В преддверии Дня российской науки - 8 февраля -директор НИИ физической и органической химии Южного федерального университета, заместитель председателя Южного научного центра РАН академик В.И. Минкин рассказывает о достижениях и перспективах исследований.

День российской науки - большой культурный праздник, потому что на­ука, несомненно, главный элемент культуры. Люблю ссылаться на один из параграфов «Метафизики» Ари­стотеля. Он писал, что стремление к новому знанию заложено в природе человека. Наука - то, благодаря чему мы сегодня живем в комфорт­ном мире. Все, что нас окружает, - инновации: мобильные телефоны, космические аппараты, атомная энергия, летательные аппараты, ле­карства, позволившие человечеству избежать таких эпидемий, которые были в Средние века, - все это соз­дано в лабораториях, все это наука. Четкое определение науки идет от Галилея. Считается, что наука нача­лась с эпохи Ренессанса, со времен Галилея. В западном философском определении наука - science - то, что связано с экспериментом, когда познание достигается в результате опыта. Сейчас это представление расширилось, в понятие экспе­римента входит и компьютерный, численный эксперимент. Все, что относится к наукам гуманитарным, квалифицируется как humanities.

На самом деле это, конечно, тоже наука, так как гуманитарное знание связано с новыми познаниями.

Несколько слов о том, как реа­лизуется научная политика в на­шей стране. К сожалению, здесь можно сделать довольно много критических замечаний. Как вы знаете, существует стратегия «Ин­новационная Россия-2020», Она должна вывести показатели науки на новый уровень модернизации и инноваций. Эта программа не реализована. В настоящее время сделана попытка создания новой государственной программы РФ «Развитие науки и технологий» до 2020 года. Этот документ еще не готов. Он должен учесть недостатки «Стратегии-2020». Например, сре­ди направлений в ней отсутствовало «Создание новых материалов». А без них, как мы понимаем, вряд ли может что-то состояться. В.В. Путин в своей недавней статье в газете «Ведомости» правильно отметил, что в число приоритетных направлений должны быть включены фармацев­тика, высокотехнологичная химия и новые высокотехнологичные материалы. Полагаю, это должно войти в госпрограмму РНТ. Тем не менее, у меня есть сомнения, так как формировать РНТ поручено не тем, кто занимается наукой, а стра­тегам Высшей школы экономики и Академии народного хозяйства и государственной службы при Пре­зиденте РФ. Безусловно, они что-то знают о науке, но сами наукой не занимаются.

Думается, перспективы у рос­сийской науки есть. Передо мной февральский номер журнал Коро­левского химического общества Великобритании со статьей «Россия резервирует место за столом дер­жав высокого научного уровня». Согласно представленному здесь материалу, в течение следующего десятилетия Россия планирует до­вести ежегодные вложения в науку до 22,7 млрд долларов. Это намного больше, чем сейчас: в настоящее время РАН получает ежегодно 2 млрд долларов - столько же, сколько составляет бюджет на науку средне­го американского университета. Конечно, 22,7 млрд долларов -значительно больше, чем было до настоящего времени. Пока доля России в мировых расходах на на­уку и конструкторские работы не превышает двух процентов, доля США - в 20 раз больше.

Чем же знаменателен прошедший год в науке? И в частности, несколько слов о нашем НИИ ФОХ ЮФУ и отделе физической органической химии Южного научного центра РАН. По традиции известные в мире журна­лы, например Science, формируют подборку самых значимых научных событий года. То же самое начала делать Китайская академия наук совместно с Китайской инженерной академией. Прежде всего нужно отметить, в каких областях сделаны наиболее важные, по мнению этих источников, научные открытия. В первую очередь, это астрономия. Удалось обнаружить в межгалактиче­ском пространстве газовые облака, чье происхождение, по всей вероят­ности, связано с первым временным периодом после Большого взрыва, в результате которого образовалась Вселенная. Изучение этих облаков су­лит весьма интересную информацию.

С помощью телескопа НАСА «Кеплер», работающего в космосе, имеется возможность наблюдать более чет­кую картину того, что происходит в галактиках. Этот телескоп уже иссле­довал 156 тысяч новых звезд. Было обнаружено, что вокруг некоторых из них существуют планеты. Шесть определены точно, а три - газовые гиганты типа Юпитера. Если суще­ствуют так называемые экзопланеты, то вполне вероятно, что на них есть условия для жизнедеятельности, ана­логичные тем, что имеются на Земле. Колоссальный прорыв ожидается в астрономии, в связи с тем, что в Чили, в пустыне Атакама, по международ­ному проекту начато строительство самого крупного в мире телескопа. Диаметр его зеркала 42 метра. Наш крупнейший телескоп находился в Зеленчуке, площадь его зеркала составляла 6 метров. Директор САО РАН, член-корреспондент РАН Ю.Ю. Балега в течение многих лет доби­вается средств на его обновление...

