Менделеевских съездов.

Первый Менделеевский съезд, посвященный памяти Д. И. Менделеева и роли его работ в развитии химии, метеорологии, воздухоплавания, метрологии и образования, состоялся в Петербурге в 1907 году и был организован по решению Русского физико-химического общества. С тех пор Менделеевские съезды являются информационными форумами, где не только происходит обмен мнениями, но и выдвигаются новые концепции развития науки, причем не только химии. Например, на II съезде (1911 г.) широко обсуждались проблемы физики, химии, биологии. Н. А. Умов подчеркнул плодотворность периодического созыва специалистов по химии, физике и близким им отраслям естествознания, так как «широкий кругозор с трудом достигается в одиночку и несравненно легче — коллективной работой». В заключительной речи на III съезде (1922 г.) Н. Д. Зелинский справедливо отметил, что «наиболее важные и основные вопросы наших представлений о природе требуют совместного разрешения; тут необходимо участие математика, механика, биолога, химика, бактериолога, медика, минералога, геолога и даже астронома, ибо микрокосмос химических молекул и строение атомов не могут не отражать в себе элементов строения мироздания». Почти все последующие съезды, освещая фундаментальные проблемы, в некоторой степени выходили за рамки одной только химии.

Уже на IV (1925 г.) и V (1928 г.) съездах, помимо обсуждения основных направлений фундаментальных исследований в химии, были намечены пути создания мощной химической промышленности. На VI съезде (1932 г.) впервые был поставлен вопрос о замене пищевого сырья для получения спирта, мыла, а также отмечена важность развития новых физических методов в аналитической химии.

Выдающейся роли Д. И. Менделеева и его работ в развитии науки были посвящены VII (1934 г.), X (1969 г.) и XIII (1984 г.) съезды. VIII съезд (1959 г.) коснулся проблем химии и технологии полимеров, органического синтеза, химической кинетики, биохимии, фотохимии, физической химии, электрохимии, химических проблем земледелия и комплексного использования химического сырья. Специализированный IX съезд (1965 г.) посвящался химизации сельского хозяйства, использованию достижений химии в производстве пищевых продуктов и лекарственных веществ и подчеркнул важность создания производства широкого ассортимента полупродуктов для химико-фармацевтической промышленности. XI (1975 г.) и XII (1981 г.) съезды не только дали оценку развитию науки и технологий за прошедшие годы, но и постановили развивать фундаментальные исследования, в первую очередь, в области неорганического и органического синтеза для получения новых веществ с заданными свойствами и создания на их основе материалов, обеспечивающих технический прогресс. Первостепенная значимость решения экологических, природоохранных задач подчеркивалась на XV съезде (1993 г.). XVI (1998) и XVII (2003 г.) съезды также способствовали развитию отечественной химии, определяя ее передовые рубежи.

Как указывалось выше, Менделеевские съезды всегда были крупными научными событиями. Очередной XVIII съезд прежде всего отличался масштабностью. В его работе приняли участие 3850 человек, в том числе ученые из 7 стран ближнего и 17 стран дальнего зарубежья, 17 пленарных докладов, 440 устных и 2830 стендовых докладов. Труды съезда опубликованы в пяти полновесных (по 600 стр. каждый) томах в твердом переплете.

К съезду с приветствиями обратился Президент РФ В.В. Путин: «У одного из старейших отечественных научных съездов, названного в честь великого российского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева, богатая история и замечательные традиции. Они неизменно проходят как крупные и авторитетные форумы, собирают выдающихся ученых, представляющих элиту мировой химической науки. Уверен, что и нынешний съезд запомнится российским и зарубежным участникам содержательными профессиональными дискуссиями, поможет им обменяться опытом в изучении приоритетных вопросов общей и прикладной химии, в образовательной и технологической сферах. А предложения и рекомендации, подготовленные в ходе работы форума, будут востребованы на практике».

В подготовке и организации съезда участвовали практически все члены Отделения химии и наук о материалах РАН, многие выступали с пленарными докладами или руководили работой секций и международных симпозиумов, сопровождающих съезд. Академик  О. М. Нефедов, как на трех предыдущих съездах, возглавлял работу съезда, будучи его президентом. Он и открывал съезд.

Менделеевский съезд проводился под эгидой Международного союза по теоретической и прикладной химии (IUPAC), президентом которого является крупный французский ученый, специалист в области супрамолекулярной химии, лауреат Нобелевской премии профессор Ж.-М. Лен. С его лекции, посвященной перспективам в химии, «От супрамолекулярной химии к конституциальной динамической химии» и начал работу съезд. Отличие этих двух направлений химии в том, что к процессам самоорганизации в последнем случае добавляется операция селекции в ответ на какое-либо внутреннее или внешнее воздействие с целью достичь адаптации.

Затем на первом пленарном заседании с рассказом о состоянии высшей школы и приветствиями выступили академик В. А. Садовничий и мэр Москвы Ю. М. Лужков.

На пяти пленарных заседаниях было сделано 15 докладов зарубежных и российских ученых, в которых освещалось состояние того или иного направления науки. С докладами выступили три нобелевских лауреата. Лауреат Нобелевской премии профессор Р. Р. Шрок, сотрудник Массачусетского Технологического института (США), прочитал лекцию «Каталитическое восстановление азота до аммиака при комнатной температуре и одной атмосфере протонами и электронами». Показано, что можно восстановить селективно и каталитически молекулярный азот в аммиак при одной атмосфере давления и комнатной температуре протонами и электронами с 60 % выходом на центрах молибдена, степень окисления которого меняется с III до VI.

Доклад «Формирование и свойства наноструктур полупроводниковых соединений III-V группы» от имени Нобелевского лауреата Ж. И. Алферова прочитал его соавтор чл.- корр. РАН  В. М. Устинов. Доклад посвящен механизмам роста, структурным и оптическим свойствам эпитаксиальных наноструктур типа квантовых точек и нанометровых нанокристаллов различных соединений III-V групп.

Профессору  Г. Мета из Бангалора (Индия), руководителю ряда международных организаций, был вручен диплом иностранного члена РАН. Он прочитал лекцию «Полный синтез структурно новых и биологически активных продуктов». Профессор  Г. С. Ядав из Хайдарабада (Индия) рассказал о новых тенденциях в современном индустриальном синтезе.

США и Великобританию на пленарных заседаниях представляли проф. Д. Л. Кларк из Лос-Аламоса и проф. Р. Таунсенд (Королевское химическое общество, Лондон). Первый прочитал лекцию «Оксиды актинидов, структура, связь и распространение в окружающей среде», второй — о связи химии с науками о жизни.

В секционных заседаниях принимали участие ученые из США (проф. В.Н. Хабашеску), Германии (проф. М. Эппле и проф. М. Янсен), Франции (проф. Г. Демазо, проф. Ф. Ле Норманд, проф. З. Поли), Испании (профессора Г. Ф. Дела Фуенте и Я. Мартинез), Италии (проф. Р. Занони), Австралии (проф. Я. Томпсон), Нидерландов (проф. Т. А. Егорова-Зачернюк) и другие.

