РАЗВИТИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ХИМИИ

Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси — один из лидеров в странах СНГ в фундаментальных и прикладных исследованиях в области создания новых композиционных материалов с заданными свойствами, тонкопленочных и наноструктурированных органических материалов, методов синтеза новых органических соединений в качестве потенциальных физиологически активных веществ. Институт известен в научном мире, выполняет программы по приоритетным направлениям развития науки.

С недавних пор ИХНМ возглавляет доктор технических наук профессор Александр РОГАЧЁВ. Перед коллективом он ставит задачу — развитие интеллектуальной химии, позволяющей на основе синтеза знаний из различных областей науки создавать передовые разработки, востребованные в том числе в нефтехимическом комплексе Беларуси.

— Александр Александрович, что входит в круг ваших научных интересов? Что привело вас в сферу исследований, в которой сейчас работаете?     

— В Белорусский государственный университет транспорта (БелГУТ) я поступил в 1996 году и был в так называемом первом выпуске миллениума: диплом получил в 2001-м. У меня интересная специальность — «Технология и оборудование высокоэффективных процессов обработки материалов». Нас готовили как специалистов по технологиям обработки деталей машиностроения. Значительная часть учебного процесса, а с третьего курса и моей научно-исследовательской работы была посвящена вакуумным плазмохимическим методам. Это то направление, которое на нашей кафедре активно развивалось и развивается до сих пор. Из нашего выпуска на сегодня три человека имеют ученую степень, в том числе два — доктора технических наук. 

— То есть в науку вы шли целенаправленно?

— Да. Я заканчивал Гомельский городской лицей, где все были «заряжены» поступить и учиться обязательно в ведущих вузах. Многие поехали в Минск, в Москву. Но я не жалею, что остался в родном Гомеле. Та база знаний, которую я получил в университете, дала мне главный ориентир в профессиональной деятельности с точки зрения исследований в области вакуумных плазмохимических методов.

— Где применяют эти методы?

— Изначально они были востребованы, прежде всего, в электронике. Когда в 1960-х годах микроэлектроника получила бурное развитие, эти технологии легли в основу производства изделий, востребованных в данной отрасли. Но со временем область стала расширяться, и позже вакуумные плазмохимические методы стали применять в машиностроении для упрочнения деталей. Такие процессы сейчас называются физическим осаждением из газовой фазы,а покрытие — hard coating (твердое покрытие). На промышленных предприятиях такие слои используют в качестве упрочняющих для режущего инструмента. А моя область была связана с применением soft coating (мягкое покрытие). Я работал с полимероподобными покрытиями на основе различных полимеров, нанесение которых позволяло повысить функциональные свойства деталей машин, медицинских изделий, оптических покрытий и так далее.  

— В Минск вы переехали после окончания вуза?

— Нет. В 2001 году я в числе первых узнал, что такое магистратура. После ее окончания поступил в аспирантуру, работал на кафедре, в научно-исследовательском секторе Гомельского государственного университета имени Франциска Скорины. Тогда же углубился в область вакуумной техники, использования вакуумного оборудования и решений, которые с помощью той технологии эффективно применяли на практике. Уже в 2007-м я защитил кандидатскую диссертацию. Потом длительный период был связан с химфаком БГУ, где очно учился в докторантуре. Научным консультантом моей докторской стал академик Владимир Енокович Агабеков, с которым мы сотрудничали и раньше. Большим подспорьем для моей научной работы того времени стал один из китайских вузов, в котором я провел львиную часть приборных исследований. Меня во всем поддерживал и заведующий кафедрой высокомолекулярных соединений БГУ Анатолий Петрович Круль.

— До вступления в должность руководителя вы проработали в ИХНМ несколько месяцев заместителем директора по инновационной деятельности. В чем, по-вашему, особенность этого подразделения Национальной академии наук Беларуси? 

— Знакомство с институтом состоялось гораздо раньше: я проводил здесь исследования в начале 2003 года, а 2005-м именно ИХНМ выступал оппонирующей организацией, когда я работал над кандидатской диссертацией. В зале, где я сейчас провожу совещания коллектива, в свое время мне, молодому специалисту, доводилось выступать с промежуточными результатами своей научной работы.