В области биологии достижением является создание антивирусной вакцины, которая позволит тормозить развитие СПИДа. Science ставит это на первое место. Рядом - первые вакцины против малярии. В Афри­ке это по-прежнему колоссальное бедствие. Важное открытие связано с исследованием процесса клеточ­ного деления. Как известно, клетки находятся в постоянном процессе деления, при котором возникают некие поражения генома. Клетки устаревают. Оказывается, если уста­ревшие клетки убирать, то удается значительно увеличить продолжитель­ность жизни. Пока это эксперимент на мышах; если он пойдет успешно, то найдутся желающие попробовать и на приматах. Есть и курьезное от­крытие в биологии. Как известно, человеческий геном состоит пример­но из 30 тысяч генов. Открыто некое животное, которое имеет самый большой геном. Удивительно, но это речной рачок - дафния.

Замечательные открытия есть в наиболее близкой мне науке - химии. Два из них связаны с катализом. Катализ - ускорение скорости реак­ций, снижение энергозатрат, которые требуются для этих реакций. Мировое сообщество занято тем, чтобы найти необходимое количество сырья для получения энергии. Пока это нефть, газ, атомная энергия и т.д. Но пред­ставьте себе: вдруг мы получили бы возможность расщепить воду на во­дород и кислород. Лучшего топлива, более калорийного и экологичного, чем водород, нет, потому что водород сгорает и превращается в воду. То есть никаких потерь для окружающей среды. Но вода - очень прочное соединение. Чтобы разложить воду, требуется больше энергии, чем можно будет получить при сжигании выделенного водорода. Но есть да­ровая энергия - солнечная. Если бы мы могли собирать на нескольких квадратных километрах поверхности солнечную энергию, то это превы­шало бы то, что весь мир получает от сжигания нефти и газа. Но ведь растения свободно разлагают воду на водород и кислород. Кислород, которым мы дышим, - из растений. Если бы мы нашли такие катализато­ры, такую химию, которая позволила бы искусственным образом исполь­зовать солнечную энергию, для того чтобы разлагать воду на водород и кислород, то раз и навсегда решили бы проблему обеспечения челове­чества энергией - избавились бы от атомной энергетики, перестали бы портить атмосферу, сжигая нефть и газ. Необходимо разгадать, как это делают растения. Сегодня ясно, что во всем «виноват» некий белок в рас­тениях. В прошлом году японским ис­следователям удалось выделить этот белок в чистом виде и определить его структуру. Главный каталитический узел, в котором вода разлагается на водород и кислород, достаточно прост: четыре атома кислорода, пять атомов марганца, один атом кальция. Теперь химики, зная эту структуру, в состоянии синтезировать что-то похо­жее, и. может быть, удастся получить вещества, которые помогут решить проблему. И такие исследования -настоящая фундаментальная наука, с которой начинаются любые инно­вации. Постоянно об этом говорю, даже имел возможность сказать об этом на совещаниях с участием Д.А. Медведева и В.В. Путина, когда они инспектировали наш федеральный университет. Принятая в настоящее время во властных сферах идея, что бизнес определяет вектор на­уки, в корне неправильная. Всеми силами нам пытаются насадить ее на разных уровнях. Это глубочайшее заблуждение, которое тормозит раз­витие наук. Фундаментальную науку нужно поддерживать и развивать, она окупит сторицей все затраты. Убежден, на создании названных катализаторов в мире будут скон­центрированы огромные ресурсы. Другие катализаторы - так называ­емые цеолиты - алюмосиликаты, имеющие интересную пористую структуру. Размеры этих пор самые разные. Разработаны подходы, по­зволяющие моделировать сложные цеолитовые сетки, получая такую архитектуру. Она нужна для мембран или для внедрения в их поры больших молекулярных объектов. Цеолиты - основа мембран, которые очищают воздух в космических аппаратах. Так как размеры их пор соответствуют размерам молекул кислорода, они не пропускают вредные вещества, обе­спечивают «зеленый свет кислороду».