В рамках съезда работало пять специализированных международных симпозиумов: IV Российско-французский «Супрамолекулярные системы в химии и биологии»; II Российско-индийский по органической химии; «Радиохимия: достижения и перспективы», «Зеленая химия, устойчивое развитие и социальная ответственность химиков», «Нуклеофильное замещение водорода в ароматических системах и родственные реакции» — также с активным участием иностранных ученых.

Российскую химическую науку на пленарных заседаниях представляли академики В. И. Минкин (Институт физической и органической химии, Ростов-на-Дону), А. И. Мирошников (Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина, Москва), И. П. Белецкая (МГУ, Москва), М. В. Алфимов (Центр фотохимии РАН, Москва), В. Н. Пармон (Институт катализа им. Г.К. Борескова, Новосибирск), А. Ю. Цивадзе (Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина). Все они выступили с интересными и насыщенными докладами.

В докладе академика В. И. Минкина показано, что молекулы и организованные молекулярные ансамбли, обладающие свойствами бистабильности, т.е. способностью существовать в двух или нескольких термодинамически устойчивых состояниях, в ближайшее время могут стать элементной базой для нового поколения вычислительных и информационных систем.

Перспективам использования биотехнологических процессов в создании лекарственных средств посвящался доклад академика А. И. Мирошникова. Несмотря на то, что мировой технологический бум в производстве сложных биомедицинских препаратов прошел мимо нашей страны, тем не менее у нас налажено опытно-промышленное производство некоторых генно-инженерных препаратов, таких как инсулин человека, гормон роста, интерфероны, эритропоэтин и другие.

В докладе академика И. П. Белецкой рассмотрены реакции образования связи C-С, катализируемые различными формами палладиевых катализаторов(коллоидный Pd, гомогенный, гетерогенизированный), включая проблемы «безлигандного» палладия и катализаторов, способных к рециклизации, а также пути образования связей углерод-гетероатом в реакциях замещения и присоединения и катализ комплексами Pt, Pd,Ni, Cu.

Наноструктурам как основе материалов и устройств будущего посвящен доклад академика М. В. Алфимова. Ключевым структурным элементом материалов и устройств будущего является наноструктура — ансамбль атомов или молекул размером менее 100 нм. Основное внимание в докладе сфокусировано на обсуждении ключевых вопросов нанотехнологии, базирующихся на принципе построения материалов и устройств «снизу-вверх» из атомов и молекул и самоорганизации. Обсуждались возможности создания на основе наноструктур органических материалов и устройств электроники на гибкой основе — хемосенсоров, светодиодов, фотовольтаических батарей, фотоприемных устройств, транзисторов. Создание таких гибких органических материалов позволит, используя технологию ламинирования, формировать полифункциональные устройства электроники на гибкой основе.

Академик  В. Н. Пармон остановился в своем докладе на современных проблемах химического катализа. Им приведены современные данные о влиянии размера активного компонента катализатора на его каталитическую активность, а также новые подходы к управлению селективностью каталитических реакций, включая селективное окисление, переработку алеканов и компонентов возобновляемого растительного сырья. Рассмотрены также современные тенденции в создании «топливных процессоров»-компактных генераторов водорода.

Обширный и весьма интересный доклад, посвященный электрохимической энергетике, молекулярным машинам и устройствам, сделал академик А. Ю. Цивадзе. В последнее время широкое распространение получили литиевые аккумуляторы и топливные элементы. Однако потенциальные возможности этих аккумуляторов далеко не исчерпаны, и внимание исследователей сосредоточено на проблемах, связанных с интеркаляцией лития в различные углеродные материалы, внедрением лития в кремний, допированием положительного электрода различными металлами, модифицированием электролитов краун-эфирами для повышения эффективности литиевых источников тока. Перспективным направлением развития «малой энергетики» являются топливные элементы (ТЭ). Наиболее универсальной группой источников тока, отличающихся большой гибкостью в отношении величины установочной мощности (от МкВт до МВт), видов топлива и области применения (радиоэлектронные устройства, транспорт и стационарные источники) являются ТЭ с рабочей температурой до 200 градусов Цельсия. В ИФХЭ РАН с использованием неплатиновых катализаторов разработан ряд мембранно-электродных блоков и проведены их испытания. Перспективными являются борогидриды щелочных металлов с краун-эфирами, которые открывают новые возможности перехода к ТЭ на щелочных электролитах с неплатиновыми катализаторами. Электрохимические реакции могут быть использованы для создания молекулярных машин и устройств, модельные системы которых были предложены и разработаны на основе краун-соединений. Впервые же идея создания молекулярных машин на основе комплексов переходных металлов (в частности, меди) предложена ученым из Франции Д.-П. Саважем, который также присутствовал на съезде и выступал на российско-французском семинаре по супрамолекулярной химии. Создание молекулярных машин позволит решить проблему дальнейшей миниатюризации двигателей, а также устройств электронной аппаратуры. Для работы такой машины необходимо осуществить обратимый переход молекулярной системы в растворе или в твердой фазе между двумя состояниями, имеющими разные физико-химические свойства.

Параллельно работали девять секционных заседаний: достижения и перспективы химической науки; химия материалов, наноструктуры и нанотехнологии; актуальные вопросы химического производства, оценка технических рисков; физико-химические основы рационального использования природных и техногенных ресурсов; химические аспекты современной энергетики; нефтехимия, нефтепереработка и катализ; новые методы и приборы для химических исследований и анализа; химическое образование; актуальные проблемы химии высоких энергий; биомолекулярная химия и биотехнология.

Всего на девяти секциях было сделано 440 устных докладов. Были представлены и стендовые доклады общим числом 2850.

В первый день заседание секций 1 и 2 было совместным. На нем с установочным докладом «Нанотехнологии — основа новой наукоемкой экономики XXI века» выступил чл.-корр. РАН  М. В. Ковальчук, который рассказал о структуре национальной программы по наноматериалам, направлениях исследований, создании экспериментальной базы, наиболее перспективных возможных приложениях результатов исследований, критериях селекции проектов по наноматериалам и т.д. Следует также отметить очень интересные выступления академиков С. М. Алдошина, В. М. Бузника, А.И Русанова, В. В. Осико, профессоров Р. Н. Любавской, В. И. Нефедова, Е. В. Антипова, посвященные теории, классификации, термодинамике наноструктур и новых подходах к химии фторидов и оксидов.

В работе съезда как с устными, так и стендовами докладами принимали участие руководители и сотрудники практически всех химических институтов Сибирского отделения.

