Новости › Общество › "Бог органической химии"

30 марта 2011 г. (10:06)

В эксклюзивном интервью «Газете.Ru» профессор Артем Оганов рассказал о том, что такое графан, чем он отличается от графена, о своих исследованиях по предсказанию структуры графана, и привел пример «вандализма» в российской науке.

- Что такое графан, почему возник интерес к его исследованию и в чем его особенности по сравнению с графеном?

- Статья, посвященная теоретическому исследованию графана и опубликованная на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Science, была написана большим коллективом авторов и идет по следам графеновой революции, кульминацией которой стало присуждение Нобелевской премии по физике за 2010 год нашим эмигрировавшим ученым Гейму и Новоселову. Также в прошлом году активизировались начатые ранее работы по еще одному замечательному материалу - графану. Этот материал является логическим продолжением графена, он тоже представляет собой двумерный лист, но этот лист не плоский, а гофрированный, с обеих сторон его находятся атомы водорода, связанные с атомами углерода. Говоря химическим языком, атомы углерода в графане находятся не в состоянии sp2 гибридизации, как в графене, а в состоянии sp3 гибридизации, как в метане. Графановый лист можно также представить как вырезку из структуры алмаза.

- Какие интересные свойства графана удалось обнаружить?

- Во-первых, графан, в отличие от графена - это не одна единственная конфигурация, а несколько возможных структурных модификаций. Причина в том, что графан - это один листочек, который можно сочетать в пространстве самыми неожиданными способами. Исследуя его структуру разработанным нами теоретическим методом, нам удалось обнаружить и изучить эти изомеры графана. Но самая неожиданная находка касается энергии самой устойчивой модификации графана. Графан фактически имеет такую же формулу, как и бензол, в них одинаковое соотношением углерода и водорода - 1:1; и графан, и бензол - это СН. Наши расчеты показали, что изолированный лист графана значительно более энергетически выгоден, чем изолированная молекула бензола.

Если это перевести на популярный язык, нужно отметить, что бензол - это бог органической химии. Вся органическая химия построена вокруг этой молекулы бензола. А теперь оказалось, что существует более энергетически выгодное пространственное расположение атомов углерода и водорода, чем в бензоле. Для любого химика-органика это шок. Потому что все - и органики, и неорганики, - привыкли к тому, что бензол дополнительно стабилизируется резонансными связями. Оказывается, есть более устойчивая гигантская двумерная молекула, и это неожиданный результат.

- Насколько широко применим ваш метод предсказания кристаллических структур?

- Недавно мы опубликовали обзор в престижнейшем химическом журнале Accounts of Chemical Research. Этот журнал выпускает достаточно мало статей, и все они попадают на его страницы только по приглашению главного редактора. Я писал эту статью аккуратно и тщательно, и на это ушло два года. Результатом я остался очень доволен: в этой статье удалось провести обзор нашего метода предсказания кристаллических структур, который уже был использован в нескольких десятках работ, в том числе, и статье по графану. Этот обзор немного необычен: в нем мы не просто собираем куски из предыдущих работ, а пытаемся их проанализировать, предложить новые идеи о том, как нужно предсказывать кристаллические структуры и почему наш метод работает. Также в этом обзоре было дано сравнение методов и ряд примеров применения нашего метода. Кстати, им пользуется сейчас около 400 ученых в мире.

- Можно ли утверждать, что ваш метод предсказания структур принципиально лучше других методов предсказания из первых принципов?

- За последние полтора года мне удалось провести очень важный и интересный эксперимент по оценки эффективности нашего метода. Я предложил моим коллегам, конкурентам, которые также занимаются теоретическими предсказаниями кристаллических структур, собраться вместе для «слепого» теста эффективности предсказания.

Совместно формулировалась задача - предсказание структуры вещества определенного очень экзотического состава, для которого нет и не может быть проведено экспериментального исследования и нет никакой возможности «подсмотреть» результат.

После этого участники эксперимента моделируют его структуру и дают на выходе два параметра - энергия самой устойчивой конфигурации и ее строение. Каждая из групп представляет результаты сразу всем участникам теста. Результаты теста показали, что наш метод гораздо более эффективен и надежен для определения кристаллической структуры из первых принципов. Надо отдать должное другим участникам эксперимента, они сошлись во мнениях, что его результаты следует публиковать, и в ноябре в издательстве Wiley вышла книга по предсказанию кристаллических структур, где все участники слепого теста стали авторами глав о своих методах работы, а в приложение вошли результаты теста и их анализ.

- Как вы относитесь к современной российской действительности и к действиям властей по управлению наукой?