Любопытно, как смоделирована восточная китайская десятка до­стижений года. Там отдан приоритет работам английских нанотехнологов, которые с помощью современной микроскопической техники научи­лись делать одноатомные пленки. Хорошо известен графен (пленки из одного атома углерода). Английские ученые доказали возможность соз­дания таких пленок из атомов других элементов. Они будут обладать други­ми свойствами, и возможности здесь колоссальные. Китайцы считают, что важнейшим достижением является также создание самого мощного на данный момент суперкомпьютера. Японская фирмы Fudjitsu сделала суперкомпьютер, работающий со скоростью более 10 квадриллионов операций в секунду. Это 10 в пятнад­цатой степени и еще умноженное на десять - так называемый пентафлопный компьютер.

В физике мы пока не дождались открытий с помощью Большого адронного коллайдера (ЦЕРН), но, по крайней мере, одно замечательное достижение уже есть – получение  антивещества, когда удавалось удер­жать в течение нескольких минут антимолекулу водорода. Это означает, что ядра в этой молекуле заряжены е положительно, как в нормальном водороде, а отрицательно, а вместо электронов вращаются позитроны. Мы же удивляемся, почему наш мир не симметричен. Все построено ж, как построено: положительно заряженные ядра и отрицательно заряженные электроны. Почему бы е наоборот? Сделанная работа показывает, что могут существовать и антимиры. До бозона Хиггса на БАКе еще не добрались.

О некоторых результатах нашего института, которые нам кажутся значительными. Центральная тема исследований НИИ ФОХ ЮФУ и отдела физической и органической химии ЮНЦ РАН - фундаментальные исследования. В большой степени эto компьютерная химия, и здесь у нас есть определенные достижения, отмеченные разными премиями. В первую очередь - моделирование новой молекулярной архитектуры. В качестве примера скажу, что в 2003 году мы с P.M. Миняевым и Л.Г. Стариковым расчетным путем обнаружили исключительно богатую энергией гексагональную молекуляр­ную систему, состоящую из атомов водорода и углерода. Это крайне неустойчивая система. Через год вы­дающиеся физики К.С. Новоселов и А.К. Гейм (нобелевские лауреаты за открытие графена) получили новое вещество графан, гидрируя графен. Графан отличается от графена тем, что к каждому атому углерода графе­на присоединен атом водорода. Ока­залось, что графан состоит из набора шестичленных колец. Любопытное со­поставление из сферы молекулярной социологии: один шестичленный цикл абсолютно неустойчив. Его можно хранить какие-то доли секунды при очень низкой температуре. Когда же эти циклы объединяются в общей плоскости, они оказываются самой устойчивой системой, которую можно составить из углерода и водорода. На­прашиваются проекции: общество, индивид...

Кроме этого, мы занимаемся молекулярными переключателями. Это системы, которые могут менять свои свойства под внешним воз­действием. Представьте, что такой выключатель мы закладываем в биологическую систему, например в мембрану. При облучении срабаты­вает молекулярный переключатель, и мембрана меняет свои свойства: ме­няется, например, пропускаемость ионных каналов. Появляется возмож­ность адресной доставки лекарств. Главное применение молекулярных переключателей - использование в будущих молекулярных компьютерах.

Еще один пример использования достижений фундаментальной науки. В Волгограде с участием академиков И.А. Новакова и В.И. Петрова созда­ется химико-фармацевтический кла­стер. Там будут выпускать инновационные лекарства. Для этого отобрано шесть новых препаратов, полученных в нашем институте и Южном научном центре. Это большое достижение. В отделе прикладных исследований, который участвовал в свое время в программе запуска отечественного «челнока» «Буран», созданы высоко­технологичные препреги - ткани, про­питанные определенным составом и специальными клеями. Подшипники на основе препрегов обеспечивают безызносное трение. Они использу­ются в авиации, автопроме, космосе и так далее. Новые наработки по этой тематике востребованы и начинают применяться в авиационной про­мышленности.

Определенные успехи достигнуты в лаборатории профессора В.А. Бреня, где получены хемосенсоры - вещества-детекторы различных токсикантов в очень малых концен­трациях. Профессор И.Е. Михайлов разработал новые люминесцирую-щие вещества для светоизлучающих диодов (OLED).

В институте много молодежи. Более 15 лет функционирует утвержденная Президентом РФ ведущая научная школа. Вместе с научными сотруд­никами над проектами НИИ ФОХ и ЮНЦ РАН работают 15 аспирантов и более двадцати студентов. По итогам всероссийского конкурса четыре молодых кандидата наук удостоены грантов Президента РФ.