СМИ о нас

Производством российских магнитно-резонансных томографов на основе разработки ученых Физического института им. П.Н. Лебедева РАН займется ведущий отечественный производитель медицинской техники – холдинг «Швабе» госкорпорации Ростех. Об этом на заседании президиума РАН 29 марта сообщил заведующий отделением физики твердого тела Физического института им. П. Н. Лебедева РАН Евгений Демихов. Он уточнил, что накануне состоялось первое совместное заседание, на котором была принята дорожная карта проекта «Создание производства высокопольного отечественного МРТ 1,5 Тл».

О сути предложенного разработчиками «технологического прорыва», а также возможностях запуска серийного производства представитель ФИАН подробно рассказал на минувшей неделе в ходе открытого заседания научного совета РАН «Науки о жизни». В ходе заседания президиума он также сообщил дополнительные подробности, касающиеся уникальной разработки института – безгелиевого МРТ, который примерно на 30% дешевле гелиевого и способен в течение 5 лет работать на одной заправке (замена криорефрижератора – т.н. «холодной головы – производится на работающем аппарате). Спикер также подчеркнул, что одним из достижений является использование отечественного программного обеспечения.

«Весь магнит мы делаем сами из нашего российского провода, который производится в Глазове. Это нам позволяет больше половины стоимости прибора производить в России. У нас собственное программное обеспечение и полная защита от внешних попыток проникновения. Дело в том, что все томографы, которые стоят у нас в клиниках, подсоединены к производителю через интернет, и производитель имеет возможность считать любую томограмму… Поэтому мы предприняли определенные усилия для того, чтобы перейти к информационной безопасности в этом случае», – рассказал Евгений Демихов.

В ФИАН уже создана своя лабораторная производственная линия – производительность ее невысока, но достаточна для проведения дальнейших экспериментов по двум основным направлениям. Это, во-первых, томографы на новом типе провода MgB2 (позволяет работать при более высоких температурах и дополнительно снижает цену) и, во-вторых, малогелиевые аппараты (6 л гелия). Томографы на 70% состоят из отечественных комплектующих, оставшуюся часть готовы заместить предприятия оборонного комплекса.

«Очень удачная кооперация у нас возникла с воронежскими предприятиями оборонной промышленности, которые часть недостающих блоков готовы взять на себя и уже взяли. Мы их протестировали, они вполне удовлетворяют нашим требованиям. Это приемно-передающие катушки, градиентный усилитель, градиентный модуль, а это очень важные дорогостоящие изделия. Для того, чтобы все это у нас работало, нам, конечно, надо использовать очень быстрые схемы, снижать зависимость от бюрократии, чтобы как можно быстрее выйти на те объемы, которые мы здесь называем».

По словам ученого, сейчас особенно актуальной становится выработка юридически «продвинутой» и удобной системы взаимодействия между разработчиком и производителем (передача прав на разработку, опытных образцов, технологии и оборудования и т.д.).

Заместитель генерального директора концерна «Швабе» Сергей Дмитроченко назвал проект амбициозным, и отметил, что под научно-методическим руководством РАН, не только в ФИАН, но и в других институтах за многие годы созданы перспективные разработки, которые могут быть запущены в производство. При этом он подчеркнул важность обратной связи с потребностями практической медицины.

«Очень важная составляющая – это взаимодействие с медицинским сообществом, потому что мы все вместе должны делать то, что необходимо врачам, а не то, что мы можем сделать. Поэтому предлагаю объединить и сконцентрировать усилия именно в этой плоскости. И тогда у нас появится качественное и диагностическое, и хирургическое медицинское оборудование».

Уже достигнута договоренность, что образец российского томографа будет установлен в ФГБНУ «Научный центр неврологии» - центр выступит в качестве медицинского соисполнителя проекта. Ранее там были проведены обширные испытания разработанного в ФИАН программного обеспечения для МРТ и получено положительное заключение. При этом директор центра академик РАН Михаил Пирадов напомнил, что появление отечественного МРТ – это важная задача не только с точки зрения медицины:

«Сейчас с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии возможно осуществлять отбор операторов атомных станций, аэропортов, крупных транспортных узлов. С помощью МРТ возможно улучшать память, делая определенные манипуляции, совмещая данную установку с транскраниальной магнитной стимуляцией. Можно делать еще огромное количество вещей, связанных с обороноспособностью нашей страны, я имею в виду технологии двойного назначения, такие как подготовка снайперов. Я не буду дальше продолжать, но поверьте, что для нашей страны МРТ – это не дополнительный диагностический инструмент, это принципиальная позиция, которую необходимо иметь».