На работу в ИХНМ я пришел в феврале 2020 года. Я уже знал, что Владимир Енокович Агабеков, который руководил институтом с момента его создания — более 20 лет, заложил крепкую базу, сформировал свою научную школу, создал сильный коллектив единомышленников, нацеленных на результат. Те задачи и проблемы, которые решает институт, мне близки с точки зрения моих научных интересов. Это — физика и химия поверхностей, процессы, связанные с превращениями в полимерах, — по сути, в продуктах нефтехимического синтеза, создание материалов на основе лесохимии и, конечно, комплексная переработка тяжелых нефтяных остатков с повышением выхода светлых нефтепродуктов. Очень тесно ИХНМ сотрудничает с производством, в частности с ОАО «СветлогорскХимволокно». Все научные традиции я буду поддерживать и развивать.

— Как вы оцениваете материально-техническую базу ИХНМ? 

— Проблема современного оборудования особенного высокого класса, прежде всего исследовательского по определению состава, структуры, свойств, в том, что оно весьма дорогостоящее. Стоимость отдельных единиц может достигать миллиона долларов. Желать, конечно, хочется большего, но то, что есть сегодня в ИХНМ, — достойно гордости. Например, не в каждом институте могут сказать, что у них есть электронный микроскоп. Это в целом достаточно уникальное оборудование с точки зрения своих характеристик. А наш электронный микроскоп позволяет не только исследовать морфологию и структуру покрытия, но и определять его химический состав, проводить поэлементный и атомный анализ. Это большое подспорье в работе.

Атомно-силовых микроскопов такого класса, которые также есть у нас, в республике вообще единицы. Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) — один из мощных современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела с высоким пространственным разрешением. Применение СЗМ является одним из условий развития новых методов в нанотехнологии — технологии создания структур с нанометровыми масштабами. Мы в ИХНМ этим тоже занимаемся.

Что касается оборудования, которое используется для опытных производств, то и его спектр весьма широк. Например, большую площадь занимает лаборатория, где проводятся исследования процессов синтеза новых полимерных материалов, которые впоследствии внедряются в ОАО «СветлогорскХимволокно»,  например, производство волокна арселон. 

В другой лаборатории у нас несколько экструдеров. Они необходимы для того, чтобы мы могли эффективно разрабатывать отечественные материалы для 3D-печати. Для этого процесса нужны свои расходные материалы — пластики. Их создают с помощью экструдеров из исходного полимера, представленного в виде гранул или порошка. В результате мы получаем пруток, который при печати послойно формирует будущую деталь. 

— Сколько времени, по-вашему, должен занимать путь новых материалов от академической лаборатории до запуска в массовое производство?  

— Это длительный путь. Во-первых, все зависит от уровня разработки. Во-вторых, в различных отраслях от теоретических научных изысканий до конкретной разработки сроки варьируются. То есть если брать технические науки, то этот период занимает меньше времени. Если же мы говорим, например, о лекарственных препаратах, о медицине, то сроки на порядок больше. Это и понятно: те разработки, которые качественно меняют уровень жизни и здоровья человека, несоизмеримы с техническими решениями. Путь от разработки до непосредственного внедрения в производство порой занимает и того больше времени. На поток можно ставить только на 100% проверенную технологию.

— Как вы считаете, что дают академической науке Беларуси международные связи? Есть планы по их развитию в ИХНМ?

— Эффективное взаимодействие ученых разных стран — ключ к достижению глобальных целей. Есть разработки, которые мы позиционируем как отечественные. Они выполнены на достаточно высоком уровне. Однако другие страны в чем-то нас опережают, и для совершенствования наших разработок надо обязательно использовать опыт зарубежных коллег, равно как и они используют наш. Конкуренция в науке, как и в производстве, присутствует. Поэтому важно найти надежных партнеров за рубежом, чтобы сообща решать научные задачи. 