На секции 1 с докладом «Дышащие кристаллы» (авторы — В. И. Овчаренко и Р.З. Сагдеев) выступил чл.-корр. РАН В. И. Овчаренко (Томографический центр СО РАН). Идеи доклада перекликаются с результатами, полученными Д.-П. Саважем, на основании которых могут быть созданы молекулярные машины. Были также представлены доклады И. В. Коптюга и Р.З. Сагдеева (Томографический центр СО РАН) «ЯМР-томография: новейший инструмент для исследования в катализе», В. Д. Штейнгарца (НИОХ им. Н.Н. Ворожцова) «Анионные интермедиаты восстановления аренкарбонитрилов», В. Г. Шубина (НИОХ им. Н.Н. Ворожцова) «Долгоживущие катионные комплексы замороженные интермедиаты катионоидных реакций», С. А. Медведевой (ИрИОХ им. А.Е. Фаворского) «Новые реакции каскадной сборки гетероциклов», Г. С. Юрьева (ИНХ СО РАН) «Структурный анализ веществ с использованием синхротронного излучения и компьютерных моделей строения».

На стендовой сессии большой интерес вызвал доклад В. А. Варнека с соавторами(ИНХ СО РАН) по влиянию слабых внешнесферных взаимодействий на спиновые переход в комплексах железа с триазолами. Представлен также доклад Г. С. Юрьева (ИНХ СО РАН) «Характеризация гибридных сферических наночастиц из дифракционных данных».

На секции 2, посвященной химии наноматериалов, от СО РАН было представлено три устных доклада. Директор ИХТТМ СО РАН чл.-корр. РАН Н. З. Ляхов сделал доклад на тему «Синтез наноматериалов с помощью механохимии», в котором показал большие возможности механической активации для синтеза нанокомпозитов, Е. Г. Аввакумов (ИХТТМ СО РАН) — «Механохимический синтез как метод получения нанодисперсных частиц», В. Н. Митькин — «Новые направления синтеза углерод-фторидных электропроводных нанокомпозитов». В последнем докладе показана возможность создания углеродных токосъемов с поверхности частиц малопроводящих материалов и получения терморасширенного графита особой чистоты из нового недорогого продукта — фтороксида графита ФОГ-Э, разработанного в ИНХ СО РАН и ОАО НЗХК. Кроме устных, были представлены также три стендовых доклада: С. Сладкевич, В. Гуткин, О. Лев (ИК СО РАН) «Наночастицы олигомерных гидроксокомплексов олова», И. Б. Троицкая, Т. А. Гаврилова, В. Г. Костровский и др. (ИФП и ИХТТМ СО РАН) «Применение ультразвука в процессе получения наностержней оксида молибдена», Ю. Л. Михлин, М. Н. Лихацкий и др. (ИХХТ СО РАН) «Наночастицы в системах золото-сера», посвященный проблеме «невидимого золота» в минеральном сырье (ИХХТ СО РАН).

Рекордсменом в секции 3, представившим больше всего докладов (15), посвященных основам рационального использования природных и техногенных ресурсов стал Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН.

Устный доклад на секции 4 «Новые высокосернистые редокс-полимеры для литиевых источников тока» сделала Г. Ф. Мячина (ИрИОХ им. А.Е. Фаворского). В числе стендовых представлены доклады: Н. Н. Аншиц, О. А. Баюкова, М. И. Петров и др. (ИХХТ СО РАН) «Состав-морфология-свойство микросфер энергетических зол», Т. А. Верещагина, Н. Н. Аншиц, Е. В. Фоменко и др. (ИХХТ СО РАН) «Иммобилизация жидких радиоактивных отходов в минералоподобных матрицах», Г. А. Колягин, В. Л. Корниенко (ИХХТ СО РАН) «Композитный материал на основе расширенного графита и фторопласта», Б. Н. Кузнецов, М. Л. Щипко, В. И. Шарыпов (ИХХТ СО РАН) «Термокаталитическая переработка угля в альтернативные топлива», Г. Ф. Мячина, Т. Г. Ермакова, Н. П. Кузнецова и др. (ИрИОХ им. А.Е. Фаворского) «Протонопроводящие композиты на основе сополимеров винил-триазола», Г. Ф. Мячина, С. А. Коржова, И. В. Родионова и др. (ИрИОХ им. А.Е. Фаворского) «Модификация электролита литий-серного аккумулятора».

На секции 5 было представлено наибольшее число (5) устных докладов от СО РАН.

В докладе В. А. Лихолобова и В.К. Дуплякина (ИППУ СО РАН) «Новые технологические подходы глубокой и рациональной переработки углеводородного сырья» показано, что повышение глубины переработки углеводородного сырья в принципе можно осуществить с помощью известных технологий. Но связано это с таким ростом затрат, что нефтепереработка превратится в экономически неэффективную отрасль. Поэтому актуальны принципиально новые технологические подходы к переработке тяжелых нефтей (нефтяных остатков) и углеводородных газов, и такие подходы разрабатываются в Институте проблем переработки углеводородов СО РАН (Омск).

В докладе Алтуниной Л. К., Кувшинова В. А. (ИХН СО РАН) «Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей: проблемы и решения» представлены результаты лабораторных исследований и промысловых испытаний на месторождениях России и Китая новых физико-химических технологий Института химии нефти СО РАН для увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей.

В докладе Бухтиярова В. И. (ИК СО РАН) «Размерные эффекты в катализе наночастицами металлов и их использование в процессах нефтепереработки, экологии и энергоснабжения» показано, что прогресс в выявлении факторов, обуславливающих появление размерных эффектов, и использование новых методов синтеза для получения катализаторов со строго контролируемыми свойствами позволяет получить более активные (заданный размер частиц) и более селективные (однородное распределение частиц по размерам) катализаторы, тем самым оптимизируя существующие процессы путем снижения энергозатрат (температура проведения реакции), уменьшения количества вредных выбросов, увеличения выхода ценного продукта, и предложить абсолютно новые технологические схемы для переработки нефтехимического и химического сырья, утилизации выбросов различных стационарных источников и транспорта.

В докладе Г. В. Ечевского (ИК им. Г.К. Борескова) «Новые катализаторы и процессы нефте- и газопереработки» приведены данные о новых нетрадиционных технологиях и катализаторах переработки углеводородного сырья, разработанных в Институте катализа СО РАН.

На стендовой сессии секции было представлено 9 докладов. Среди них — два доклада от Института катализа СО РАН, пять докладов от Института проблем переработки углеводородов СО РАН, два доклада от Института химии нефти СО РАН.

На секции 6 устный доклад на тему «Стехиография и стехиографы в химических исследованиях и анализе» сделан В. В. Малаховым (ИК СО РАН). В докладе сообщено о создании стехиографа и разработке способа стехиографического титрования — при уникальной возможности проведения фазового анализа без использования эталонных образцов фаз, что позволило использовать метод дифференцирующего растворения для анализа самых различных по своей природе кристаллических и аморфных неорганических веществ: природных минералов, минерального сырья и продуктов его переработки, разнообразных функциональных материалов, катализаторов, сорбентов, объектов окружающей среды, археологических находок и разделения смесей твердых фаз при исследовании процессов твердофазного взаимодействия.