Директор департамента науки и инновационного развития здравоохранения Минздрава РФ Игорь Коробко назвал появление у проекта потенциального индустриального партнера в лице Ростеха «крайне позитивным результатом». Он рассказал, что для выявление критически важных незамещаемых медицинских изделий и потребностей в медизделиях конкретных кодов и видов уже сформировано 20 рабочих групп по различным областям медицины, в их составе – профильные главные внештатные специалисты министерства, представители Минпромторга, Росздравнадзора и эксперты ФГБУ «Национальный институт качества». Рабочие группы также будут изучать взаимозаменяемость медизделий, анализировать рынок, давать рекомендации промышленности.

«В последнем вопросе РАН может и должна играть свою роль, проводя инвентаризацию имеющихся разработок высокой степени готовности, востребованных системой здравоохранения, и приоретизировать такие разработки, имеющие весомый задел, в том числе, в рамках экспертиз проектов научных тематик и стимулируя развитие соответствующих научных направлений. При этом мы говорим о прикладных исследованиях, но нельзя забывать и о фундаментальных, иначе мы через какое-то время безнадежно отстанем».

По мнению представителя Минздрава РФ, в рамках сотрудничества по федеральному проекту «Медицинская наука для человека» необходимо создать экосистему, в которой разработки ученых будут видны индустриальным партнерам и которая должна помогать транслировать их в практику, выстраивать стратегии патентной защиты, коммерциализации, управления результатами интеллектуальной деятельности.

Советник генерального директора по стратегическому направлению «Русатом Хэлскеа» госкорпорации Росатом Владимир Емельянов также согласился, что при реализации обсуждаемых масштабных задач в области импортозамещения медоборудования «Российская академия наук смогла бы выступать интегратором и свести все компетенции разных предприятий, и Росатома, и Ростеха».

Представитель компании рассказал о проекте по локализации производства томографов и другого высокотехнологичного медицинского оборудования, которые «Русатом Хэлскеа» уже сейчас осуществляет в рамках контракта с GE Healthcare на площадке Научно-исследовательского института технической физики и автоматизации (АО «НИИТФА») в Москве.

«GE не отказывались поставлять нам комплектующие. Но, помимо этого, у нас, конечно, есть задел на будущее, и мы знаем, что и GE, и Philips, и Siemens – они получают катушки комплектующие у китайских производителей, где уже технологии эти созданы. Поэтому так или иначе мы можем с нуля создавать, но можем, с другой стороны, воспользоваться и той технологией, которая уже есть», - высказал мнение представитель Росатома.

Владимир Емельянов подтвердил, что проект ФИАН интересен, и в случае предоставления технической документации с учетом уже имеющихся наработок и технологий, которые компания планирует перенести с GE Healthcare, проект может быть реализован быстрее.

Президент РАН Александр Сергеев при этом напомнил, что единственным отечественным производителем упомянутого в контексте перспективных разработок ФИАН провода MgB2 является головная организация Росатома по проблемам материаловедения – Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара (ВНИИНМ). «Было бы важно это сотрудничество выстраивать, потому что если мы пойдем по этому пути, там надо просто будет масштабировать это производство для нового магнита, которое принципиально для безгелиевых томографов», - подчеркнул глава РАН.

http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=cf589cba-1ca6-4c33-8e06-c1f94516841d#content

Внеочередное заседание Научного совета РАН «Науки о жизни», посвященное вопросам импортозамещения в медицине в условиях санкций, вел председатель совета, вице-президент РАН Владимир Чехонин. Он не стал скрывать, что трансляция результатов фундаментальных исследований в инновационные медицинские технологии – тема, достаточно болезненная для российской науки: «Процесс трансляции идет не совсем в том направлении и не так активно, как бы этого хотелось». Площадка РАН, по его словам, сегодня является наиболее перспективной для консолидации представителей различных наук с целью создания платформы, способствующей активной и эффективной передаче достижений фундаментальной науки в практическую деятельность.