- Я никогда напрямую не высказывал своих политических взглядов. В своем старом блоге (сейчас я ищу новую площадку для своего научного блога) я как-то мельком написал, что хотел бы, чтобы прекратились все войны. Интересно было, что в короктий промежуток временя я получил массу писем, авторы которых утверждали свое согласие или несогласие с моими «политическими взглядами». Это меня позабавило, т.к. о своих политических взглядах я не заявлял никогда и мои корреспонденты наверняка ошиблись в оценке моих взглядов. А политические взгляды у меня простые - у меня их просто нет. Мой единственный политический принцип - не интересоваться политикой вообще. Что происходит в российской науке? Мне трудно это понять. Был проект по мегагрантам - очень хорошая затея. Обещали дать 80 грантов - дали 40, но те, кому гранты дали, безусловно того заслуживали. Я собираюсь подавать грант во вторую волну конкурса, но его объявление затягивается, сроки сдвигались с декабря на январь, затем на март, но пока нет никаких новостей. Так или иначе, хотелось бы видеть эту программу с продолжением. Первый этап оказался успешным, 40 ученых высочайшего уровня привлечено к работе в России. Если такие проекты будут объявляться хотя бы раз в год, было бы прекрасно. Есть еще Сколково, на которое вроде бы выделяются огромные деньги для создания технологического центра международного масштаба, мне кажется, это тоже хорошая идея, но пока я не вижу, что там происходит. Но к этим позитивным сдвигам примешивается большая доля разочарований: буквально параллельно с этими инициативами происходит увядание науки в университетах и институтах. Более того, происходит разворовывание научных институтов, в частности, хорошо известного мне ВНИИСИМС, Института синтеза минерального сырья в городе Александрове. Институт был передовой, с идеальным потенциалом окупаемости и прибыльности. Это институт, который создавал для высокотехнологичных отраслей индустрии дорогостоящие кристаллы, которые покупались по всему миру, в частности, кристаллы кварца, это технология громадными человеческими усилиями создавалась в 50-е годы. Эта технология была налажена за несколько десятилетий - а кварц используется везде, начиная от часов и заканчивая ПВО. Мало центров в мире имели такую технологию - производство дорогостоящих кристаллов из дешевого сырья. Это идеальная модель самоокупаемости, прибыльности - фактически из ничего производить кристаллы, которые стоят на вес золота. Но государство это проглядело, и в 90-е годы в трудные времена безденежья директор института продал эту технологию за бесценок в Южную Корею. Теперь рынок наводнили южнокорейские кристаллы кварца. Кроме того, был за бесценок продан в Китай стратегический запас уникальных кристаллов кварца для затравок, было продано и оборудование - автоклавы для синтеза.

Эта история напоминает мне поведение вандалов в Древнем Риме - в Риме вандалы разрушали произведения искусства, а современные вандалы пускают автоклавы на металлолом для извлечения дорогостоящих специальных сплавов.

Сейчас распродана уже территория института, и он официально прекратил существование, причем это было сделано при участии верхушки института. Об этом деле много писали, но ему так и не дали ход. Причем если начиналось разворовывание института еще в 90-е годы, то последние шаги были пройдены в 2010-2011 годах, когда уже произносились слова об инновационном развитии и модернизации страны. Таких историй много, и они не совместимы с лозунгами о модернизации, поэтому с нынешним состоянием науки слишком многое непонятно.

- В России, как показал недавний опрос ВЦИОМ, наука не пользуется популярность среди населения. А жители США проявляют интерес к своей науке?

- В США общество очень неоднородно. Здесь есть интеллигенция высшей пробы, но есть и серая масса, которой ничего в сфере образования не надо. У нас в университете каждую неделю профессора проводят популярные лекции на интересные для обывателя темы, и эти лекции пользуются неизменным успехом. Видно, что этим людям интересна наука, они задают вопросы с горящими глазами. Но это не средние люди, это жители нашего небольшого университетского городка. Если копнуть глубже, то люди в целом вообще не знают ничего о науке. Это связано с максимально прагматичной системой США: чтобы красить крыши или пахать землю, не нужна математика и физика. Такая система экономически выгодна, хотя и бесчеловечна, на мой взгляд.

Поэтому в массе люди в США не знают о науке, и не интересуются ей: многие умножать и делить умеют с трудом.

Если спросить у людей об ученых, они, может быть назовут Эйнштейна или, если повезет, Фейнмана, но не более.

- Ученый - престижная профессия в США?

- Путь ученого на Западе очень тернист и труден. Чтобы добиться чего-либо, нужно пройти через годы аспирантуры и работы постдоком - тяжелой работы с небольшой зараплатой без какой-либо стабильности - куда уж там заводить семью или купить дом! Постоянно идет жесточайшая борьба за существование. Из-за этого наука двигается, во многом, иностранцами из более бедных стран, раньше это были выходцы из стран бывшего СССР, теперь это чаще китайцы. Однако постоянно так продолжаться не может, Китай занял очень последовательную позицию по возвращению своих ученых, и они возвращаются, поэтому аспиранты и постдоки, которых мы воспитываем, - это вложение не в американскую науку, а в китайскую. Американская система питается иностранными мозгами, но это же работает против нее: у меня сейчас работает очень талантливый китаец, но я осознаю, что все знания, которые он у нас получает, он будет использовать, работая профессором дома в Китае, а не в США.

Мне бы очень хотелось, чтобы об этом задумались и в России. Мы потеряли огромный интеллектуальный фонд, пора его возвращать.