Другой устный доклад — Ханчук А. И., Митькин  В. Н., Лихойдов Г. Г., Галицкий А. А. (ДВГИ ДВО РАН, ИНХ СО РАН) — был обзорным и посвящен химико-аналитическим и геохимическим аспектам междисциплинарной проблемы определения платиноидов в углеродсодержащих геологических материалах.

На стендовой сессии секции шесть представлен доклад С. Б. Заякиной, Г. Н. Аношина, В. А. Лабусова, В. Н. Митькина (ИГМ СО РАН, ИНХ СО РАН, ИАЭ СО РАН) «Новая автоматизированная установка для атомно-эмиссионного анализа порошковых геологических и технологических проб одновременно двумя способами: интегральным и сцинтилляционным». Одновременная регистрация спектра пробы двумя способами дает исследователям мощный инструмент не только для определения количественного содержания примесей в пробе, но и по данным гистограммы позволяет судить о распределении частиц пробы, их крупности и концентрации в них определяемых элементов. Применение новой конструкции плазмотрона в качестве источника возбуждения спектров позволило снизить пределы обнаружения благородных металлов — Ag — 1×10^-2, Au — 5 × 10^-2; Pt, Pd — 7×10^-2; Ru, Rh, Os — 1 × 10^-1 ppm. Представлен был также доклад Г. И. Раздьяконовой и А.А. Дятлова (ИППУ СО РАН) «Новый метод анализа агрегированных частиц технического углерода». Создан метод определения размера частиц методом световой экстинции и сделана оценка его точности.

На секции 7 с докладом «Подготовка химиков в рамках интегрированной научно-образовательной среды НГУ — СО РАН» выступил ректор НГУ В. А. Собянин.

На секции 8 представлен доклад В. Г. Мягкова (Институт физики СО РАН) «Ультрабыстрый твердофазный синтез в тонких пленках».

На секции 9 устные доклады от СО РАН отсутствовали. На стендовой сессии были представлены доклады Л. К. Алтуниной, Л. И. Сваровской, Д. А. Филатова (ИХН СО РАН) «Светокорректирующие пленки для стимуляции активности биоценоза нефтезагрязняющих почв», С. В. Столяра, Ю. Л. Гуревича, В. П. Ладыгиной и др. (ИФ, ИБФ СО РАН, КГУ) «Синтез, магнитные свойства Fe-содержащих наночастиц биогенного происхождения».

Активно участвовали сотрудники СО РАН в работе российско-французского семинара «Супрамолекулярные системы в химии и биологии». С докладами выступили академик В. В. Власов (ИХБиФМ СО РАН) «Новый подход к получению олигонуклеотидов, используя супрамолекулярные комплексы модифицированных олигонуклеотидов», академик Ю. Д. Цветков (ИХКиГ СО РАН) «Супрамолекулярные агрегаты спин-меченых пептидов антибиотиков, исследованные ипульсным электрон-электрон двойным резонансом», проф. В. П. Федин (ИНХ СО РАН) «Дизайн и синтез новых метало-органических координационных полимеров». Среди стендовых докладов был представлен также интересный доклад «Полиметаллатные кластерные комплексы — новый тип гибридных систем в координационной и супрамолекулярной химии» — М. Н. Соколов, И. В. Калинина, Е. Кадот, М. Р. Федин.

На международном семинаре по радиохимии о новых сорбентах для экстракции радионунклидов цезия и стронция и токсичных металлов из жидких отходов стендовый доклад сделан Л. М. Левченко, В. Н. Митькиным (ИНХ СО РАН, НЗХК).

На международном симпозиуме по «зеленой химии» представлен доклад «Влияние механохимической обработки торфов на изменение состава гуминовых кислот» А. А. Иванова, Н. В. Юдина, О. И. Ломовский (ИХН СО РАН, ИХТТМ СО РАН).

Из приведенного перечня химических институтов и докладов, представленных их сотрудниками, видно, насколько активно участвовали химики Сибирского отделения в работе Менделеевского съезда. Их доклады практически есть во всех секциях и международных семинарах. Участники съезда ощутили пульс современной химии. Стало ясно, что к числу основных проблем относятся — создание наноматериалов, проблемы катализа, развитие супрамолекулярной химии, а также новые идеи по созданию химических компьютеров, молекулярных двигателей, материалов для фотоники и электроники, химических источников тока и топливных элементов. И в заключение отметим, что члены РХО платили минимальный оргвзнос по сравнению с другими участниками. Химики, вступайте в РХО им. Д.И. Менделеева!

стр. 12-13

Наука в Сибири
N 41 (2626)
25 октября 2007 г.

ЭТО НАШЕЙ ИСТОРИИ СТРОКИ…

В начале октября Институт неорганической химии СО РАН, созданный в Сибирском отделении одним из первых, отметил свое пятидесятилетие.

Л. Юдина, «НВС»

Судьбы учреждений, и больших, и малых, во многом сходны с судьбами людскими. И множество составляющих должно сложиться воедино, чтобы путь вперед был успешным и счастливым, и каждый год прибавлял опыта, успехов, авторитета.

ИНХовцы наращивали потенциал стремительно, и очень скоро о них заговорили — сначала в границах страны, а потом и за ее пределами. Причем, надо отметить особо, не было в жизни коллектива «провальных» годов, и даже в смутное для науки время, когда так случилось, что в стране ее авторитет упал почти до нуля, ИНХовцы выстояли, работали, не снижая темпа, добивались весомых результатов.

В чем же кроется секрет успехов? Вот об этом и расскажет директор Института неорганической химии доктор химических наук Владимир Петрович Федин.

— Начнем с того, что все те, кто начинали здесь науку 50 лет назад, получили мощнейший импульс, заряд энергии, которая не иссякла за многие годы. Потом — удивительные качества людей, которые возглавили дело. Об Анатолии Васильевиче Николаеве, который был директором-организатором нашего института, старожилы и сегодня вспоминают с почтением и любовью. Прекрасный человек, выдающийся ученый, он был еще и мудрым учителем и воспитал множество учеников, преданных науке и родному институту.

Залогом многих успехов послужил прежде всего именно тот факт, что в ИНХе сформировался крепкий, трудолюбивый коллектив.

— Институт сразу создавался как многопрофильный?

Особенность ИНХа в том, что он всегда был готов ответить на вызов времени, при необходимости перестроить работу и проводить широким фронтом исследования в наиболее актуальных областях неорганической химии.

В отчете института о результатах научной деятельности за 1958-1959 годы написано, что в качестве основных направлений исследования выбраны: теория химического строения, кинетики и реакционной способности; кристаллохимия неорганических веществ; изучение методов и путей получения веществ высокой чистоты; комплексные соединения и их использование в новой технике.

Через пять лет основной задачей института стали исследования в области химии полупроводников и сверхчистых веществ. Для обеспечения работ по новой тематике была изменена и структура института. Позднее появились новые задачи, которые ИНХ осваивал не менее успешно.