На заседание были приглашены ученые, клиницисты-практики, разработчики медицинской техники, представители бизнеса, руководители Департамента здравоохранения Правительства РФ, замминистра здравоохранения и другие. Самое активное участие в работе совета принял президент РАН Александр Сергеев.

“В последние две недели мы очень активно работаем с правительством, встречаемся с руководителями корпораций, – сообщил он, открывая заседание. – Понимание проблемы есть и у органов государственной власти, и у производителей. Крупные компании и корпорации берутся организовать производство достаточно быстро. Сегодня пойдет разговор о том, насколько готовы поддержать создание инновационных ретрансляционных цепочек ученые. Иными словами, что уже может быть предложено для внедрения в производство”.

Проект, связанный с созданием российского магнитно-резонансного томографа для высокоточной медицинской диагностики, представил доктор физико-математических наук заведующий криогенным отделом Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН Евгений Демихов.

“Новый томограф позволяет не только разрешить проблему импортозамещения, но также обладает высоким импортным потенциалом, – отметил докладчик. – Все готово для начала работ по организации полномасштабного производства”.

Ученый рассказал, что созданный в ФИАН первый в России высокопольный сверхпроводящий МРТ с полем 1,5 Тл дает снимки с разрешением 0,5 мм («а при использовании некоторых компьютерных трюков можно добиться и 0,4 мм»), то есть позволяет диагностировать мельчайшие патологии. Технологии и программное обеспечение разработаны также в ФИАН. Идея была оригинальная для мировой науки – создать высокоэкономичный безгелиевый (безжидкостный) МРТ. Он на 30% дешевле существующих.

Что дальше? Требуется провести модернизацию технологии и опытных образцов («это процесс непрерывный, призванный сохранять их конкурентоспособность», пояснил докладчик). Чтобы производство было рентабельно, нужно производить в год 60 томографов. Целевой показатель – 100 штук. Срок выполнения работ по созданию полномасштабного коммерческого производства – 5 лет при инвестициях 4,5 миллиарда рублей. При этом будут созданы 200 высокотехнологичных рабочих мест. «На данный момент таких сотрудников у нас нет, – признал Евгений Демихов. – Вузы выпускают других специалистов, нам приходится их переучивать. Хотелось бы иметь более тесные контакты с университетами, которые целевым образом готовили бы специалистов под конкретное производство».

Комплектующие для российских МРТ – на 70% отечественного происхождения. Оставшиеся 30% готовы заполнить смежники, с которыми работают ученые, «Получить 100% российской комплектации на данный момент практически нереально, надо будет выкручиваться, но через два-три года целенаправленной работы в этом направлении можно будет приблизиться к этой цифре», – предполагает ученый.

Докладчик предложил ввести статус «работа государственной важности» для создания продуктов, подобных отечественному МРТ. Это облегчило бы и их разработку, и переход к производству. Еще одна проблема связана с необходимостью «грамотно передать права на разработку, опытные образцы, технологии и оборудование предприятию-производителю». В обсуждении Александр Сергеев высказал предположение, что наиболее эффективно было бы получить разрешение научным институтам на вхождение в совместные предприятия с промышленностью. «Это кардинально бы изменило ситуацию», – согласился ученый.
На заседании также была подробно рассмотрена тема производства приборов и комплексов для молекулярно-генетического анализа.

“Мы наблюдаем стремительный рост генетических исследований в мире, – отметил и. о. директора Института аналитического приборостроения (ИАП) РАН Анатолий Евстрапов. – На международном рынке генетических технологий Россия занимает только 1%, и в основном эти технологии ориентированы на внутренний рынок”.

Для понимания масштабов задачи докладчик привел таблицу, из которой следовало, что в целом в 2020 году были закуплены 88 секвенаторов (из них российских – 34), в 2021-м – 116 (из них 35 – российские). Секвенаторы третьего поколения сейчас производятся только в США и Великобритании.

