В апреле исполнилось 70 лет со дня рождения и 50 лет научной деятельности профессора, доктора наук Олега Львовича ФИГОВСКОГО, директора Израильского исследовательского центра Polimate, ведущего специалиста в области композиционных материалов, в том числе наноматериалов, члена Центрального правления Нанотехнологического общества России.

За годы работы в НИИМосстрое, ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, МНТК «Антикор» ГКНТ СССР и Всесоюзном научно-исследовательском институте по защите металлов от коррозии Минхимпрома СССР он создал и возглавил научную школу по химическому сопротивлению неметаллических материалов и защите от коррозии с применением новых типов полимерных и комбинированных покрытий, создал первый нанокомпозиционный материал на основе жидкого стекла и тетрафурфурилоксилана и ряд полимерных материалов с развитой наноструктурой для защиты от коррозии.

С 1992 года профессор О.Л. Фиговский продолжил свою научную деятельность в Израиле, где позднее возглавил Международный исследовательский центр по нанотехнологиям «Polymate».

Сегодня Олег Львович Фиговский продолжает разговор о роли фундаментальной науки в России.

Луи Пастер сказал: «Наука должна быть самым возвышенным воплощением Отечества, ибо из всех народов первым всегда будет тот, кто опередит другие в области мысли и умственной деятельности». Эти слова цитируются в Послании Президента РФ Дмитрия Медведева от 12 ноября 2009 г. Однако одновременное снижение на 11,8% бюджета Российской академии наук, одобренное и Госдумой, и Федеральным Собранием, находится в резком противоречии с этими словами.

Учитывая важнейшую роль, которую наука и инновации играют в формировании постиндустриальной модели развития («общество знаний») в XXI веке, роль центров силы в глобализующемся мире могут играть только державы, обладающие мощным научно-техническим потенциалом. Практически все ведущие страны имеют продуманную стратегию научно-технического развития, которая обеспечивается выделением значительных финансовых средств на эти цели.

В формирующемся многополярном мире складываются четыре главных центра научного прогресса — США (35% мировых расходов на НИОКР по паритету покупательной способности), Европейский союз (24%), Япония и Китай (примерно по 12%). К сожалению, Российская Федерация в группу лидеров не входит, на ее долю приходится менее 2% мировых расходов на НИОКР по паритету покупательной способности и 1% по обменному курсу. Это предопределяет деградацию научно-технического потенциала страны и создает угрозу национальной безопасности России.

У ведущих стран Запада расходы на НИОКР составляют 2-3% ВВП, в том числе у США 2,7%, а у таких стран, как Япония, Швеция, Израиль, достигает 3,5-4,5% ВВП. У России этот показатель составляет примерно 1%. Об этом уже писали как русскоговорящие ученые, работающие за рубежом, так и отечественные — директор Института США и Канады РАН С.М. Рогов, заместитель директора Института прикладной математики РАН Г.Г. Малинецкий и многие другие. И все они отмечают, что прежде всего Россия теряет профессионалов в науке. А первым следствием ухода профессионалов является упадок образования. Придется распроститься с надеждами развивать у себя новые технологии — для этого нужны новые идеи и высококвалифицированные кадры. Более того, поддержание уже имеющейся технически сложной инфраструктуры станет проблемой, и техногенные катастрофы вроде той, что случилась на Саяно-Шушенской ГЭС, станут обыденным делом. Неспособная идти в ногу с техническим прогрессом страна станет беспомощной в военном отношении.

Что делать? Типичный российский вопрос, ответ на который нужно давать только системно. Вот академик В.Е. Захаров тоже считает, что наука должна быть возвышенным воплощением Отечества: «От судьбы российской науки зависит судьба России, и это обстоятельство следует положить в основу стратегии будущего развития страны. Для этого требуется преодолеть сопротивление чиновников, делящих научное знание на полезное и бесполезное. Наука никому ничего не должна. Наука существует для того, чтобы быть наукой. «Роза — это роза». Дайте этой розе расцвести, и остальное приложится. Наука будет производить знания, промышленность будет их использовать. Но роза — это нежное растение. Ее нужно поливать, подкармливать, охранять от заморозков. Наука тоже нуждается в уходе. Собственно, нужны только два условия: уважение к профессии ученого и адекватное финансирование». Эти замечания, конечно, правильные, но не системные.