— Какие проблемы сегодня решает коллектив, и что служит свидетельством признания его заслуг?

— Круг задач достаточно широк: химия неорганических соединений, в том числе координационных, кластерных и супрамолекулярных; химическая термодинамика неорганических систем; кристаллохимия и электронное строение неорганических веществ; физико-химические основы процессов разделения и очистки веществ; физикохимия и технология функциональных материалов. Создано и успешно развивается новое научное направление — изучение электронного строения веществ на основе рентгеновской и рентгеноэлектронной спектроскопии. В 1989 году за разработку теории, методов и приборов для рентгеноспектральных исследований в химической связи профессору Л. Н. Мазалову была присуждена Государственная премия РСФСР.

Хорошо известны в России и за рубежом работы лаборатории кристаллохимии. Лаборатория оснащена современным оборудованием, что позволяет проводить рентгеноструктурные исследования на самом современном уровне. В 2000 году Президиум РАН присудил премию РАН имени Е. С. Федорова члену-корреспонденту РАН Г. Б. Бокию (основателю лаборатории) и главному научному сотруднику института д.ф.-м.н. С. В. Борисову за цикл работ «Систематика природных силикатов и оксидов и законы структурообразования в неорганических соединениях».

В институте выполняются структурные исследования твердого тела методами ЯМР. За разработку квантово-химических и радиоспектроскопических методов в химии твердого тела доктора физико-математических наук С. П. Габуда и Н.К. Мороз удостоены Государственной премии РФ 1995 года в области науки и техники.

Основой современной химии остается направленный синтез новых классов химических соединений. Пионерские работы по синтезу гетероспиновых комплексов переходных металлов с нитроксильными стабильными радикалами, выполненные под руководством профессора С. В. Ларионова, вошли в цикл работ «Нитроксильные радикалы имидазолина», за который была присуждена Государственная премия РФ 1994 года в области науки и техники.

Признанием существенного вклада в магнетохимические исследования, направленные на определение особенностей электронной структуры сложных соединений с развитой системой обменных взаимодействий, стало присуждение Государственной премии РФ в области науки и техники 2003 года в составе группы авторов д.х.н. В. Н. Икорскому за работу «Полиядерные соединения: молекулярные магнетики и катализ».

— Владимир Петрович, наверное, и сегодня в Институте неорганической химии работает много преданных науке, талантливых людей?

— Хочу отметить, что ИНХ никогда не испытывал большого оттока кадров. Как правило те, кто переступали его порог, оставались в коллективе на многие и многие годы, не стремились в другие структуры. На руководящие должности тоже «взращивали» своих.

С 1983 по 2005 гг. институт возглавлял академик Федор Андреевич Кузнецов, который не только содействовал подъему на новую ступень развитых в институте направлений, но активно участвовал в становлении работ по электронному материаловедению и химической информатике. Значительным вкладом в мировую науку стала разработка под руководством ученого процессов создания материалов и покрытий с использованием химического осаждения из газовой фазы, оптимизация роста кристаллических слоев полупроводниковых материалов и диэлектриков. Результаты этой работы были отмечены Государственной премии СССР. Ф. А. Кузнецовым создана активно работающая научная школа, которая в современных условиях решает фундаментальные задачи получения различных функциональных материалов: от материалов для силовой электроники до нового поколения наноматериалов.

— Как решаются в институте молодежные проблемы.

— ИНХ очень много делает, чтобы привлечь молодых, чтобы они чувствовали себя в институте комфортно. За последние годы в ИНХ пришло немало студентов, аспирантов, молодых научных сотрудников. Это целеустремленные, хорошо образованные сотрудники, которые, я уверен, способны развить исследования, начатые более старшими коллегами, и, самое главное, создать новые оригинальные направления в неорганической химии. Будущее института в руках молодых.

— Один из показателей активной и производительной работы ученых — публикации. Как институт представляет эту сферу деятельности?

— Приведу некоторые показатели деятельности института, основанные на известной электронной базе данных ISI Web of Knowledge (данные на июнь 2007 года). За период с 1976 года сотрудниками института опубликовано 4329 статей. Отмечу, что реальное их число выше, т.к. не все российские журналы попадают в эту базу данных. Важный показатель научной активности и важности опубликованных работ — цитирование. За последние годы работы сотрудников института, опубликованные начиная с 1976 года, активно цитируются в мировой литературе (более 1400 цитирований в 2005 и 2006 годах). В последние годы для характеристики научной активности все чаще используется так называемый h-индекс. По данным ISI Web of Knowledge h-индекс работ, опубликованных ИНХ СО РАН, равен 32. Это неплохой показатель, который говорит о том, что фундаментальные исследования ИНХовцев востребованы.

— Как прошло празднование 50-летия института?

— На высоком научном уровне. Были проведены XV конференция имени академика А. В. Николаева и ежегодный конкурс-конференция научно-исследовательских работ молодых ученых. Ученый совет института заслушал 20 докладов молодых ученых. Можно с удовольствием отметить высокий уровень всех доложенных работ и прекрасное иллюстративное оформление докладов. Молодые участники конкурса показали хорошее владение материалом и умение грамотно вести дискуссию. Содержание работ, представленных на конкурсе, достаточно полно отражало основные научные направления института. В целом конкурс показал, что в ИНХе много талантливых молодых исследователей, которые смогут в ближайшем будущем достойно представлять институт и приумножать его научный потенциал. На заседании Ученого совета 3 октября с докладами выступили ведущие ученые института. Тематика сделанных сообщений охватывала практически все актуальные исследования, ведущиеся в институте в настоящее время. Докладчики прекрасно осветили и исторические аспекты этих работ, показав развитие и трансформацию научных направлений за 50-летний период существования ИНХ СО РАН.

В завершение беседы хочу подчеркнуть, что ИНХовцы — народ надежный, полный сил и желания решать поставленные перед ними задачи.

Фото Р. Ахмерова
и из архива института.

Наука в Сибири
N 26-27 (2611-2612)
12 июля 2007 г.

МАЭСТРО КОНСЕНСУСА

Сегодня академику Федору Андреевичу Кузнецову, лауреату Государственной премии, исполняется 75 лет.

Л. Юдина, «НВС»

Он рос и мужал вместе с Сибирским отделением РАН. В 1958 году, вскоре после окончания ЛГУ, знаменитого факультета, на котором готовили специалистов-атомщиков, Ф. Кузнецов стал аспирантом Института неорганической химии Сибирского отделения и, единожды выбрав, не менял курса, не сворачивал с тропы, которая, по всем позициям, оказалась счастливой.

Федор Андреевич как-то сам признался, что за все 50 лет научной биографии не было временных отрезков, которые бы хотелось вычеркнуть: «Судьбу свою считаю счастливой, жизнь — удачной».