С целью оперативной разработки и ускоренного внедрения новых приборов и комплексов для молекулярно-генетического анализа в серийное производство в 2020 году был создан консорциум «Российские генетические технологии», куда вошли ИАП РАН, научно-производственная фирма «Синтол» и Экспериментальный завод научного приборостроения в Черноголовке. В институте разрабатываются приборы и методы, «Синтол» выпускает реагенты и тест-системы, экспериментальный завод серийно производит приборы. Уже есть опытные образцы секвенатора второго поколения, консорциум готов к выполнению госзаказа на изготовление серии таких приборов. Сейчас ученые работают над одномолекулярным секвенатором третьего поколения. Однако для развития всех этих технологий необходимо государственное финансирование. Другие насущные нужды – привлечение новых квалифицированных молодых специалистов, развитие инфраструктуры института (сегодня часть площадей он арендует у других организаций), оснащение новым научным и технологическим оборудованием.

Разработки в области медицинской робототехники для хирургии представил ректор Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова академик Олег Янушевич. Он рассказал о роботизации в стоматологии и нейрохирургии позвоночника, фотодинамической терапии и флуоресцентной диагностике опухолей труднодоступных локализаций с использованием роботических и навигационных технологий. В заключение назвал три проблемных момента: «Это деньги – инвестиции государственные или частные, коллаборация между вузами и НИИ и ускорение сертификации, доведение результатов до практики». Владимир Чехонин попросил докладчика составить и прислать список технологий, которые наиболее остро испытывают сейчас трудности вследствие своей зависимости от импорта. Оказалось, такой список уже готов.

Тему роботохирургии продолжили другие выступающие. Заключительным стал доклад директора Федерального центра мозга и нейротехнологий профессора РАН Всеволода Белоусова, посвященный состоянию и перспективам развития технологий сфокусированного ультразвука в медицине.

“Мы рассмотрели только четыре направления, и по всем из них увидели серьезный задел, на уровне, востребованном рынком, – заключил Александр Сергеев. – Более того, у наших институтов есть решения, позволяющие заглядывать в завтрашний и даже в послезавтрашний. Очень хорошо, что создатели разработок не только говорят об импортозамещении, но и готовы выйти на международные рынки”.

Подчеркнув, что многие выступавшие затрагивали важную проблему подготовки кадров, президент РАН предложил поставить перед Минобрнауки вопрос о поддержке инженерных школ в области современной медицинской техники. И пообещал, что подобные обсуждения будут продолжены.

Наталия Булгакова

https://poisknews.ru/themes/medicine/reakcziya-zameshheniya-ran-mobilizuet-sily-dlya-sozdaniya-novejshej-mediczinskoj-tehniki

24 марта 1891 г. родился Сергей Иванович Вавилов – физик, основатель научной школы физической оптики в СССР, первый директор ФИАН, академик, президент АН СССР, общественный деятель и популяризатор науки. Был награжден двумя орденами Ленина (1943, 1945), орденом Трудового Красного Знамени (1939), четырежды лауреат Сталинской премии (1943, 1946, 1951, 1952 – посмертно). Дважды был номинирован на Нобелевскую премию (в 1957 и 1958 годах).

Еще первокурсником С.И. Вавилов стал завсегдатаем лабораторий Физического института. Со 2-го курса он приступил к самостоятельной исследовательской работе. События 1910–1911 гг. послужили причиной тому, что С.И. Вавилов перенес исследовательскую работу из университетских лабораторий в частную лабораторию – «лебедевский подвал» дома №20 по Мертвому переулку, а также в лабораторию городского Народного университета А.Л. Шанявского, тоже возглавляемую П.Н. Лебедевым, при ближайшем участии П.П. Лазарева. Научная школа П.Н. Лебедева сыграла решающую роль в становлении ученого. Из этой же лаборатории вышли первые печатные работы С.И. Вавилова, посвященные фотометрии, – «Фотометрия разноцветных источников» и «К кинетике термического выцветания красок».

Окончив университет в 1914 году по специальности «физика» с дипломом первой степени, Сергей Вавилов получил предложение остаться при университете для подготовки к профессорскому званию, однако выпускник отклонил его.

Позднее он писал: «… В знак протеста против новых университетских порядков я и некоторые мои товарищи отказались по окончании университета в 1914 г. остаться при кафедре, т. е., по современной терминологии, сделаться аспирантами. По тогдашним законам это значило, что после окончания университета необходимо было поступать на военную службу».

