Не опоздать бы

Сетуя на только что приобретенную в магазине батарейку, электронный калькулятор или другое импортируемое изделие, даже не догадываемся, что намного более качественные отечественные разработки годами лежат на полках различных научных учреждений в ожидании своего производителя. Как это ни парадоксально, но касается это даже таких революционных разработок, как нанотехнологии. Например, во «Львовской политехнике» ими занимаются настоящие энтузиасты, но кроме оптимизма нужна и поддержка государства.

— Мы хорошо знаем, как вести себя в микромире, квантовая механика дает нам понимание процессов, касающихся отдельных атомов и молекул. С другой стороны, хорошо знаем ансамбль, состоящий из миллиардов частичек, где могут работать законы классической физики. А нанообъекты — это таинственное промежуточное звено, в котором пока что много неизвестного. Законы квантовой механики в этом звене работают хорошо, тем не менее существуют сугубо математические трудности в том, чтобы описать, например, объекты, состоящие из сотен или тысяч атомов (молекул). Именно в этом промежутке науки и кроется изюминка этого направления научного и технологического развития.

Самые большие надежды связаны с медициной. Ведь на базе нанотехнологий можно будет создать микрочипы, которые, если их имплантировать в человеческий организм, будут контролировать основные его жизненные функции, помогут излечить тяжелые болезни. Сейчас в Украины есть реальный шанс приобщиться к новой мировой технологии, что будет определять уровень развития научной и технологической деятельности человечества в течение ближайшего столетия.

— По большому счету, кафедра физики и кафедра инженерного материаловедения и прикладной физики совместно занимаются проблемами энергетики, энергосберегающих технологий и новейших подходов к накоплению энергии. В поле зрения наших коллег с кафедры физики — сегмент суперконденсаторов, аккумуляторов солнечной энергии. Мы же занимаемся материаловедческими вопросами, среди которых, в частности, перевод этой базы на наноуровень.

Деятельность нашей научно-исследовательской лаборатории нанофизики и молекулярной энергетики направлена на энергетику, в частности на проблемы наноионики, изучаем специфику ионных процессов в нанообъектах.

С целью обеспечения сверхвысокоемкого накопления энергии мы использовали полученные нами наноструктурированные материалы. Конечно, можно было бы пойти обычным путем и создать мощные энергетические приборы, которые содержали бы остродефицитные или вредные материалы. Но мы отказались от этого пути. Наши научные сотрудники применили дешевые и экологически чистые природные материалы со слоистой или канальной структурой (например: тальк, монтморилониты). С помощью наноинженерии изменили их кристаллическое строение и свойства, что сделало их пригодными для энергонакопления. Это дало нам возможность достичь рекордных значений удельной энергии и удельной емкости. К преимуществам этих приборов следует отнести то, что в них применены экологически чистые материалы на основе природных минералов.

Большое будущее у суперконденсаторов. В частности, по части развития их гибридных систем: это что-то среднее между истинными суперконденсаторами и аккумуляторами. Такие приборы чрезвычайно перспективны для развития так называемых гибридных автомобилей: они способны объединять небольшой вспомогательный бензиновый двигатель и главный — электрический. Но для этого последний должен иметь большой ресурс цикла заряд—разряд и одновременно обеспечивать большой ток. Такие наработки есть у наших коллег с кафедры физики.

Основанием для этих проектов стали предыдущие разработки суперконденсаторов очень большой мощности (с.н.с. И.Чернилевский), с помощью которых был осуществлен запуск двигателя внутреннего сгорания легкового автомобиля. Но внедрить суперконденсаторы в серийное производство не удалось из-за распада Советского Союза. В течение нескольких лет научных сотрудников вместе с их изобретением хотели видеть в США, Японии, Германии, Южной Корее. В этих странах был интерес к полученным результатам, но удовлетворить основное наше требование — создать в Украине производство систем для запуска автомобильных двигателей на основе суперконденсаторов — никто не отважился. В 1996 году стало понятно, что в отдельно взятой Украине эта разработка не может быть использована. И все наработки были положены «под сукно», где они до сих пор ждут своего времени.

— Сейчас в наших лабораториях изобретена лишь сердцевина, основа изделия, обеспечивающая его функционирование. Чтобы довести его до потребителя, над ним должны поработать конструкторы, инженеры, дизайнеры. Сегодня на наших кафедрах есть разработки, которые можно было бы передать производственникам. Но последние требуют предоставить им комплект конструкторско-технологической документации, причем не проявляя готовности профинансировать его изготовление.

Существует очень красивая идея создать во Львове научно-исследовательский центр. Очень важно, чтобы он имел межвузовский статус. Крупный наноцентр планируется построить в соседней Польше, в Жешуве. Его строительство будет финансировать Евросоюз. Между тем для нашего государства актуально было бы восстановить бывшие научные школы, которые специализировались бы на материаловедении. Тогда в западный научный центр входили Черновцы, Львов, Ивано-Франковск. Сейчас в Украине этими технологиями занимаются во Львове, Черновцах, Киеве, Днепропетровске. В этих коллективах есть определенные наработки, проблемы, но каждый решает их своими силами. Эти работы выполняются практически на энтузиазме.

Украинские научные сотрудники вполне способны развить нанотехнологическое направление. Сегодня это тот экспресс, который только формируется, стартовые условия для всех участников процесса практически равные. Было бы смешно надеяться догнать мир в сфере автомобилестроения, а вот в сфере нанотехнологий — вполне реально. Насколько мне известно, только две компании в мире начинают получать сверхприбыли от нанотехнологий. Речь идет о принципиально новом уровне, новом подходе в науке. Если наше государство упустит этот момент, через десяток лет будет слишком поздно. Поэтому Украине прежде всего нужны менеджеры очень высокого уровня , содействующие ее продвижению в этом направлении.