И если задаться целью проследить его творческий путь, то можно сделать очевидный вывод, что уже на старте присутствовали все составляющие успеха: целеустремленность, стремление к лидерству, работоспособность, врожденная дипломатичность и при всем при том — море обаяния. Казалось, он легко преодолевает одно препятствие за другим, без особого напряжения берет высоты. Понятно, это только казалось, ибо по натуре Ф. Кузнецов — стоик, свои «болячки» не любит выставлять напоказ.

— Федор Андреевич, вы признанный во всем мире специалист-материаловед. Ваша докторская диссертация посвящалась применению летучих соединений различных элементов периодической системы для создания материалов. По тем временам это было громкое слово в науке?

— Описанные в моей докторской диссертации работы были начаты в начале 1960-х годов. В то время приготовление материалов из газовой фазы только начиналось. Трудно было предвидеть, какое место займут эти процессы в технологии электронных устройств. Разработка процессов проводилась методом эмпирического поиска, проб и ошибок. Это была очень длительная и дорогая процедура — требования к набору свойств материалов уже тогда были суровые. Наш коллектив (в то время лаборатория эпитаксиальных слоев и защитных покрытий) решил применить физико-химический подход с намерением узнать как можно больше о механизмах процессов, кинетике и термодинамике, составляющих сложный процесс реакций. Первые сотрудники были выходцами из замечательных физико-химических школ Ленинградского и Московского университетов, Ленинградского политехнического института: Г. А. Коковин, В. И. Белый, Т. П. Чусова, А. Н. Голубенко, Ю. М. Румянцев, В. С. Кравченко, В. С. Данилович. Наше направление оказалось востребованным и быстро получило признание. На регулярно проводимых в Новосибирске симпозиумах по процессам синтеза и роста кристаллов и пленок полупроводников и школах с близким названием всегда обсуждались и эти проблемы.

— Вы в последующие годы много сделали для пропаганды используемых методов и подходов, предложили комплексную методологию их изучения с использованием моделирования, соответствующих расчетов. По существу, это и есть называемый ныне компьютерный дизайн процессов и материалов?

— Действительно, разрабатываемый подход и получаемые количественные данные о применяемых процессах синтеза материалов позволили перейти к построению моделей процессов и перебору возможных условий его осуществления до проведения экспериментов. Это был один из первых случаев применения ЭВМ для анализа процессов. В освоении вычислительной техники основную роль сыграл перешедший к нам из института катализа Я. М. Буждан. Работы были сразу приняты отечественными и зарубежными материаловедами: по рекомендации А. В. Ржанова, в то время члена-корреспондента АН СССР, я был приглашен с пленарным докладом на международную конференцию по тонким пленкам в Венецию, по предприятиям электронной промышленности России ходили экземпляры нашего подробного отчета по теме «Туман». Название придумал заказчик, мы были рады, что удалось помочь технологам «рассеять туман» и сильно сократить процедуру поиска оптимальных условий в дорогих технологических экспериментах. Среди результатов, которые удалось получить с использованием процедур компьютерного моделирования, особенно гордимся анализом системы процессов технологии поликристаллического кремния. Они недавно были использованы для оптимизации технологии на создаваемом крупном производстве этого важнейшего материала для электронной техники. Удалось существенно упростить процесс и поднять его производительность в несколько раз.

— Развивается ли ныне заложенное вами направление?

— Сейчас многое изменилось в твердотельном приборостроении. Материалы и устройства, ныне создаваемые, трудно было представить в 60-х годах. Подход, который мы используем, состоит в том, что элементы электронных приборов создаются, начиная с атомов и молекул (снизу вверх). Именно нужды электроники привели к появлению методов синтеза и средств диагностики, которые сделали возможной нанотехнологию в разнообразных применениях. В самой твердотельной электронике нанотехнология давно применяется. Возможности наноэлектроники далеко не исчерпаны. И в дальнейшем прогрессе этой техники процессы формирования материалов из газовой фазы чрезвычайно важны.

Подавляющая часть электронных приборов делается на основе одного материала: полупроводникового кремния. Правда, каждый шаг в увеличении степени интеграции кремниевых приборов требует улучшения качества самого кремния. Некоторое время тому назад элементы кремниевых интегральных схем по всем измерениям переместились в так называемый нанодиапазон. Линейные размеры элементов (диэлектрических прослоек, металлической разводки) стали меньше 100 нанометров, а толщины этих слоев составляют лишь несколько нанометров. При переходе в этот интервал размеров потребовалось заменять традиционно используемые материалы. Так, замечательный диэлектрик — двуокись кремния (SiO₂) потребовалось заменить на два различных материала.

Двуокись кремния замечательна еще и тем, что она образуется путем окисления кремния, составляющего основу прибора. Заменять же ее нужно на вещества, получаемые в сложных химических процессах. Очень перспективными представляются процессы, где исходные вещества — сложные, так называемые металлорганические соединения. У нас исследуются процессы получения диэлектриков — карбонитридов бора и кремния, оксида и силиката гафния. Эти диэлектрики идут на смену двуокиси кремния при размерах элементов менее 50 нанометров. Потребовалось заменять проводящую разводку. В нашем же институте, в лаборатории И. К. Игуменова разработан процесс создания медной разводки также из сложных металлорганических соединений.

До настоящего времени технологи ограничивались сравнительно простыми процессами осаждения из газовой фазы. Наноэлектроника требует освоения значительно более сложных процессов. Данное направление мы продолжаем развивать вместе с коллегами из других лабораторий института, из Иркутского института химии, из Института физики полупроводников с участием наших друзей в ряде российских и зарубежных лабораторий.

— Двадцать пять лет вы возглавляли ИНХ — на вашу долю выпали самые трудные годы. Что помогло коллективу выстоять?

— Упомяну несколько важнейших, на мой взгляд, факторов: в советское время был создан большой запас прочности — институт был организован и поддерживался как многопрофильный. Это позволяло ставить сложные задачи, требующие системного подхода. С другой стороны, многопрофильность — основа реализации разнообразных приложений.

В институте всегда присутствовало активное заинтересованное участие коллектива в решении возникающих проблем: регулярно работающая представительная дирекция, ученый совет института, совет трудового коллектива; профсоюзный комитет. И трудные проблемы смутного времени решали всем миром.

— Федор Андреевич, вы всегда были сторонником «научной стабильности» института. Можно сказать, что ИНХ не отступает от направлений, определенных при его создании?

— Если посмотреть на перечень научных направлений института в записях комиссий по проверке, видны происходящие изменения, весьма существенные. Не метания, скачки, а естественная эволюция. Главное, что мы сохраняли, заложенное еще Анатолием Васильевичем Николаевым и представителями первого поколения (я отношу себя ко второму или второму с половиной поколению) — ответственность за отрасль (технологию атомного топлива, металлургию, электронное материаловедение, метрологию, экологию), неразделимость первичного поиска от разработки значимых законченных приложений. Для нас была всегда характерна неприемлемость разделения на «чистую науку» и «грязную технологию», что порой пытаются навязать академии нынешние «реформаторы».

— Какие проблемы сегодня больше всего волнуют коллектив?