В июле 1914 года Вавилов поступил вольноопределяющимся в 25-й саперный батальон Московского военного округа.

Запись в дневнике от 28 июля 1914 г.: «Завтра ровно месяц, как началось для меня совершенно новое, неожиданное и трагическое, о чем я никогда не думал. Я не только солдат, но я иду на войну – в том, в сущности, и все, но как тут много. Начну с того, что перед отъездом я это предчувствовал. Сбросил штиблеты, надел сапоги, было тяжело расстаться с книгами и физикой. Впрочем, в моем чемодане Казанова, фотохимия».

На протяжении Первой мировой войны Сергей Иванович служил вначале рядовым, затем прапорщиком в различных технических частях российской армии. На фронте закончил экспериментально-теоретическую работу «Частота колебаний нагруженной антенны». Демобилизовался в феврале 1918 года.

Научные интересы С.И. Вавилова с самого начала его исследований были связаны с изучением оптических явлений, эффектов взаимодействия света с веществом. Он сам говорил о своей работе то ли в шутку, то ли всерьез: «Свет – мое призвание».

В 1926 г. С.И. Вавилов совместно с В.Л. Левшиным впервые наблюдал отступление от закона Бугера – уменьшение поглощения света в урановом стекле, связанное с большим избытком в среде возбужденных молекул. В 1950 году Вавилов ввел термин «нелинейная оптика» для описания физических явлений при больших интенсивностях света. Много позднее академик Р.В. Хохлов писал: «Хорошо известно, что С.И. Вавилов – родоначальник нелинейной оптики. Его работа в этой области началась задолго до создания лазеров».

Основной темой исследований С.И. Вавилова, верность которой он сохранил на всю жизнь, была люминесценция. Вавилов и созданная им научная школа внесли выдающийся вклад в изучение явления люминесценции и развитие его применений.

В работах Вавилова 1924 г. было впервые доказано, что поглощаемая в люминофорах энергия может эффективно преобразовываться в энергию света. Энергетический выход свечения для некоторых растворов (флуоресцеин и др.) по измерениям Вавилова достигал 80%, что резко противоречило имеющимся ранее данным, свидетельствующим о малой эффективности люминесценции.

Вавилов впервые ввел понятие «квантового выхода», т.е. отношение числа излученных и поглощенных квантов при люминесценции. В ходе экспериментов он установил, что квантовый выход люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего света (закон С.И. Вавилова).

Вместе со своим аспирантом Павлом Черенковым в 1934 году открыл эффект Вавилова - Черенкова, за что последний уже после смерти Вавилова был удостоен Нобелевской премии в 1958 году.

П.А. Черенков позднее напишет: «Это открытие могло осуществиться только в такой научной школе, как школа С.И. Вавилова, где были изучены и определены основные признаки люминесценции и где были разработаны строгие критерии различения люминесценции от других видов излучения. Неслучайно поэтому, что даже в такой крупнейшей школе физиков, как парижская, прошли мимо этого явления, приняв его за обычную люминесценцию».

Вавилов придавал очень большое значение практическому использованию явления люминесценции. В 1940 году по инициативе Вавилова начались исследования, направленные на создание новых для того времени источников света: люминесцентных ламп. Под его руководством работы продолжились в трех научных организациях: в Физическом институте имени П.Н. Лебедева, Всесоюзном электротехническом институте и Московском электроламповом заводе.

Незадолго до начала войны, 30 мая 1941 года, на Общем собрании Академии наук СССР Сергей Иванович сделал доклад «Люминесцентные источники света», сопроводив его демонстрацией первых образцов люминесцентных ламп. В послевоенные годы при самом активном участии Вавилова началось их широкое промышленное производство.

В 1934 году было принято решение о создании полномасштабного физического института. Новый институт получил название «Физический институт АН СССР» (ФИАН). Вавилов был назначен его директором. Идея создания в Москве современного физического института была высказана еще в 1911 г. известным русским физиком П.Н. Лебедевым, у которого С.И. Вавилов учился в Московском университете. Именно по этой причине С.И. Вавилов в память о своем учителе ходатайствовал о присвоении ФИАНу имени П.Н. Лебедева.

