Химия грез и действительности

Открытия академика Владимира Минкина, научного руководителя Южного федерального университета, начинают новую революцию в науке.

 

Химия грез и действительностиНе буду скрывать: поначалу я даже не понял, что именно совершил Владимир Исаакович. Школьные знания химии не позволяют даже в общих чертах представить, какие именно проблемы волнуют ученого и почему его открытия столь популярны и востребованы в науке.

 

Свет в джунглях

 

— Я слушал ваш доклад на заседании Президиума РАН, затем Демидовскую лекцию в Екатеринбурге, и у меня возникло «странное ощущение»… Будто вы бродите в дремучем лесу и никак не можете найти выход из чащи?

— Как ни странно, я чувствую нечто подобное, — улыбнулся академик.

И сразу же наша беседа потекла непринужденно, а подчас даже весело. И та область химии, которой занимается академик Минкин, уже не казалась столь абстрактной и непостижимой.

— Образ джунглей абсолютно правильный, — продолжил Владимир Исаакович. — В науке вообще, а не только в химии, бродишь по лесу, ищешь какие-то интересные места, радуешься, если их находишь. В оценке моих работ при присуждении Демидовской премии указывается, что это достижения не только в физической и органической, но и квантовой химии. Мне было понятно с юных лет, что надо заниматься молекулярной физикой, но физикой для химиков. И это квантовая химия.

— Но это совершенно новая наука!?

— Конечно. Мне показалось, что есть какая-то путеводная звезда, которой надо следовать в науке. Пусть не «звезда», но «фонарик» в тех джунглях, о которых вы упомянули. Это квантовая механика. Но чтобы реализовать ее, нужны соответствующие инструменты. Их не было. Однако в нашем университете был компьютерный центр, что позволило сделать первую в России программу по квантовой химии. А потом темпы работ стали стремительно возрастать, и сейчас речь идет уже о прогностической теории…

— Вас уже нельзя считать «чистым» химиком?

— Верно. Начала появляться новая наука — физическая органическая химия. Это конец 70-х — начало 80-х годов. Привлекается кристаллография, чтобы определять структуру молекул. Нужна квантовая механика, чтобы осмысливать то, что вы делаете. И так далее.

— Как вы оцениваете нынешнее состояние ростовской научной школы по химии?

— Если бы речь шла о рубеже 90-х годов, то я сказал бы: «Да, Школа есть!» К нам приезжали Нобелевские лауреаты, многие зарубежные ученые мечтали у нас поработать, нас приглашали на международные конференции и так далее. В Институте физической и органической химии, где я был директором, работало 370 человек, 20 докторов, 100 с лишним кандидатов наук. Была своя аспирантура. При университете были очень хорошие научно-исследовательские институты.

— А сейчас?

— Едва «дышит» Институт химии. Реальной поддержки нет. Раньше институт имел смету, полный набор должностей и так далее, теперь же этого нет. Все сотрудники живут только на гранты, а это значит, что никакой уверенности в будущем нет. Сегодня грант есть, а завтра его нет. Молодые исследователи не видят своего будущего. Почему я говорю об этом с горечью? Дело в том, что несколько направлений, которые развивались в институте, прекратили свое существование, погибли.

— Странно. Провозглашается, что наука должна развиваться именно в университетах…

— Это все слова, разговоры о том, что надо поддерживать науку. Но проблему нельзя решить за счет грантов и частных пожертвований, основа должна быть в виде бюджетного финансирования. Так есть во всем мире. Я знаю, как это делается в Америке, Канаде, Европе — я там бывал в разных университетах.

— Вам предлагали остаться там?

— Много раз… Но лучшего места на Земле, чем Ростов-на-Дону, нет!

 

Конструкторы молекул

 

— Владимир Исаакович, вы создаете материалы, которые нам трудно представить?

— Я с самого начала интересовался такими структурами, которые можно перестраивать, создавать новые. Причем конструирование происходит за счет внешнего воздействия — света, тепла, холода и так далее.

— А конечная цель: «умные материалы», как сейчас модно говорить?

— Отчасти. К примеру, вы надеваете жилет. Если температура понижается до минус 30 градусов, то он сам начинает разогреваться. Или напротив: в сильную жару — охлаждаться. Можно ли считать такие материалы «умными»? Наверное, можно… Уверен, за такими динамическими материалами будущее.