— Думаю, что здоровую часть института волнует невостребованность науки, происходящая от сырьевой ориентации экономики, и декларируемый многими ответственными лицами во власти приоритет интересов новых собственников. Эти интересы часто расходятся или противоположны интересам страны и тех людей, которым не досталась разделенная общественная собственность. Внушает надежду объявленная ориентация на инновационное развитие страны. Если это будет осуществляться, не обойтись без науки. Важно только, чтобы намерение оказалось серьезным, а положение изменилось до того, как произойдет необратимое разрушение научного потенциала. Я только что вернулся с СНГшной конференции по кремнию, проводимой в рамках программы научного совета РАН, который я имею честь возглавлять. Во всем мире идет кремниевый бум. Государства уделяют огромное внимание развитию производства этого стратегического материала № 1. Со стороны нашего государства такого внимания не заметно. Чиновники, которые призывались к рассмотрению этого вопроса, поучают: интересы собственника — это интересы страны. А собственники не торопятся тратиться на кремний. По оценке авторитетных участников конференции для решения проблемы кремния у нас осталось 2-3 года. Далее рынок будет разделен и произойдет то, что случилось со многими видами продукции. Только «отлучение» России от кремния — это значительно серьезней, чем вытеснение российских кур «ножками Буша».

— Совсем недавно вы оставили директорский пост. Тяжело это — отрываться от дела, которому отдавали душу и сердце?

— От дел я не отрываюсь. Многие считают, что мне теперь делать нечего и нужно меня куда-то привлечь. А в результате я занят поболее, чем в прежние годы. Приходится регулярно заглядывать в список нынешних обязанностей — на один лист не помещаются.

— Как ощущаете себя в 75 лет? Все знающие вас люди утверждают, что вы по-прежнему молоды и энергичны, годы совсем не властвуют над вами?

— Секрет простой. В принципе, годы властвуют надо всеми. Просто опасно себя жалеть. Нужно делать чуть-чуть больше, чем кажется возможным. Тогда некогда хандрить, скучать и болеть.

— Федор Андреевич, назовите главное правило, которым вы руководствовались, директорствуя (а ведь еще не один год были замдиректора)?

— Мне кажется, что важно быть максимально независимым с вышестоящими лицами и понимать, что зависишь от тех, над кем поставлен. Давать им свободу и не подменять в принятии решений и выполнении обязанностей. Это поднимает в людях самоуважение и ставит их в ответственное положение.

Неспроста я задала этот последний вопрос. Дело в том, что ИНХовский народ называет столько замечательных качеств бывшего директора, что их перечисление заняло бы не один десяток строк. Но особо понравилось мне определение — великолепный мастер консенсуса. Его я и вынесла в заголовок.

Фото В. Новикова
стр. 7

Наука в Сибири
N 15 (2600)
12 апреля 2007 г.

УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ:
ОТ МИЛЛИГРАММОВ —
К КИЛОГРАММАМ

Минуло чуть больше года, как в Институте неорганической химии СО РАН создана лаборатория физико-химии наноматериалов, призванная решать актуальные задачи этой бурно развивающейся отрасли. Заведующий лабораторией физико-химии наноматериалов доктор химических наук Александр ОКОТРУБ и ведущий научный сотрудник доктор химических наук Любовь БУЛУШЕВА прежде, чем перейти к делам своей молодой лаборатории, рассказали об истории зарождения столь популярной сегодня темы, о возникающих в связи с этим проблемах, поисках их решения в научном мире и достигнутых успехах.

Л. Юдина, «НВС»

А.О.: Где-то в начале 1990-х научный мир был очарован фуллеренами. Красивейшая молекула, состоящая из 60 атомов углерода, собранных в симметричный каркас, просто не могла не обладать удивительными свойствами, сулящими захватывающие перспективы. Открыли и идентифицировали ее, используя метод масс-спектрометрии, а спустя пять лет был найден способ производства фуллеренов в граммовых количествах. Естественно, для ученых — благодатное поле деятельности. Всем захотелось внести свой вклад в эту новую область науки и получить интересный результат.

Л.Б.: В лаборатории физико-химических методов, возглавляемой Л. Мазаловым, в которой мы начинали свою деятельность, в те годы был разработан оригинальный рентгеновский спектрометр, позволяющий исследовать электронную структуру различных веществ. К нам обращались коллеги со всей страны и даже из-за рубежа.

А.О.: Мы изучали электронное строение материалов, молекул. В содружестве с коллегами из Института кристаллографии РАН удалось создать кристаллы, с помощью которых получали очень хорошее разрешение спектров углерода. Кстати, других таких кристаллов до сих пор нет. В общем, лаборатория владела уникальным по тем временам методом и была заинтересована в расширении объектов исследования. Я в те годы занимался органическими молекулами, фторидами графита, ультрадисперсными алмазами. Естественно, что возник интерес и к исследованию фуллерена, представляющего собой новый класс углеродных соединений.

Л.Б.: В лаборатории работали экспериментаторы и теоретики, которые удачно друг друга дополняли. Я, как теоретик, вела расчеты спектров, что позволяло более детально разобраться с результатами эксперимента.

А.О.: Углеродные наноструктуры стали присутствовать в тематике постоянно. Начались поездки на конференции. Оказалось, огромное сообщество ученых интересуется наноуглеродом. Появились международные проекты — ИНТАС и другие. Более того, была попытка в 6-й Рамочной программе ЕС создать проект, объединив специалистов со всей Европы, занимающихся нанотрубками. Но — увы… Европейские эксперты не поверили, что можно наладить менеджмент сложной системы.

— Александр Владимирович, примерно в это же время или чуть раньше научные умы будоражила идея создания сверхпроводников. Как сосуществовали рядом два столь громких направления?

А.О.: Синтез сверхпроводящих систем — бум величайший! Углеродным структурам в этом плане повезло меньше, по-крайней мере, в нашей стране. Хотя появилась программа Миннауки «Фуллерены и атомные кластеры». И интерес к ней был достаточно высок, разве что средств выделялось не столь ощутимо. Мы в программе участвовали. Идей было много, одна из них — получение сверхпроводника на основе углеродных систем. Научные исследования в этом направлении до сих пор продолжаются. Потом было обнаружено, что углеродные структуры имеют интересные магнитные свойства. На основе фуллеренов создавались новые структуры — полимеризованный фуллерен, сверхтвердый, магнитный!

— А как на достижения коллег реагировали в Институте неорганической химии?

А.О.: По сути, мы находились в положении повторяющих, догоняющих, ибо в тяжелейшие для нашей науки дни упустили драгоценное время. Но то, что делали — делали неплохо. Научились синтезировать фуллерены, тут же их исследовали, характеризовали. Появились наши публикации за рубежом. В общем, мировое сообщество нас как бы признало. Но нам-то хотелось большего! У нас химический институт, а на первом этапе развития науки о наноуглероде этой проблемой занимались в основном физики. Поэтому некоторые наши работы о химической модификации углеродных наноструктур оказались вполне востребованными.

