«Я хотел создать молоко из травы, убрав из этого процесса корову»

Разговор с ведущим специалистом в области синтеза наноматериалов

ОгонёкНаука

«Я хотел создать молоко из травы, убрав из этого процесса корову»

Беседовала Елена Кудрявцева

Альберт Насибулин создает материалы, в которых просматривается будущее. Фото: Евгений Гурко

Физики, работающие с веществом на наноуровне, не сомневаются: уже через пару десятков лет их открытия изменят наш мир до неузнаваемости. Войдет в обиход гибкая электроника, суперэкономичные аккумуляторы, построят трос для космического лифта, это не говоря уже об одежде с наночастицами, которую можно не стирать месяцами… О самом прикладном разделе современной науки «Огоньку» рассказал профессор Сколковского института науки и технологий и университета Аалто (Финляндия) Альберт Насибулин.

Чтобы получить углеродные нанотрубки — один из самых перспективных материалов, созданных человеком за все века, что он существует,— в лаборатории наноматериалов Сколтеха уходит секунд 12.

За это время в реакторе — он напоминает высокотехнологичную духовую печку — углеродные компоненты распадаются на частицы нанометрового размера, а затем собираются в новый материал. Его переносят на гибкую или эластичную подложку (в виде пленки), и вот перед нами основа для электроники будущего, прозрачной, гибкой и эластичной. Если положить такую пленку на любую поверхность — стекло, дерево, ткань, даже бумажные обои,— она превратится в сенсорный экран (см. фото на с. 33). Мало того, вы также можете придать этому экрану любую форму. Ученые обещают: при нынешнем темпе разработок такие новинки войдут в нашу жизнь в ближайшие годы.

— Альберт Галийевич, эта техника напоминает о временах, когда слово «нанотехнологии» звучало из телевизора каждый день. Помнится, лет 5–10 назад уже ждали прорыва, но его не произошло. Надежды оказались напрасными?

— Вовсе нет, в XXI веке нанотехнологии наряду с информационными и биотехнологиями стали фундаментом научнотехнической революции. Если говорить в денежном эквиваленте, общий рынок нанотехнологий в 2019-м, по оценкам экспертов,— около 60 млрд долларов, годовой прирост — порядка 20 процентов. Не секрет, что этот сектор науки рассматривают как рычаг политического влияния, и это тоже способствовало его развитию в приоритетную область исследования во многих странах. Сейчас этим занят весь цивилизованный мир. Другое дело, что развитие любой технологии начинается со взрывного интереса, проходит пик чрезмерных ожиданий, а потом научное сообщество постепенно разочаровывается. А через некоторое время начинается новый подъем, связанный с переходом от фундаментальных исследований к практическому применению. Именно это сейчас и происходит с нанотехнологиями.

— О поддержке нанотехнологий на госуровне раньше всех заговорили в США. Это и спровоцировало взрывной интерес к новой отрасли?

— Да, правительство США в 2000 году положило начало бурному развитию этой науки, объявив о «Национальной нанотехнологической инициативе» — она привлекла почти миллиард долларов государственного и внебюджетного финансирования. Этот подход стал моделью: за 5 лет о таких планах развития заявили 50 стран.

— Значит, Россия, объявившая о приоритете нанотехнологий лишь в 2007‑м, отстала?

— На самом деле у нас нанотехнологии включили в Федеральную программу «Исследование и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» еще в 2002-м. А в 2007-м президент назвал нанотехнологии одним из приоритетных направлений и предложил учредить российскую корпорацию нанотехнологий, которая затем была преобразована в «Роснано». В 2008-м была принята программа по развитию наноиндустрии, но сейчас в связи с реорганизацией Минобрнауки многие из намеченных тогда проектов финансировать перестали. В прошлом году, по моим сведениям, у нас не было объявлено грантов в этой области. Ожидаем, что в этом году ситуация изменится.

— США потратили на нанотехнологии миллиарды. А на какое направление в первую очередь?

