Журнал «Российские нанотехнологии» проводит опрос среди членов своей редколлегии о текущем состоянии нанонаук и наноиндустрии. Публикуем интервью с членом-корреспондентом РАН, сотрудником ИОНХ им. Н.С. Курнакова РАН, Андреем Ярославцевым.

– Какие направления нанотехнологий сейчас, на ваш взгляд, наиболее продвинутые?

-- На мой взгляд, наиболее активно работа идет в тех направлениях, на которые есть спрос в экономике. Наноматериалы нужны либо для того, чтобы получать из них новые продукты улучшенного качества, либо чтобы использовать их при конструировании различных технических устройств. С этой точки зрения мне кажется, что сейчас к наиболее продвинутым направлениям относятся сенсорные материалы, материалы для энергетики и электротехники, оптические материалы для светотехники, наноразмерные катализаторы. Хотя некоторые из них, конечно, используются уже давно, но трендовым направлением стали в последние годы. Далее, следует упомянуть наноструктурированные мембранные материалы и микроскопию нанометрового разрешения, куда входит электронная и силовая микроскопия. Полагаю, данные направления сейчас представлены наиболее достойно.

Рис. 1. Андрей Ярославцев: «Исследования в области наноматериалов и нанотехнологий стали бурно развиваться и заняли одну из ведущих позиций в России». Фото: Игнат Соловей.

– Вы видите прорыв в этих областях за прошедшие два десятилетия?

-- Честно говоря, наноматериалы – проблематика достаточно новая. Я бы не сказал, что за это время произошел колоссальный «прорыв», но результаты есть, и их немало. В ряде случаев это новые материалы или устройства, разработка которых происходила на наших глазах, именно в последние годы, в других – это скорее доведение до значимого статуса имевшихся заделов.

– С какими нанотехнологиями вы работаете?

-- В последние годы больше всего с мембранными системами. В первую очередь – это гибридные мембраны, в которых существует наноразмерная система пор и каналов, сформированная по определенным заложенным природой законам или созданная в результате направленного синтеза, кроме того, в этих порах ученые синтезируют наноразмерные частицы, которые существенным образом изменяют их свойства. Второе важное направление – электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов. В этом случае малые размеры частиц позволяют существенно ускорить диффузионные процессы и соответственно повысить мощность и эффективную емкость аккумулятора.

– Можете назвать наиболее сильные научные коллективы в направлении мембран?

-- Россия имеет очень сильные позиции в данном направлении. Следует отметить, что в области мембран работали трое очень известных в нашей стране ученых. Николай Альфредович Платэ, которого знают все не только благодаря научным достижениям, но и благодаря пропаганде научных достижений и активной организационной деятельности. Владимир Михайлович Грязнов, который, может быть, менее известен широкому кругу людей, но является основоположником мембранного катализа и одним из столпов мембранной науки не только в России, но и в мире в целом. Наконец, это недавно ушедший из жизни замечательный ученый и человек – Геннадий Федорович Терещенко.

Наиболее сильные научные коллективы в области мембран исторически сложились в Кубанском и Воронежском университетах (ионообменные мембраны), ИНХС РАН (мембранный катализ, газодиффузные системы), в Дубне и ИК РАН (трековые мембраны), ИПХФ РАН и в ИОНХ РАН (ионопроводящие мембраны). Персонально среди руководителей активно работающих в этой сфере ученых можно отметить профессоров Владимира Шапошника и Ольгу Бобрешову из Воронежа (последняя сейчас активно развивает новое сенсорное направление), Виктора Заболоцкого и Виктора Никоненко из Краснодара, Павла Апеля из Дубны, Бориса Мчедлишвили из Института кристаллографии, Юрия Добровольского из ИПХФ РАН. Я не стал бы этими людьми ограничиваться. В области мембран работает много хороших и активных ученых. Мембранное направление активно развивается в ИНХС (проф. Волков, Тепляков, Ямпольский), где создан один из самых известных мембранных центров. В последние годы у нас было немало нового. Так, в 2010 году в рамках Всероссийского менделеевского общества мы создали секцию «Мембраны и мембранные технологии», под эгидой которой с прошлого года действуют мембранные семинары (www.memtech.ru), которые посещают очень много ученых, и не только из России. Там выступали наши коллеги из Испании, Франции, Италии, Португалии, разумеется, из Белоруссии, Казахстана и Украины. С прошлого года действует совместная Российско-Французская мембранная лаборатория.