Л.Б.: Наш вклад в развитие данного направления был не очень весом, как впрочем, и всей российской науки. Но это был необходимый этап, иначе мы бы не смогли подняться на следующую ступень. Параллельно именно в те годы начались работы с углеродными нанотрубками — системами, получаемыми в тех же методах, что и фуллерены: химические подходы здесь весьма схожи.

А.О.: Замечу: нанотрубки — объект весьма загадочный. Синтезированные разными способами, в том числе каталитическими или высокотемпературным дуговым, нанотрубки очень сильно разнятся с точки зрения дефектности структуры. Сегодня все это понятно, но ведь надо было путем экспериментов и расчетов прийти к данным выводам: в результате нарушения «однородности» структуры появляются оборванные связи, локализованные электроны, дополнительная электронная плотность, что может значительно повлиять на свойства материала.

Итак, мы сосредоточили внимание на углеродных нанотрубках, которые сулили еще более интересные перспективы в исследовании, чем фуллерены. Причем, использовали многие из воззрений, опробованных на фуллеренах, которые являются их ближайшими родственниками.

— Александр Владимирович, еще несколько слов о фуллеренах. Столько говорилось о красивой молекуле, а надежды, можно считать, не оправдались?

А.О.: Дороги они чрезвычайно! На одной из конференций как-то подчеркивалось, что пока не будет найдено дешевых методов синтеза, о практическом их применении в больших масштабах не может быть и речи. Метод, используемый в настоящее время, является невероятно энергоемким, кроме того, выделение фуллеренов из продуктов синтеза также требует больших усилий.

— В принципе, где предполагается использовать фуллерены?

Л.Б.: В настоящее время основное применение фуллеренов находится в области, для которой цена не имеет существенного значения, — в медицине. Например, самое простое — соединения фуллеренов или нанотрубок могли бы являться своеобразным контейнером.

А.О.: Считается, что фуллерены могут оказывать противовирусное действие. Эндоэдральные соединения фуллерена, внутри которых находится металл, реагируют на воздействие магнитного поля. Таким образом, возникает возможность управлять этой системой, в частности, направляя ее в заданные области человеческого организма. В России уже есть компания, которая производит фуллерены в целях медицины. Правда, в некоторых случаях, например, когда говорят о «фуллереновых пирамидах», — это шаманство.

— Главное назначение углеродных нанотрубок?

А.О.: Одно из наиболее реалистичных применений — использование углеродных нанотрубок в наноэлектронике. Тоненькая углеродная проволочка может пропускать очень большие токи. Ведь графит, как известно, в отличие от многих других соединений, держит температуру до трех тысяч градусов, не разрушаясь. От разогрева графит становится только прочнее, многие свойства его улучшаются. Уже изобретена лампочка с использованием нанотрубки, которая может гореть чуть ли не вечно. В последние годы появился новый углеродный материал — графен, слой графита атомной толщины. Изменение формы и границы графена приводит к удивительному изменению его свойств. В электронике этот материал может заменить кремний.

Другое применение материалов на основе углеродных нанотрубок — тоже медицина. Привлекает то, что углеродные структуры являются биосовместимыми.

Л.Б.: В познании свойств углеродных нанотрубок мы вместе с мировым сообществом прошли несколько этапов. Исследовали многослойные трубки, в которых цилиндрические графитовые слои вложены друг в друга наподобие русской матрешки. Казалось, что только многослойные структуры и могут быть получены в синтезе.

А.О.: Однако, через два года после начала исследований в области углеродных нанотрубок научились синтезировать однослойные структуры. И это представлялось совершенной фантастикой — не должны они образовываться, и все тут! Тем не менее, оказалось, что все возможно. Надо только добавить катализатор. Стали заниматься выделением трубок, научились методам очистки и тому, как укладывать их на золотые электроды, измерять проводимость. В ряде случаев получились связки из углеродных нанотрубок, представляющие собой кристалл. Оказалось, процесс самосборки осуществляется уже в ходе синтеза.

Л.Б.: Но тут же обнаружились и проблемы: углеродные нанотрубки, составляющие кристалл, частично полупроводниковые, частично — металлические. Для применений в электронике следовало убрать металлические структуры. Нашли способы — выжигание, химическая модификация, разделение.

А.О.: А еще предстояло неупорядоченную структуру из углеродных нанотрубок превратить в ориентированную. И это научились делать. А текстурированный образец из ориентированных углеродных нанотрубок уже является элементом новых электронных устройств. Два года как существует методика синтеза массивов ориентированных однослойных нанотрубок.

— А как продвинулась в этом направлении ваша молодая лаборатория?

А.О.: Образно говоря, мы осваиваем отдельные стадии сложного процесса, но пока нет реальной возможности осуществить весь, свести воедино элементы технологии. Главное для нас сейчас — создать базу исследований. Пока ее не будет, не выйти на передовые позиции. При этом понятно, что невозможно в рамках одной лаборатории делать все. Поэтому в Сибирском отделении у нас имеется хорошая кооперация с Институтом катализа, Институтом автоматики и электрометрии, Институтом физики, Институтом физики полупроводников и другими. Исследования идут довольно широким фронтом, и мы надеемся на удачу.

— Цель видится вполне конкретная?

А.О.: Профессиональное решение научных задач. Лаборатория наша комплексная, реализуем сразу несколько методик. Мы уже говорили, что можем синтезировать нанотрубки с низкой концентрацией дефектов, получать фуллерены. Есть в лаборатории две установки для роста углеродных нанотрубок из газовой фазы с использованием катализаторов. Сейчас важно разработать полупромышленную установку, которая бы позволяла нам синтезировать в неделю килограммы! В настоящий момент за синтез мы имеем где-то миллиграммов двадцать, килограмм еле-еле нарабатываем за месяц. А заявки есть. Недавно был представитель японской фирмы, который хотел бы купить один килограмм углеродных нанотрубок. То есть очень важно для нас перейти на полупромышленное производство. После того, как мы синтезируем трубки, во многих случаях их требуется очистить от побочных продуктов. Это довольно сложная задача.

Продолжаем развивать методы характеризации — рентгеновскую спектроскопию, компьютерное моделирование. Моделирование, как известно, необходимо не только для того, чтобы объяснить эксперименты, но и чтобы предсказывать свойства. А за этим стоит полевая эмиссия, создание определенных устройств: плоские лампы, дисплеи, миниатюрные рентгеновские трубки, которые можно использовать для нужд томографической медицины.

Л.Б.: Но для того, чтобы создать такую рентгеновскую трубку, нужно прежде собрать определенную конструкцию. Для этого необходима кооперация не только со специалистами нужного профиля, но и с производственными предприятиями.

А.О.: Идей — множество. И огромное желание работать. Коллектив наш в основном молодежный. В этом году у нас должны пройти через разные виды защиты дипломов девять человек. Все мы варимся в котле общего интереса к наноструктурам и верим в будущее.

стр. 4