— Вы утверждали в своих выступлениях, что учитесь у живых систем, мол, у них много интересного и нужного?

— Да, это так. К примеру, тот же хамелеон, который меняет цвет. Или бактерии, которые под внешним воздействием, изменяют свойства, купируют вредные воздействия. Но, к сожалению, мы пока не можем моделировать те процессы, что идут в них. Однако исследования идут интенсивно, что обязательно приведет к успеху. Ряд материалов мы уже получили. В своих лекциях я показываю сплавы, которые «запоминают» форму. Сплав никеля и титана, к примеру, имеет определенные свойства при определенной температуре. Но при ее изменении переходит в другую форму. Однако стоит охладить сплав, и он возвращается в прежнее состояние.

— Этакий хамелеон из металла!?

— Допустимое сравнение. Кстати, подобные сплавы начинают применяться в стоматологии.

— Пьешь чай — зубы «расширяются», перестаешь — они возвращаются в прежнее состояние?

— Все-таки в основном пока такие материалы применяются в авионике, а также в спецтехнике. Но это только начало их использования. А для нас, ученых, важно, что мы научились их создавать. В мире за этим очень внимательно следят. К примеру, была опубликована статья в одном из американских журналов. Через два дня 46 информационных иностранных агентств опубликовали материалы, посвященные ей.

 

На грани большого открытия

 

— Итак, вы входите в мир молекул и начинаете там работать?

— Ставится какая-то задача. Сначала мы прорабатываем ее теоретически. Уже на этом этапе подчас становится ясно, продолжать исследования или нет. А может быть, эту молекулу можно разнообразить? Как получить те параметры у нее, которые нам нужны? Такие возможности появились у нас благодаря компьютерной технике. К сожалению, в этой области мы отстаем от Запада, что, конечно же, сдерживает развитие нашей науки в целом. Наш лучший суперкомпьютер где-то на 80-м месте. Впереди сейчас китайцы, но уже в ближайшее время американцы вновь выйдут вперед.

— А вам без мощных суперкомпьютеров трудно?

— Невозможно! К примеру, уже не нужны аэродинамические трубы — расчет аэродинамики самолетов идет на компьютерах. Аналогичная ситуация и с лекарствами. Их эффективность рассчитывается не методом «тыка», а моделируется опять-таки на компьютерах. Да и время исследований резко сокращается. Особенно у нас, химиков.

— Ваши основные интересы сегодня?

— То, чем занимаюсь я и мои ученики — это динамическая химия, это дизайн, конструирование таких молекул, которые могут при определенных условиях менять свою структуру соответственным образом, менять свои свойства и служить переключателем. Переключатели — это те же самые транзисторы. Несколько лет назад я имел честь на заседании Президиума РАН рассказывать о молекулярном компьютере. Если мы имеем такие молекулярные переключатели, а ведь это даже не микро-, а нано-структура, то мы могли бы построить компьютер, который по своим возможностям и эффективности не уступал, а даже превосходил бы современные компьютеры. Напомню, что наш лучший суперкомпьютер «Ломоносов», хотя среди мировых суперкомпьютеров занимает лишь 80 место — обслуживается электростанцией, которая могла бы обеспечивать энергией небольшой город. Здесь же мы имеем такие структуры, которые работают замечательным образом и не требуют совершенно никаких избытков энергии — это энергонезависимые структуры.

В то же время такие динамические структуры можно использовать для того, чтобы иметь чрезвычайно высокоемкую молекулярную память. И теоретически, и даже практически мы смогли это доказать. И сейчас — это в мире известно — можно иметь в одном кубическом сантиметре до ста триллионов бит. Такие вещи состоят из трех элементов — переключателей, молекулярной памяти и проводников. И все эти компоненты в отдельности уже созданы органической химией, которой я занимаюсь. Но проблема в том, чтобы собрать их и объединить — это гигантская научная проблема в настоящее время не решена.

— Но когда вы ее решите, то современные компьютеры сразу устареют, не так ли?

— Да, это новая революция в науке, а, следовательно, и в жизни нашей цивилизации.

 

Владимир ГУБАРЕВ

научный обозреватель

Похожие статьи