Пришло время показать настоящую красоту науки

Любую достаточно развитую технологию невозможно отличить от магии.

Эрик Дрекслер

Видимо, уже нет человека, который не знал бы о нанотехнологиях. Но что такое нано-, зачем нам нано-, как создать нано- — эти вопросы мы, ученые, слышим постоянно, когда пытаемся представить результаты своих исследований широкой публике. Конечно, нанотехнологии, как и любую область науки, необходимо популяризировать, представлять просто, красиво и интересно.

Обычно лучший способ визуализировать нанообъекты — получить микроизображение на сверхмощном микроскопе. Эти фотографии черно-белые. Добавление интересной цветной гаммы вызывает интерес и привлекает своей необычностью, геометрическим совершенством и эстетической расцветкой. Сегодня обработка микроскопических изображений наноматериалов красками выделилась в интересное направление — наноарт — объединение науки и искусства. На этом этапе полностью стираются грани между технологиями и творчеством. Мы можем говорить о зарождении нового направления искусства — нанодизайна, который реализуется при помощи симбиоза наноинженерии и графического дизайна. С этой позиции исследователя-нанотехнолога надо воспринимать не только как ученого, но и как художника, способного демонстрировать величие научной мысли с помощью эстетических средств визуализации наномира.

Что такое нано-?

Если очень упрощенно, то нанотехнологии — это область науки и техники, направленная на создание, исследование свойств и сфер применения материалов в нанометровом масштабе: хотя бы один из размеров структуры не должен превышать 100 нм (один нанометр (нм) — это одна миллиардная доля метра). Принципиальным моментом является то, что такие материалы приобретают новые, уникальные свойства.

Считается, что историю нанотехнологий начала лекция Ричарда Фейнмана «Внизу много места: приглашение войти в новую область физики» (There's Plenty of Room at the Bottom: An Invitation to Enter a New Field of Physics), с которой он выступил в Калифорнийском технологическом институте еще в 1959 году. Тогда Фейнман допустил, что есть возможность манипулировать перемещением атомов с помощью наномашин и изменять при этом свойства вещества. «Отцом» нанотехнологий часто называют Эрика Дрекслера — американского ученого и популяризатора науки, который первым в мире получил докторскую степень по молекулярной нанотехнологии.

Как создать нано-?

Если бы мы знали, что именно делаем,
это бы не называлось исследованием, не так ли?

Альберт Эйнштейн

Есть множество способов получить наноструктуры. Некоторые из них сверхсложные и нуждаются в современном технологическом оборудовании, другие — более просты в реализации.

Лично мы используем технологию электрохимического травления. Она интересна тем, что простая, дешевая и не нуждается в высокотехнологическом оборудовании.

Суть ее тоже достаточно проста: полупроводник с абсолютно гладкой поверхностью помещают в раствор кислоты, через который пропускают электрический ток. Еще со школы эта технология известна всем как электролиз, с тем отличием, что для формирования наноструктур как электродов используют пластины платины и полупроводника.

В результате на поверхности формируются разные типы наноструктур: поры, кристаллиты, вискеры, провода, пленки и т.п. Изменяя условия травления и состав электролита, можно добиться огромного разнообразия получаемых наноструктур.

Применение нанотехнологий очень широко и охватывает почти все современные отрасли. Согласно сайту StatNano, выделено 43 типа наноматериалов, на основе которых официально создано и зарегистрировано более девяти тысяч продуктов.

Что такое наноарт?

Настоящий шедевр только тогда шедевр,
когда он обработан и завершен до мелочей.

Филип Фармер «Убить бога»

Полученные наноструктуры исследуют с помощью микроскопов. Многое значит выбор участка для «фотографирования». На рисунке можно видеть, как именно происходит этот процесс.

Исследование эстетики наноструктур привело к появлению интересных экспериментов средствами современного графического дизайна.

Наноарт — это объединение науки и искусства, технологии и современного дизайна, представление научных результатов как объекта творческой деятельности. Хотя наноарт как явление симбиоза науки и искусства уже появлялся в мире (основатель — Крис Орфеску, румынский ученый и художник), он не получил достаточного развития, не выделился в уникальный культурный продукт и почти не развивается сегодня.

В то же время за последнее десятилетие графический дизайн выделился и крепко закрепился как отдельное направление искусства, имеющее свои тренды и модели развития. Внимание дизайнеров сконцентрировано на поиске новых форм. Так, в последнее время приобрел популярность Digital-Art (цифровое искусство), актуальными остаются абстракционизм и стиль New-Geometry. Будущее дизайна специалисты видят в объединении разных стилей, направлений, форм, текстур и т.п. Сейчас мы можем утверждать, что наноарт — это симбиоз самых современных научных достижений в области нанотехнологий и графического дизайна. Цветная обработка микрофотографии имеет не только эстетическое значение, но и помогает выявить на изображении акценты, важные с точки зрения науки.

Для того чтобы создать картину в стиле наноарт, необходимо, во-первых, синтезировать наноструктуру (наноматериал). Во-вторых, исследовать через микроскоп, получить изображение высокого качества. В-третьих, с помощью графического редактора «раскрасить» полученное изображение.