На посту директора ФИАН С.И. Вавилов оставался до конца своей жизни (январь 1951 г.). Вавилов создал этот институт практически с нуля. С самого начала С.И. Вавилов решил придать новому институту «полифизический» характер, т.е. развивать в нем все наиболее значимые направления исследований в современной физике. Вавилов стремился пригласить в ФИАН специалистов самого высокого уровня, ученых, либо получивших образование в европейских университетах, либо имевших длительные стажировки в европейских лабораториях. Представление о ключевых фигурах первичного научного состава ФИАН может дать список фамилий: Л.И. Мандельштам, Н.Д. Папалекси, Г.С. Ландсберг, И.Е. Тамм, Д.В. Скобельцын, В.А. Фок, М.А. Леонтович. С участием приглашенных физиков были сформированы и первые лаборатории ФИАН: оптики (Г.С. Ландсберг), люминесценции (С.И. Вавилов), теории колебаний (Н.Д. Папалекси), атомного ядра и космических лучей (вначале С.И. Вавилов, позднее Д.В. Скобельцын), теоретический отдел (И.Е. Тамм).

Одной из важных задач в своей работе С.И. Вавилов всегда считал популяризаторскую деятельность. Эту работу он продолжал до конца своих дней в течение почти 40 лет, несмотря на все возрастающий груз своих многочисленных организационных и прочих обязанностей. Итог трудов поистине впечатляющий. Ученый является автором более 150 научно-популярных статей и книг. Он использовал все возможности для расширения пропаганды научных и общекультурных знаний в широких слоях населения и стремился привлечь к решению этой задачи большее число людей. Эти возможности увеличились, когда в 1945 году С.И. Вавилов был избран президентом Академии наук СССР. В 1947 г. по предложению группы деятелей науки, литературы и искусства во главе с С.И. Вавиловым было создано Всесоюзное общество по распространению политических и научных знаний (с 1963 г. – Общество «Знание»). Первым председателем правления Общества стал Вавилов. В 1949 году Сергей Иванович занял пост главного редактора второго издания Большой Советской энциклопедии.

Источник информации и фото: отдел по связям с общественностью ФИАН
Разместила Ирина Усик

https://scientificrussia.ru/articles/131-god-so-dna-rozdenia-si-vavilova

Николай Николаевич Колачевский

Загадка зарядового радиуса протона ─ одна из важных проблем физики последнего десятилетия, вызывающая споры как среди экспериментаторов, так и среди теоретиков, которые занимаются расчетами квантовой электродинамики. В чем же дело? Неужели в многочисленные эксперименты ученых по измерению радиуса протона закралась какая-то ошибка... или не точна сама квантовая электродинамика?

Член-корреспондент РАН, директор Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) Николай Колачевский рассказывает о различных методах, позволяющих измерить зарядовый радиус протона, анализирует возникновение самой загадки и делится результатами последних экспериментов, нацеленных на ее разрешение.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

• К.Ю. Хабарова, Н.Н. Колачевский. Зарядовый радиус протона. Журнал "Успехи физических наук", 2021 г.
• Интервью Н.Н. Колачевского для портала "Научная Россия"
• Протон меньше, чем мы думали. Совместная группа ученых ФИАНа и немецкого Института квантовой оптики общества Макса Планка (MPQ) провела эксперимент, в ходе которого было определено новое значение радиуса протона

Автор Янина Хужина
Фотограф Елена Либрик
Оператор Алексей Корноухов

https://scientificrussia.ru/articles/zagadka-zaradovogo-radiusa-protona-lekcia-cl-korr-ran-nikolaa-kolacevskogo

Российские физики предложили технологию изготовления туннельного контакта для изучения ключевой характеристики углеродной нанотрубки – основы современной микроэлектроники.

Углеродные нанотрубки — это уникальные по своей физической природе и свойствам объекты. Они активно исследуются в последние три десятилетия и могут применяться в различных областях науки и техники: в материаловедении, физике, электронике и многих других.

