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

Ольга Бузова: «После развода секс был только с одним мужчиной» Ольга Бузова: «После развода секс был только с одним мужчиной»

Задали певице каверзные вопросы и вывели ее на чистую воду

StarHit
Уперлись в стену. Как разногласия из-за бюджета США повлияют на рынки Уперлись в стену. Как разногласия из-за бюджета США повлияют на рынки

Что может привести к замедлению американской экономики и переносу крупных IPO

Forbes
Выручка застройщиков Московского региона впервые превысила триллион рублей Выручка застройщиков Московского региона впервые превысила триллион рублей

Рынок жилья продолжает бить рекорды

Forbes
Человеку нужен человек Человеку нужен человек

Человеку нужен человек. Когда русский сериал будет интересен миру

Русский репортер
Новый взгляд на Словению Новый взгляд на Словению

Словения — необыкновенно уютная страна в Центральной Европе

Cosmopolitan
Контр-революция Контр-революция

Land Rover Evoque. Кроссовер второго поколения примерил роль догоняющего

Quattroruote
Как выбрать посудомоечную машину: советы эксперта Как выбрать посудомоечную машину: советы эксперта

Рекомендации по выбору посудомоечных машин

CHIP
Гаджеты для Пентагона: зачем военные уходят в виртуальную реальность Гаджеты для Пентагона: зачем военные уходят в виртуальную реальность

Зачем армии вымышленные миры

Forbes
9 главных правил, как встречаться с девушкой намного моложе тебя 9 главных правил, как встречаться с девушкой намного моложе тебя

Девять железных правил, чтобы завести здоровые отношения с молодой девушкой

Playboy
Поднимаю настроение Поднимаю настроение

Где в Москве достать для мужчины хороший тестостерон

Tatler
Креативная глубинка Креативная глубинка

Сердце концерна IКЕА, ворочающего миллиардами, находится в глухой провинции

Популярная механика
Контрацептивы как у подруги и 6 других мифов о женском здоровье Контрацептивы как у подруги и 6 других мифов о женском здоровье

Семь популярных мифов о женском здоровье

Cosmopolitan
Удержаться на плаву: семь главных трендов в топ-менеджменте Удержаться на плаву: семь главных трендов в топ-менеджменте

Чтобы стать успешнее, важно понимать основные тренды, влияющие на бизнес

Forbes
Производство крыльев для МС-21 оказалось под угрозой из-за санкций США Производство крыльев для МС-21 оказалось под угрозой из-за санкций США

Вашингтон запретил поставки в Россию композитных материалов, выпускаемых в США

Forbes
Дорога к автосервису: как меняется рынок эвакуации автомобилей Дорога к автосервису: как меняется рынок эвакуации автомобилей

Рынок автомобильной эвакуации «уберизируется», сокращая издержки бизнеса

Forbes
Бессмертные Бессмертные

Сардиния — райский уголок для туристов

Вокруг света
Зосимова, Спеллинг, Хилтон: звездные наследницы, которые не оправдали ожиданий Зосимова, Спеллинг, Хилтон: звездные наследницы, которые не оправдали ожиданий

Считается, что дети богатых людей рождаются с серебряной ложкой во рту

Cosmopolitan
Писатель Лев Данилкин — о лучших русских книгах XXI века, встрече с Пелевиным и гениальности Лимонова Писатель Лев Данилкин — о лучших русских книгах XXI века, встрече с Пелевиным и гениальности Лимонова

Лев Данилкин — о том, за что не любит Набокова и Довлатова

Esquire
По воздуху По воздуху

«Самые-самые» канатные дороги

АвтоМир
Улыбка смерти: фото, сделанные за мгновение до несчастья Улыбка смерти: фото, сделанные за мгновение до несчастья

Фото, сделанные за мгновение до несчастья

Cosmopolitan
Нужно ли мужчине быть уязвимым и как на этом зарабатывают стартаперы и коучи Нужно ли мужчине быть уязвимым и как на этом зарабатывают стартаперы и коучи

Наблюдение за своим психическим здоровьем

Esquire
Кто выиграет «Оскара» в 2019 году? Кто выиграет «Оскара» в 2019 году?

Кто уйдет со сцены со статуэткой в руках?

GQ
Ямка с повинной Ямка с повинной

Вигго Мортенсен рассказал о своем новом фильме

GQ
Книги, которые нужно прочитать перед тем, как посмотреть их экранизации Книги, которые нужно прочитать перед тем, как посмотреть их экранизации

Лауреат Пулицеровской премии, книга о силе женщин и загадочный детектив

Vogue
Как навести порядок в своей медиатеке на ПК и смартфоне Как навести порядок в своей медиатеке на ПК и смартфоне

С помощью специальных утилит вы возьмете ситуацию под контроль

CHIP
«Мальчишник в Вегасе» — не предел: 18 лучших фильмов о мужской дружбе «Мальчишник в Вегасе» — не предел: 18 лучших фильмов о мужской дружбе

Годный список того, что посмотреть со своим бро

Playboy
Ты могла это знать! Ты могла это знать!

Как сделать розовые очки на первом свидании чуть более прозрачными

Лиза
10 приложений, которые стоят дороже твоего телефона 10 приложений, которые стоят дороже твоего телефона

Сколько вы готовы заплатить за программу для смартфона?

Популярная механика
Офисы будущего. Как изменятся рабочие пространства в ближайшие годы Офисы будущего. Как изменятся рабочие пространства в ближайшие годы

Пять ключевых перемен, которые в ближайшие 10 лет будут диктовать офисную моду

Forbes
От 70-х до От 70-х до

Мода капризна и переменчива, но при этом циклична

Cosmopolitan
Открыть в приложении