А теперь перейдем к новостям технологий, ибо наука «оплодотворяет новые технические решения», освоение которых показывает обществу, что ему (обществу) «без науки не прожить».

В Саудовской Аравии начался первый этап реализации крупномасштабного проекта строительства сети опреснительных установок с использованием солнечной энергии. Реализация проекта пройдет в три этапа. На первом этапе будет построена опреснительная установка мощностью 30 тыс. м3 питьевой воды в сутки, что будет достаточно для покрытия потребностей 100-тысячного населения города Аль-Хафджи. Для снабжения этой установки электроэнергией будет сооружена гелиостанция мощностью 10 МВт. На проведение работ первого этапа, который продлится три года, выделяется 129 млн риалов (около 35 млн долл.). Реализация проекта в целом позволит также резко снизить затраты нефти и газа на производство опресненной воды. В настоящее время на эти нужды тратится около 1,5 млн баррелей нефти в сутки, в то время как солнечная энергия находится в изобилии, и она фактически дармовая. Более того, саудовцы выдвигают амбициозные планы: со временем (через 5-10 лет) не только перевести свое хозяйство главным образом на солнечную энергетику, но и начать экспортировать электроэнергию, получаемую от солнца, точно так же, как они сейчас делают это с нефтью.

Тепловой насос на основе наночастиц в один прекрасный день может охладить здания, снизив нашу зависимость от энергоемких кондиционеров воздуха, рапортуют австралийские исследователи. Профессор Джефф Смит и доктор Энгус Джентл из Технологического университета в Сиднее сообщили о своих инновационных результатах в издании «Nano Letters». В наши дни энергоемкое кондиционирование воздуха становится проблемой. Становится жарче, а значит, производится больше энергии, используемой при кондиционировании воздуха (и тем больше выделяется парниковых газов). Кондиционирование воздуха — основная проблема городов, которые на своих поверхностях удерживают огромные массы тепла, способствующие тому, что носит название «эффект городского острова тепла».

Смит и Джентл сообщают, что создали покрытие, которое может быть использовано в качестве эффективного теплового насоса, позволяющего снизить потребность в энергии, затрачиваемой на кондиционирование воздуха. Их изобретение основано на том обстоятельстве, что излучение определенных длин волн, испускаемое Землей, менее всего будет поглощаться атмосферой. Именно эти излучения с длинами волн 7,9-13 мкм, вероятнее всего, смогут преодолеть весь необходимый «путь» обратно в космос, нежели другие.

Смит и Джентл заметили, что смесь наночастиц карбида кремния и наночастиц двуокиси кремния испускает тепловое излучение именно в этом «корридоре» длин волн, и намерены воспользоваться таким атмосферным «окном». Они создали поверхность, покрытую частицами 50-нанометровых размеров, которые могут «снижать» температуру, делая ее на 15° ниже, чем имеет окружающая среда столицы Австралии.

Новый прозрачный и упругий материал, более чем на 95% состоящий из воды, совершенно безопасен для человека и окружающей среды, заявили создавшие вещество ученые из группы профессора Такудзо Аида из Токийского университета на презентации своего изобретения. «Акваматериал» легко растягивается и быстро восстанавливает форму. Для его создания ученые использовали минеральную глину, широко применяемую в косметологии, и полиакрилат натрия — вещество, наполняющее детские подгузники. Вода с добавленными в нее веществами при взбалтывании моментально приобретает гелеобразную форму. Прочность его сходна с силиконом, использующимся при пластических операциях. Он способен выдерживать температуры до 100 °С. Характеристики полученного материала уже позволяют использовать его в медицине для склеивания тканей, а если удастся повысить его плотность, то он сможет найти применение и в производстве экологически чистых пластмасс.