Углеродную нанотрубку можно рассматривать как свернутый в трубку лист графена. Уникальность свойств углеродных нанотрубок связана с тем, что от того, каким конкретно образом этот лист был свернут в трубку, зависит ширина запрещенной зоны, которая определяет полупроводниковые либо металлические свойства нанотрубки. Можно провести следующую аналогию: представьте себе обычный лист бумаги — его можно легко свернуть в трубку, соединяя либо две противоположные стороны, либо два противоположных угла, или же можно соединить угол с любой точкой на противоположной стороне. Свойства листа бумаги никак не зависят от того, каким конкретно образом его свернули в трубку. Если теперь мы заменим лист бумаги на маленький кусочек графена, то окажется, что в зависимости от того, каким именно способом мы свернули графен в трубку, он будет вести себя либо как полупроводник, либо как металл с точки зрения проводимости. Такое поведение делает углеродные нанотрубки очень привлекательным материалом для создания всевозможных электронных устройств.

Ширина запрещенной зоны — это основная характеристика полупроводников, которая в первую очередь обусловливает возможности их применения. На данном этапе развития технологий пока не придуман хороший способ выращивать углеродные нанотрубки с заранее известной шириной запрещенной зоны. В процессе синтеза могут вырастать углеродные нанотрубки с различной шириной запрещенной зоны и даже вообще без нее. Чтобы определять ширину запрещенной зоны и конкретный вид распределения электронов по энергии, для каждой отдельной трубки традиционно использовалась туннельная спектроскопия при помощи туннельного микроскопа. Этот метод имеет ряд недостатков, он неточный, дорогой и нетехнологичный.

Рисунок. (а) электронная микрофотография углеродной нанотрубки с туннельными контактами; (b) схема бокового разреза туннельного контакта. Источник: Applied Physics Letters

В опубликованной работе ученые предложили технологичный (то есть хорошо совместимый с современными технологиями изготовления электронных устройств) и масштабируемый метод для определения спектра электронов одиночной углеродной нанотрубки. Для этого исследователи изготовили туннельный контакт (рисунок (а)). Туннельный контакт — это контакт с очень высоким электрическим сопротивлением. Металл контакта не напрямую связан с трубкой, а через тонкий слой диэлектрика  (рисунок (b)).

«Диэлектрик создает туннельный барьер — энергетическую стену, которая препятствует переносу носителей заряда. Классическая частица не может преодолеть такой барьер, но квантовая механика позволяет электрону проводимости или дырке пройти сквозь такой барьер, то есть протуннелировать. Важно, что вероятность туннелирования пропорциональна плотности состояний в исследуемом объекте. Благодаря этому свойству туннельный контакт позволяет сканировать распределение электронов по энергии в трубке», — комментирует один из авторов исследования Яков Матюшкин, младший научный сотрудник лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ, аспирант ВШЭ.

Исследователи сделали серию образцов, каждый из которых представлял собой одиночную углеродную нанотрубку с двумя парами омических и двумя парами туннельных контактов (рисунок (а)). Ученые сначала вырастили на кремниевой подложке трубку, а затем присоединили к ней туннельные и омические контакты. В ходе эксперимента при температуре жидкого гелия между туннельным и омическим контактом прикладывали напряжение и измеряли электрический ток, который протекал через систему. Зависимость тока от напряжения позволила получить спектр электронов в углеродной нанотрубке и узнать ширину запрещенной зоны.

«Предложенный в работе метод позволяет не только получить информацию о зонной структуре углеродной нанотрубки, но и выяснить, как она меняется под влиянием внешних воздействий. В частности, в данной работе мы при помощи туннельного контакта напрямую наблюдали снятие долинного вырождения в магнитном поле. Этот давно предсказанный эффект, проявляющийся в энергетическом расщеплении максимумов плотности состояний, мы впервые продемонстрировали в случае индивидуальной нанотрубки», — говорит соавтор исследования Георгий Федоров, заместитель заведующего лабораторией наноуглеродных материалов МФТИ.

Образцы были изготовлены сотрудниками лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ на базе ЦКП МФТИ. Экспериментальная часть выполнена в проблемной радиофизической лаборатории Московского педагогического государственного университета и в ЦКП ФИАН «Исследования сильно-коррелированных систем».

Результаты работы представлены в журнале Applied Physics Letters.