Таким образом, наноарт отличается от всех известных направлений искусства тем, что его неотъемлемой составляющей является непосредственный научный эксперимент и опыт. Визуальное искусство — действенное средство для упрощения и понимания сложных физических процессов. В этом контексте, SEM-изображение наноматериалов можно считать предшественником появления новой формы искусства, а именно развития наноарта как направления. Новые формы являются результатом совместных поисков мастеров (графических дизайнеров) и ученых (нанотехнологов). Симбиоз науки и искусства стимулирует интерес к познанию и содействует более глубокому пониманию картины мира.

Следует отметить, что в нашей стране это направление почти не представлено, существует лишь в небольших масштабах. Началом украинского наноарта можно считать конкурсы научных фотографий, на которых отечественные исследователи представляют свои результаты, в том числе в категории «Микроскопия». Два года подряд (2015, 2016) такой конкурс проходил под эгидой Министерства образования и науки Украины и Фонда фундаментальных исследований. Сейчас на регулярной основе такой конкурс проводит Википедия, где тоже можно увидеть картины исследователей-художников.

Считаю, если мы уж говорим о наноарте как отдельном направлении, необходимо закладывать его принципы и выделить дискурс.

Во-первых, надо использовать реальные нанообъекты и наноструктуры. Во-вторых, манипуляция обычно может быть только с цветом. Если используются другие виды манипуляций (добавление, объединение или изъятие объектов, частей), это надо обязательно отмечать в описании. В-третьих, каждую картину в стиле наноарт должно сопровождать уникальное описание, в котором можно отмечать тип наноструктуры, материал, способ синтеза, возможное назначение и т.п. Ну и, конечно, у каждой картины должно быть авторство.

Наноарт, как и любая технология, будет иметь свои сферы применения. Прежде всего это популяризация научных достижений, просветительская деятельность и привлечение молодежи к науке. К сожалению, вынуждены констатировать низкий интерес будущих абитуриентов к техническим, физическим и химическим специальностям. Возможно, наноарт сможет нам помочь с этим?

Кстати, такое популярное сейчас STEM-образование (наука, технологии, инженерия, математика) имеет интересное продолжение, а именно STEAM (добавляется еще искусство). Так что же это, если не наноарт?

Можем спрогнозировать, что в декоративно-прикладной графике наноарт тоже будет иметь своих приверженцев, ведь каждая картина наноарта — это замечательный, уникальный паттерн, который может украсить любой материал, изделие, рекламный или мультимедийный продукт и т.п. Наноарт часто используется для создания элементов дизайна интерьера, обложек книг и т.п. Уверены, что это направление способно повлиять и на другие искусства, в частности в перспективе его можно будет использовать как принты тканей и обоев, создавать реальные 3D модели и скульптуры и т.п.

Наш наноарт

Наш украинский наноарт еще только развивается. Мы совместно с коллегой, младшим научным сотрудником Бердянского государственного педагогического университета, профессиональным дизайнером Сергеем Ковачевым уже шестой год подряд создаем наноарт и представляем его на конкурсах научных фотографий, в социальных сетях и медиапространстве. Работа «Каменный цветок», победившая в конкурсе от Фонда фундаментальных исследований, удостоена особого отличия ОО «Викимедиа Украина» «Звездочка», которая присуждается прославленным изображением, и является выбранной и рекомендованной Википедией.

Для нас наноарт — это популяризация достижений науки, он должен привлечь внимание общественности к ее проблемам и перспективам развития, содействовать повышению престижа науки в обществе и широкому внедрению научных разработок и инноваций в практике.

Имеем возможность объединить удивительный мир нанотехнологий с настоящим дизайнерским видением и уникальной обработкой.

Благодаря поддержке House of Europe (программа, финансируемая Европейским Союзом), я реализовываю проект, результатом которого станет настоящая галерея наноарт, которая будет размещаться в Бердянском государственном педагогическом университете. Для Украины это первая галерея наноарта. Кроме этого, будет создана онлайн-галерея для свободного просмотра в пространстве Интернета.

Надеемся, это будет содействовать созданию и развитию креативного продукта дизайнеров, художников и инженеров. Наноарт обеспечит вывод науки из лабораторий на широкую публику, а также объединение различных областей творческой и научной деятельности. Мы хотим показать, что наука — это эстетика, она неотъемлема от искусства.

Планируем популяризацию этого направления, а именно тиражирование научно-популярного издания, создание сайта, где смогут представлять свой наноарт и другие художники и нанотехнологи, привлекать единомышленников и т.п. Украина может похвастаться достаточным количеством исследователей, работающих в синтезе наноструктур. Есть все шансы представить свой уникальный научно-культурный продукт и на мировой арене.

Креативное пространство наноарта нуждается в масштабировании для обмена опытом по децентрализации сферы культуры и науки между мастерами, художниками, дизайнерами, наноинженерами в Украине и за ее пределами. Пришло время показать настоящую красоту науки!

Продвижение технологии может прекратить или продолжить жизнь,
но оно также может изменить ее качество.

Продукты, основанные на нанотехнологиях, будут проникать в повседневную жизнь людей, которые захотят их использовать.
Одни последствия будут тривиальными; другие могут быть глубокими.

Эрик Дрекслер