— На развитие материаловедения, и это не случайно. Развитие цивилизации неразрывно связано с совершенствованием технологии использования и получения материалов: человечество прошло через стадии использования бронзы, стали, полимерных соединений, композитов, а сейчас наступил этап, когда мы накопили знания в области наноматериалов. Благодаря этому целые сферы деятельности начинают кардинально меняться: электроника, энергетика, сельское хозяйство, медицина...

Атомное лего

— Долгое время ученые не могли договориться о том, что считать наноматериалами. Да и работают они с веществом на атомарном уровне не первый десяток лет. Сейчас есть какая-то определенность в классификации?

— Наноматериалы — это объекты с размером в диапазоне от 1 до 100 нанометров. Для наглядности: диаметр человеческого волоса составляет примерно 80 тысяч нанометров, а поперечный срез цепочки ДНК — 2 нанометра. Если чайка сядет на палубу авианосца, то он погрузится в воду на 1 нанометр.

Теперь о свойствах наноматериалов. Свойства любого вещества определяет количество атомов, которое находится у него внутри и снаружи. Например, обычно на поверхности куска сахара находится примерно 1 атом из 10 млн, но, если размолоть кусочек в нанопыль, на поверхности окажется порядка 80 процентов всех составляющих его атомов. Колоссальное увеличение площади и количества находящихся на поверхности атомов — причина резкого изменения свойств. Атомы на поверхности связаны с меньшим количеством соседних атомов, чем те, что находятся внутри, поэтому обладают избыточной энергией. В итоге мы получаем вещество с принципиально новыми свойствами.

На самом деле люди это знали еще до появления науки, например когда сжигали уголь и получали сажу — она как раз укладывается в нанометровый диапазон. К слову, недавно была опубликована статья по дамасской стали. Оказалось, в ее составе есть углерод в виде углеродных нанотрубок — одного из самых известных и перспективных наноматериалов с потрясающими свойствами.

— И какие свойства проявляются у веществ в новом состоянии?

— Самые разные: увеличивается твердость в сочетании с высокой пластичностью, увеличивается предел текучести, меняется температура плавления… Так, железо, которое плавится при температуре 1,5 тысячи градусов, в наноразмерном состоянии имеет температуру плавления порядка 200–300 градусов.

Свежее дыхание химии

— Тем не менее распространение получили углеродные наноматериалы. Чем они интересны, и почему российские ученые, вложившие в работу с ними немало сил, остались в стороне от нобелевских премий?

— В этой истории немало драматических страниц. Начать надо с открытия фуллерена. Это молекула углерода, представляющая собой полую замкнутую сферу. Она имеет форму усеченного икосаэдра — как футбольный мяч. Не случайно японский физик Эйдзи Осава догадался о существовании такой молекулы, наблюдая за игрой сына в футбол в 1970-м. Но статья об открытии была написана на японском, его в буквальном смысле не поняли.

Авторизуйтесь и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Линия поддержки Линия поддержки

В связи с пенсионной реформой в России появилась новая категория граждан

Огонёк, сентябрь'19
Тренды Тренды

Новости науки

Русский репортер, сентябрь'19
О принципах О принципах

Мысли и цитаты великих людей

Forbes, сентябрь'19
Без страха и упрека Без страха и упрека

Кира Найтли могла уйти из кино 11 лет назад!

Grazia, январь'19
Как и почему возрождается Haute Couture Как и почему возрождается Haute Couture

Кутюр остается прибыльным и желанным

Vogue, январь'19
Поднимаю настроение Поднимаю настроение

Где в Москве достать для мужчины хороший тестостерон

Tatler, февраль'19
Татьяна Овсиенко «Устраиваю себе плакательные дни» Татьяна Овсиенко «Устраиваю себе плакательные дни»

Певица решилась ответить на вопросы из прошлого, чтобы еще лучше узнать себя

StarHit, январь'19
Немного переработали Немного переработали

Наше стремление к красоте дорого обходится планете

Vogue, февраль'19
Корпорация монстров Корпорация монстров

Какие ужасы снимают якутские кинематографисты

GQ, февраль'19
Почему не стоит одинаково одеваться со своей девушкой? Почему не стоит одинаково одеваться со своей девушкой?