Можно отметить, что у нас в России проводятся две мембранные конференции: Международная «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» и Всероссийская «Мембраны».

– Кто лидирует за рубежом?

-- В общем, это очень известные люди, самые громкие имена, конечно, Дриоли (Италия), Дальмон (Франция), но, скорее, они сейчас уже – гордость и история мембранной науки. Из активно действующих лидеров я бы хотел отметить профессоров Пурсели (который в т.ч. активно работает с Россией), Креуера (Германия), главу фирмы «Мега» Новака (Чехия) и многих других. Из бывших республик СССР Казахстан – Цхай и Белоруссия – Бильдюкевич. Дриоли, Пурселли и Бильдюкевича мы ввели в состав редакционной коллегии журнала «Мембраны и мембранные технологии», который начал издаваться с 2011 года. К слову сказать, в прошлом году кроме «своих» традиционных мы проводили еще одну крупную международную конференцию по мембранному катализу и реакторам, на которой более 80 % докладов представляли зарубежные ученые. Тем не менее Россия была представлена на хорошем уровне. Из докладов зарубежных авторов на меня очень сильное впечатление произвели профессора Каро (Германия) и Бредсен (Норвегия).

– Где открываются перспективы применения?

-- В первую очередь, наверное,– водоочистка – огромная и крайне перспективная область, сюда же отчасти можно добавить газоразделение, проблемы очистки и обогащения продуктов химического синтеза или ценных природных компонентов (молочная сыворотка, вина и т.д.) и активно развивающуюся водородную энергетику. Это – важные области, которые в мире сейчас очень востребованы и хорошо развиваются.

– Наверное, есть примеры востребованности бизнесом?

-- Можно отметить, что в области мембран активно развиваются инновации. Так, на наших мембранных конференциях всегда присутствует довольно много представителей малых предприятий. Одно из них «Владипор» при поддержке «Роснано» сейчас разворачивает большую программу по переоборудованию производства мембран и мембранных модулей, которая подразумевает развитие новых типов мембран и оборудования.

Наиболее востребованы сейчас ионообменные мембраны. В этой области можно отметить ООО «Мембранная технология» в Краснодаре. В Воронеже проводятся новые работы по сенсорам на основе ионообменных мембран, аналитический сигнал которых основан на доннановском потенциале, для совершенно различных типов веществ.

Очень важное направление, которое сейчас интенсивно развивается,– водородная энергетика. Она тесно связана с мембранами и без них никогда не будет существовать.

– Это же пока – только научные исследования.

-- Вы знаете, я бы так не сказал. Наверное, в первую очередь задача на будущее, причем занимаются ей достаточно давно – с середины прошлого века. Тем не менее эта тематика сейчас хорошо продвигается. Например, в Калининграде по линии «Роснано» будут строить предприятие по производству топливных элементов. Правда, на первых порах продавать их собираются в Германии.

– То есть востребованность научных исследований на внутреннем рынке невысокая?

-- У нас в России, к сожалению, востребованность науки не является высокой по ряду субъективных причин. В науку вкладываются даже не те страны, которые хорошо живут, а которые хотят хорошо жить в дальнейшем. Можно вспомнить примеры послевоенной Германии, Японии, Китая. К сожалению, у нас политика несколько иная. В той области, о которой мы говорим, эта востребованность сейчас исходит от тех же людей, которые изначально занимались мембранной наукой, а потом решили, что они могут несколько больше сделать, если переключатся на бизнес. Большинство предприятий относятся к разряду малых и вышли из научных кругов. Люди занимаются совершенно разными вещами: и водоочисткой, и проблемами обогащения, и производством минерального сырья. Мембраны всегда востребованы в области очистки, электрохимического синтеза, ядерной энергетики (где есть проблемы с отходами, очисткой вод и т.д.). Наверное, перечислять можно еще много.

