Не запізнитися б

Нарікаючи на щойно придбану в магазині батарейку, електронний калькулятор чи інший імпортований виріб, й гадки не маємо, що набагато якісніші вітчизняні розробки роками лежать на полицях різних наукових установ в очікуванні свого виробника. Хай як парадоксально, але це стосується навіть таких революційних розробок, як нанотехнології. Приміром, у «Львівській політехніці» ними займаються справжні ентузіасти, але крім оптимізму потрібна й підтримка держави.

— Ми добре знаємо, як поводитися в мікросвіті, квантова механіка дає нам розуміння процесів, які стосуються окремих атомів і молекул. З іншого боку, добре знаємо ансамбль, що складається з мільярдів частинок, де можуть працювати закони класичної фізики. А нанооб’єкти — це таємнича проміжна ланка, в якій поки чимало невідомого. Закони квантової механіки у цій ланці працюють добре, проте є суто математичні труднощі в тому, щоб описати, скажімо, об’єкти, які складаються з сотень чи тисяч атомів (молекул). І саме в цьому проміжку науки й криється родзинка цього напряму наукового і технологічного поступу.

Особливо велика надія пов’язана з медициною. Адже на базі нанотехнологій можна буде створити мікрочіпи, які, якщо їх імплантувати в людський організм, контролюватимуть голов­ні його життєві функції, допоможуть подолати важкі хвороби. Нині в України є цілком реальний шанс долучитися до нової світової технології, яка визначатиме рівень розвитку наукової та технологічної діяльності людства впродовж найближчого століття.

— За великим рахунком, кафедра фізики та кафедра інженерного матеріалознавства і прикладної фізики спільно займаються проблемами енергетики, енергозберігаючих технологій і новітніх підходів до накопичення енергії. У полі зору наших колег із кафедри фізики — сегмент суперконденсаторів, акумуляторів сонячної енергії. Ми ж займаємося матеріалознавчими питаннями, серед яких, зокрема, переведення цієї бази на нанорівень.

Діяльність нашої науково-дослідної лабораторії нанофізики і молекулярної енергетики спрямована на енергетику, зокрема на проблеми наноіоніки, вивчаємо специфіку іонних процесів у нанооб’єктах.

З метою забезпечення надвисокоємного накопичення енергії ми використали отримані нами наноструктуровані матеріали. Звісно, можна було б піти звичним шляхом і створити потужні енергетичні пристрої, які б містили гостродефіцитні чи шкідливі матеріали. Однак ми відмовилися від цього шляху. Нашими науковцями були застосовані дешеві й екологічно чисті природні матеріали, які мають шарувату чи канальну структуру (наприклад: тальк, монтморилоніти). З допомогою наноінженерії змінили їхню кристалічну будову і властивості, що зробило їх придатними для енергонакопичення. Це дало нам змогу досягти рекордних значень питомої енергії і питомої ємності. До переваг цих приладів слід віднести те, що в них застосовано екологічно чисті матеріали на основі природних мінералів.

Особливо велике майбутнє у суперконденсаторів. Зокрема щодо розвитку їхніх гібридних систем: це щось середнє між істинними суперконденсаторами та акумуляторами. Такі пристрої надзвичайно перспективні для розвитку так званих гібридних автомобілів: вони здатні поєднувати невеликий допоміжний бензиновий двигун і головний — електричний. Але для цього останній повинен мати великий ресурс щодо циклу заряд—розряд і одночасно забезпечувати великий струм. Такі напрацювання є в наших колег з кафедри фізики.

Підґрунтям для цих проектів стали попередні розробки суперконденсаторів дуже великої потужності (с.н.с. І.Чернілевський), з допомогою яких було здійснено запуск двигуна внутрішнього згоряння легкового автомобіля. Проте впровадити суперконденсатори у серійне виробництво не вдалося через розпад Радянського Союзу. Упродовж кількох років науковців разом з їхнім винаходом хотіли бачити у США, Японії, Німеччині, Південній Кореї. У цих країнах був інтерес до отриманих результатів, але задовольнити основну нашу вимогу — створити в Україні виробництво систем для запуску автомобільних двигунів на основі суперконденсаторів — ніхто не наважився. У 1996 році стало зрозуміло, що в окремо взятій Україні ця розробка не може бути використана. І всі напрацювання були покладені «під сукно», де вони й досі чекають свого часу.

— Нині в наших лабораторіях винайдено лише серцевину, основу виробу, яка забезпечує його функціонування. Щоб довести його до споживача, над ним повинні попрацювати конструктори, інженери, дизайнери. Сьогодні на наших кафедрах є розробки, які можна було б передати виробничникам. Але останні вимагають надати їм комплект конструкторсько-технологічної документації, причому не виявляючи готовності профінансувати його виготовлення.

Є дуже гарна ідея створити у Львові науково-дослідний центр. Дуже важливо, щоб він мав міжвузівський статус. Великий наноцентр планується побудувати в сусідній Польщі, у Жешуві. Його зведення фінансуватиме Євросоюз. Тим часом для нашої держави актуально було б відновити колишні наукові школи, які б спеціалізувалися на матеріалознавстві. Тоді до західного наукового центру входили Чернівці, Львів, Івано-Франківськ. Нині в Україні цими технологіями займаються у Львові, Чернівцях, Києві, Дніпропетровську. У цих колективів є певні напрацювання, проблеми, але кожен вирішує їх самотужки. Ці роботи виконуються практично на ентузіазмі.

Українські науковці цілком спроможні розвинути нанотехнологічний напрям. Сьогодні це той експрес, який лише формується, стартові умови для всіх учасників процесу практично рівні. Було б смішно сподіватися наздогнати світ у сфері автомобілебудування, а от у сфері нанотехнологій — цілком реально. Наскільки мені відомо, лише дві компанії у світі починають отримувати надприбутки від нанотехнологій. Ідеться про принципово новий рівень, новий підхід у науці. Якщо наша дер­жава проґавить цей момент, через десяток років буде надто пізно. Тому Україні передусім потрібні дуже високого рівня менеджери, які б сприяли її поступу в цьому напрямі.