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, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Чистая и гордая: зеленая энергетика больше не нуждается в государственных субсидиях Чистая и гордая: зеленая энергетика больше не нуждается в государственных субсидиях

Чистая энергия становится новой нормальностью

Forbes
Выбираем отпариватель для одежды: рейтинг лучших Выбираем отпариватель для одежды: рейтинг лучших

Перед многими все еще стоит вопрос, нужен ли отпариватель в домашнем хозяйстве

CHIP
Как стать половым гигантом? 6 абсолютно трешовых идей (и мы их не советуем) Как стать половым гигантом? 6 абсолютно трешовых идей (и мы их не советуем)

Как стать половым гигантом? 6 абсолютно трешовых идей (и мы их не советуем)

Playboy
Джонни Депп доказал, что не избивал свою бывшую жену Эмбер Херд Джонни Депп доказал, что не избивал свою бывшую жену Эмбер Херд

55-летний актер подал в суд на британский таблоид The Sun

Cosmopolitan
Черным по белому Черным по белому

Писатель Гузель Яхина говорит как пишет

GQ
Мир глазами птиц: новые знания о зрении пернатых Мир глазами птиц: новые знания о зрении пернатых

Ученые решили подробнее исследовать зрение птиц

National Geographic
Битва за Белый дом. Почему американской элите выгоден шатдаун Битва за Белый дом. Почему американской элите выгоден шатдаун

Битва за Белый дом. Почему американской элите выгоден шатдаун

Forbes
7 скандалов с участием Егора Крида, о которых фанаты еще долго не смогут забыть 7 скандалов с участием Егора Крида, о которых фанаты еще долго не смогут забыть

7 скандалов с участием Егора Крида, о которых фанаты еще долго не смогут забыть

Cosmopolitan
Мейкеры 2018 Мейкеры 2018

Конкурс на малый творческий локальный бизнес. Победители 2018

Seasons of life
Золотая рыбка: как снизить цены на продукты питания Золотая рыбка: как снизить цены на продукты питания

Цены на продукты взвинчены, но их можно снизить

Forbes
А что, так можно было? 8 безумных способов заработать миллион долларов А что, так можно было? 8 безумных способов заработать миллион долларов

Эти истории заставят тебя, наконец, поверить в чудеса!

Playboy
Мой маленький Мой маленький

«Он такой чужой, колючий», — вздыхают родители

Добрые советы
5 фактов о женской груди, которые ты не знал (и тебе было тяжело жить) 5 фактов о женской груди, которые ты не знал (и тебе было тяжело жить)

5 фактов о женской груди, которые ты не знал (и тебе было тяжело жить)

Playboy
«Опять нет денег»: что в этом хорошего? «Опять нет денег»: что в этом хорошего?

Что скрывается за мнимыми или реальными материальными трудностями

Psychologies
Осень в России: самые популярные регионы страны среди иностранных туристов Осень в России: самые популярные регионы страны среди иностранных туристов

Аналитика от Maps.me

National Geographic
Храмовый сайдинг Храмовый сайдинг

«Народная реставрация» с благими намерениями

Огонёк
С трех до десяти С трех до десяти

Рассказываем краткую историю прогресса автомобильных коробок передач Skoda

АвтоМир
Дур-Унташ, Иран Дур-Унташ, Иран

Зиккурат Дур-Унташ в Иране

Maxim
Лучшая еда в самолетах и поездах Лучшая еда в самолетах и поездах

Погода намекает на отпуск? Подкрепитесь перед дорогой

GQ
Трехлетний мальчик потерялся в лесу, но выжил. Говорит, что ему помогал медведь Трехлетний мальчик потерялся в лесу, но выжил. Говорит, что ему помогал медведь

Трехлетний мальчик был найден живым после двух дней скитаний по лесу

National Geographic
Почивая на лавре Почивая на лавре

Какие книги любит писатель Евгений Водолазкин

GQ
Яхтам на зависть: субмарины выходного дня Яхтам на зависть: субмарины выходного дня

Частные подводные лодки — будущее, которое уже наступило

Популярная механика
Наш любимый размер: 10 звезд с естественной грудью, которые этого не стесняются Наш любимый размер: 10 звезд с естественной грудью, которые этого не стесняются

Эти звезды прекрасно себя чувствуют и с естественными формами, ничего не меняя

Cosmopolitan
Либерализм нуждается в демократии Либерализм нуждается в демократии

В России рождается демократия, способная развивать суверенное государство

Эксперт
Лестница в небо Лестница в небо

Храм Саграда Фамилия великого Антонио Гауди оказался банальным самостроем

Караван историй
Эффект домино. Нужно ли прощать долги регионам Эффект домино. Нужно ли прощать долги регионам

Жителям Чечни спишут долги за газ на сумму 9 млрд рублей

Forbes
Алкогений: Эрих Мария Ремарк Алкогений: Эрих Мария Ремарк

Ремарк — эталон писателя ХХ века

Maxim
Лучшие кофемашины для дома: рейтинг 2019 Лучшие кофемашины для дома: рейтинг 2019

Лучшие кофемашины для дома: рейтинг 2019

CHIP
GQ Super Women GQ Super Women

Премия GQ Super Women: самые сильные представительницы слабого пола

GQ
Доверять ли материнской интуиции? Доверять ли материнской интуиции?

Как понять, когда все же стоит прислушаться к материнскому чутью

Psychologies
Открыть в приложении