Одеваться одинаково со своей второй половиной - на самом деле не очень мило

GQ, январь'19
Храмовый сайдинг Храмовый сайдинг

«Народная реставрация» с благими намерениями

Огонёк, январь'19
Навстречу взрыву Навстречу взрыву

Навстречу взрыву. Кресло, которое спасет от мины

Популярная механика, февраль'19
Снимки, уцелевшие чудом Снимки, уцелевшие чудом

К фотоловушке пришел чрезвычайно любопытный белый медведь

National Geographic, февраль'19
Центровой из поднебесья Центровой из поднебесья

Хоккеист Евгений Малкин. Строго по центру

Men’s Health, февраль'19
Современные поп-песни мрачнее и злее старых, заключили ученые Современные поп-песни мрачнее и злее старых, заключили ученые

Раньше люди слушали гораздо более веселую, позитивную музыку

Maxim, январь'19
Своя игра Своя игра

Своя игра. Как продать матрицу и остаться живым человеком

Русский репортер, январь'19
«Я очень печальный человек» «Я очень печальный человек»

Китаянка Ян Гэ приехала в Россию без денег, без бэкграунда и четкой стратегии

OK!, январь'19
Анастасия Стоцкая: Хочу быть королевой! Анастасия Стоцкая: Хочу быть королевой!

Анастасия Стоцкая играет в бродвейском спектакле, но главная ее роль – мамы

Лиза, январь'19
Быть Ульфом Старком Быть Ульфом Старком

О творчестве одного из самых любимых шведских писателей

Seasons of life, январь'19
Боксер-сантехник Василий Нетребко: «Попробовал — выиграл» Боксер-сантехник Василий Нетребко: «Попробовал — выиграл»

О сантехнике Василии Нетребко, ставшем чемпионом Европы по тайскому боксу

Men’s Health, январь'19
Nissan X-Trail Nissan X-Trail

Nissan X-Trail. Из модели для всех он превратился в машину для каждого

Quattroruote, февраль'19
Асоциальные колючки Асоциальные колючки

В 2019 году в России начнется учет домашних ежей, а также их владельцев

Огонёк, январь'19
Анастасия Волочкова: «Все беды – из-за бабской зависти» Анастасия Волочкова: «Все беды – из-за бабской зависти»

Балерина о том, как она помирилась с бывшим супругом

StarHit, январь'19
Самые востребованные модели-парни этого сезона Самые востребованные модели-парни этого сезона

Молодые люди, которые «выстрелили» на этих Неделях моды

Vogue, январь'19
Бразилия легализовала огнестрельное оружие для добропорядочных граждан Бразилия легализовала огнестрельное оружие для добропорядочных граждан

Закон, облегчающий владение огнестрельным оружием для граждан Бразилии

Maxim, январь'19
Чрезвычайные церемонии Чрезвычайные церемонии

Как Никита Хрущев не попал на переговоры с японцами

Огонёк, январь'19
Тяжелая атлетика Тяжелая атлетика

Опровергаем миф о том, что Россия — для грузных

GQ, февраль'19
Рыбы, живущие без кислорода Рыбы, живущие без кислорода

«Мертвые зоны» оказались полны жизни

National Geographic, январь'19
Музыка, которая заглядывает за предел Музыка, которая заглядывает за предел

Почему русский хип-хоп стал мейнстримом современной молодежной культуры

Эксперт, январь'19
Как набить кулаки и подготовить кисти рук к ударам Как набить кулаки и подготовить кисти рук к ударам

Многие боятся сломать кости кисти руки в драке. Есть ли способ укрепить руки?

Men’s Health, январь'19