Новая нанотехнология, разработанная физиками Университета Маккуори (Австралия), основана на использовании наноалмазов для формирования изображений, что позволит ученым детально изучать конкретные клетки, включая инфицированные серьезными заболеваниями и пораженные раком. По словам профессора Дж. Рабо, целью данного исследовательского проекта является использование наноалмазов, чувствительных к магнитным полям. При этом в качестве устройства отображения используются наконечники зондов.

Наноалмазы изготавливаются из мельчайших частиц углерода, некоторые содержат примеси в виде атомов азота, что делает их чувствительными к магнитному полю. Дж. Рабо использует указанные примеси для создания супермикроскопов. Создание наноалмазного зонда, позволяющего биологам получать изображения одной-единственной молекулы, — вот пока далекая мечта ученых.

В последнее время огромное внимание уделяется производству топлива из биомассы. Ученые из Калифорнийского университета в Беркли и американской компании «LS9» создали штамм бактерий, напрямую преобразующих растительные молекулы (простые сахара) и компоненты растительных волокон в дизельное топливо, сообщается в статье, опубликованной в журнале «Nature». Эта разработка может быть в дальнейшем использована для получения других важных химических продуктов, а также поспособствует производству топлива на прямую из целлюлозы.

Авторы разработки для получения биодизельного топлива использовали хорошо известную бактерию Escherichia coli. Проделав более десяти генетических преобразований этого организма, ученые заставили бактерию замкнуть свой метаболический цикл таким образом, чтобы в ходе переработки простых сахаров E.coli вырабатывала множество различных жирных кислот. Кроме того, они снабдили организм генами, позволяющими ему расщеплять и перерабатывать гемицеллюлозу — компонент оболочки растительных клеток. В перспективе ученые надеются наделить E.coli способностью перерабатывать и целлюлозу — намного более прочный, чем гемицеллюлоза, природный полимер, составляющий основу растительных тканей. Это позволит получать топливо из любого вида растительного «мусора». Биодизельное топливо можно будет заливать в бак традиционного дизельного автомобиля, и мотор его «переварит». Машина поедет так же, как и на обычном дизеле.

Однако недостатки у биодизеля имеются: высокий уровень выбросов окиси азота и больший на 20% расход топлива. Повышенный выход оксида азота связан с тем, что в составе биодизельного топлива есть кислород, в то время как в традиционном дизтопливе — нет. Для преодоления этих недостатков исследователи из университета Пардо (Purdue University) разработали систему контроля полного цикла (advanced closed-loop control System).

Весьма оригинальный метод альтернативной энергетики разработали ученые Принстонского университета. Гибкие и прочные резиновые пластины, наполненные пьезоэлектрическими волокнами, представляют новый способ сбора кинетической энергии. Волокна состоят из органических нановолокон цирконат-титаната свинца, помещенных на пластинах из силиконового каучука. Когда пластины сгибаются, они вырабатывают электричество, превращая механическую энергию в электрическую. Применение данной технологии безгранично: ботинки, накапливающие энергию от движений для питания гаджетов, микрохирургические устройства, которые заряжаются от движений, и даже электрокардиостимуляторы, в которых используется новый материал вместо традиционных батарей, — и это лишь несколько примеров возможного применения.

Мне кажется, что вышеописанные примеры показывают, как освоение комплекса прорывных инноваций (изобретений) обеспечивает количественный и качественный скачок в развитии производительных сил общества. Безусловно, имеющая место ориентация на повторение зарубежных технологий позволит сократить технологическое отставание России, но не более того. Задача же состоит в опережающем развитии. Цена реализации инновационного пути развития, надо полагать, будет высокой. Тем не менее лишь вложение, пусть даже «силовое», имеющихся ресурсов в освоение технологий наступающих технологических укладов, создание прорывных технологий путем активизации инновационной деятельности российской науки является главным направлением преодоления экономических кризисов, как настоящего, так и будущих.

Известия науки