У ИХНМ сильные международные связи, и, конечно, я постараюсь их развивать. Прежде всего со странами, которые реально заинтересованы в результатах разработок, — с Китаем, Индией. Давнее плодотворное сотрудничество благодаря Владимиру Агабекову у ИХНМ сложилось с Саудовской Аравией. Эта страна широко применяет передовые технологии, в том числе созданные совместно с белорусским Институтом химии новых материалов, по переработке и созданию новых полимеров на основе нефти. Надеюсь, и в будущем эти отношения продолжатся. Наш стратегический партнер — Россия, с которой мы работаем и будем работать. Надеюсь, круг деловых партнеров ИХНМ будет расширяться.

— Тема вашей докторской диссертации связана с исследованиями в области нанотехнологий и наноматериалов. Данный аспект найдет отражение в ваших исследованиях в ИХНМ?

— Обязательно. Возьмем, допустим, комплексную переработку тяжелых нефтяных остатков. Ключевое звено в этом процессе, как известно, — катализаторы. А катализаторы, как правило, имеют развитые поверхности, которые обладают сильными каталитическими свойствами в наноструктурированном состоянии, когда являются продуктом нанотехнологических процессов. Например, в полимерах благодаря малым, буквально доли процента, количествам нанодобавок мы существенно меняем механические свойства. Как показательный факт — работа с прутком для 3D-печати, когда без наночастиц, нанонаполнителей невозможно получить нужные параметры исходного материала.

— Одна из ваших научных статей, написанная в соавторстве с академиком Владимиром Агабековым, посвящена модифицированию линейных полимеров электронно-лучевым диспергированием в вакууме. Как это применимо на практике?

— Есть целый класс крупнотоннажных полимеров — полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ), которые перерабатывают разными способами. Мы в своей статье показываем, как вакуумными плазмохимическими методами можно эти исходные компоненты модифицировать и получать на их основе функциональные слои на различных деталях с высокими эксплуатационными свойствами.

Так, макромолекулы покрытия, полученного двукратным диспергированием полиэтилена, содержат почти в три раза более высокую концентрацию ненасыщенных связей и короткоцепной разветвленности. Оно формируется высокодисперсными пластинчатыми, спиралевидными образованиями. Электронно-лучевое воздействие на ПВХ инициирует процессы его дегидрохлорирования, образование полисопряженной структуры. Покрытие на основе вторичного ПВХ содержит преимущественно графитоподобные структуры и полиеновые фрагменты, имеет регулярные поры размером 300—700 нм, обладает высокой стойкостью к истиранию, что определяет его эффективное применение в качестве матрицы для антибактериальных слоев. Речь идет о классе уникальных углеродных наноматериалов, которые активно изучаются и за рубежом, но там их получают другими, более затратными методами при более высоких температурах. У нас метод с этой точки зрения более эффективный.

— Вы — представитель современной научной школы Беларуси. По-вашему мнению, стремятся ли молодые ученые сейчас заниматься фундаментальными исследованиями? Планируете ли привлекать в коллектив ИХНМ молодежь? Чем будете ее мотивировать?

— Средний возраст сотрудников нашего коллектива около 37 лет. И молодежь, я вижу, стремится идти в науку. Конечно, в плане заработка наша сфера не может конкурировать с другими. Но в то же время на размер нашей зарплаты влияют не только внешние условия — многое зависит от нас самих. Кроме того, есть в науке то, ради чего ею стоит заниматься. Это осознание того, что ты в чем-то первопроходец, что первым делаешь открытия, создаешь уникальные разработки и технологии. Ученых это очень стимулирует. Глаза горят: «Мы сделали! Мы получили! Это наше достижение!» Деньги у нас, поверьте, не на первом месте. Еще один плюс — ты общаешься с единомышленниками. И не только внутри страны. Они решают те же задачи, что и ты, но по-другому. И это интересно. 

Считаю, что ученый должен не только заниматься фундаментальными исследованиями, но и работать на практически значимый результат, стремиться получить ответ на поставленный в исследовании вопрос. Это стремление должно стать главной движущей силой его деятельности. Современному ученому надо быть лидером в своей области и находить направления, интересные для смежных дисциплин. Ведь только при объединении междисциплинарных компетенций открывается путь к решению глобальных научно-технических задач.

 ФОТО Виктория Анискевич-Клопоцкая