Рис. 2. На фото (слева направо): проф. Андрей Ярославцев – зав. сектором ИОНХ РАН, проф. Виктор Заболоцкий – руководитель фирмы ООО «Мембранная технология» (Краснодар) и зав. кафедрой КубГУ, Любош Новак – руководитель фирмы «Мега» (Чехия) и Дмитрий Адамович – руководитель фирмы МосНПО «Радон» на конференции «Мембраны-2010», Клязьма.

– А если сравнить опять с зарубежным опытом?

-- Там есть больше возможностей для практических приложений. Например, кроме стандартных приложений (водо-, газоочистка, электрохимический синтез) востребованы мембраны для очистки и доведения до кондиции винной продукции. У всех винодельческих предприятий есть свои огромные емкости, в которых хранится вино и со временем оно в ряде случаев, немного теряет свое качество. Именно с помощью мембранных систем его доводят до нужной кондиции и качества. Это направление, на мой взгляд, неожиданно стало одним из наиболее ходовых.

Другое, активно развивающееся направление за рубежом, – это материалы для альтернативной энергетики. Это не только водородная энергетика, но и литий-ионные источники тока. Там в качестве катодного материала, например, традиционно используется кобальтат лития, использование которого небезопасно. Но сейчас активно занимаются совершенно другими материалами. В частности, мы по проекту «Роснано», который был поддержан чуть больше года назад, работаем с материалами на основе фосфата лития железа. Сейчас предприятие, которое его заявляло, переживает трудности, но если проект состоится, то мы будем делать катодные материалы и выпускать аккумуляторы.

– Касательно вашей области, какие направления должен поддерживать госбюджет, а какие бизнес?

-- Мне кажется, что поддержка должна идти параллельно. Госбюджет в любом случае должен финансировать фундаментальные научные исследования. Бизнес – скорее прикладные направления, как, например, делает ряд наших известных фирм. Однако их активность в этом направлении очень низка. Мне кажется, именно здесь есть серьезные недостатки в российском законодательстве. За рубежом фирмы, активно поддерживающие научные исследования, получают серьезные льготы.

– Как вы оцениваете результаты вложений государства в нанонауки?

-- Хорошо, что к этому есть некоторое внимание. Но это, скорее, вклад не совсем в нанонауку. Так, например, проекты «Роснано» ведь получают не сами ученые, а предприниматели. Много, конечно, и наносного. Это относится и к государственным инициативам. Имеется в виду, что средства, которые выделяются в Сколково и отчасти в «Роснано», можно было бы потратить куда эффективнее, если бы это было связано с реальной поддержкой научных исследований. Возможно, в связи с этим есть неоднозначная реакция и у ученых. Начиная от того, что многие не воспринимают само понятие нанотехнологий (скорее относятся к нему негативно), и до того, что пытаются примкнуть к нему, не меняя сути работы.

Однако нельзя не заметить, что в первую очередь эти исследования в области наноматериалов и нанотехнологий (хотя они и прежде существовали под названием коллоидной химии) стали бурно развиваться и прогрессировать и заняли одну из ведущих позиций в России. Немало сделано. Можно отметить, например, развитие наносенсорики, микроскопии. Посмотрите, как понизились размеры и повысились возможности наших электроприборов (компьютеры, мобильные телефоны и др.). Это впечатляющие и, пожалуй, – самые бурно прогрессирующие направления.

Беседовала Татьяна Пичугина – журнал «Российские нанотехнологии» № 5–6 2012 год.