Татьяна Небольсина

https://open-dubna.ru/nauka/16478-svojstva-uglerodnoj-nanotrubki-nauchilis-izuchat-s-pomoshch-yu-tunnel-nogo-kontakta

Российские физики показали, что можно использовать туннельный контакт для спектроскопии электронных состояний углеродных нанотрубок. Предложенная технология изготовления туннельного контакта и метод спектроскопии помогут точно определять ширину запрещенной зоны нанотрубок, которая является ключевой характеристикой для разработки любых электронных устройств на их основе. Результаты работы были представлены в журнале Applied Physics Letters.

Углеродные нанотрубки — это уникальные по своей физической природе и свойствам объекты. Они активно исследуются в последние три десятилетия и могут применяться в различных областях науки и техники: в материаловедении, физике, электронике и многих других.

Углеродную нанотрубку можно рассматривать как свернутый в трубку лист графена. Уникальность свойств углеродных нанотрубок связана с тем, что от того, каким конкретно образом этот лист был свернут в трубку, зависит ширина запрещенной зоны, которая определяет полупроводниковые либо металлические свойства нанотрубки. Можно провести следующую аналогию: представьте себе обычный лист бумаги — его можно легко свернуть в трубку, соединяя либо две противоположные стороны, либо два противоположных угла, или же можно соединить угол с любой точкой на противоположной стороне. Свойства листа бумаги никак не зависят от того, каким конкретно образом его свернули в трубку. Если теперь мы заменим лист бумаги на маленький кусочек графена, то окажется, что в зависимости от того, каким именно способом мы свернули графен в трубку, он будет вести себя либо как полупроводник, либо как металл с точки зрения проводимости. Такое поведение делает углеродные нанотрубки очень привлекательным материалом для создания всевозможных электронных устройств.

Ширина запрещенной зоны — это основная характеристика полупроводников, которая в первую очередь обусловливает возможности их применения. На данном этапе развития технологий пока не придуман хороший способ выращивать углеродные нанотрубки с заранее известной шириной запрещенной зоны. В процессе синтеза могут вырастать углеродные нанотрубки с различной шириной запрещенной зоны и даже вообще без нее. Чтобы определять ширину запрещенной зоны и конкретный вид распределения электронов по энергии, для каждой отдельной трубки традиционно использовалась туннельная спектроскопия при помощи туннельного микроскопа. Этот метод имеет ряд недостатков, он неточный, дорогой и нетехнологичный.

Рисунок. (а) электронная микрофотография углеродной нанотрубки с туннельными контактами; (b) схема бокового разреза туннельного контакта. Источник: Applied Physics Letters

В опубликованной работе ученые предложили технологичный (то есть хорошо совместимый с современными технологиями изготовления электронных устройств) и масштабируемый метод для определения спектра электронов одиночной углеродной нанотрубки. Для этого исследователи изготовили туннельный контакт (см. рисунок (а)). Туннельный контакт — это контакт с очень высоким электрическим сопротивлением. Металл контакта не напрямую связан с трубкой, а через тонкий слой диэлектрика  (см. рисунок (b)).

«Диэлектрик создает туннельный барьер — энергетическую стену, которая препятствует переносу носителей заряда. “Классическая” частица не может преодолеть такой барьер, но квантовая механика “позволяет” электрону проводимости или дырке пройти сквозь такой барьер, то есть протуннелировать. Важно, что вероятность туннелирования пропорциональна плотности состояний в исследуемом объекте. Благодаря этому свойству туннельный контакт позволяет сканировать распределение электронов по энергии в трубке», — комментирует один из авторов исследования Яков Матюшкин, младший научный сотрудник лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ, аспирант ВШЭ.

Исследователи сделали серию образцов, каждый из которых представлял собой одиночную углеродную нанотрубку с двумя парами омических и двумя парами туннельных контактов (см. рисунок (а)). Ученые сначала вырастили на кремниевой подложке трубку, а затем присоединили к ней туннельные и омические контакты. В ходе эксперимента при температуре жидкого гелия между туннельным и омическим контактом прикладывали напряжение и измеряли электрический ток, который протекал через систему. Зависимость тока от напряжения позволила получить спектр электронов в углеродной нанотрубке и узнать ширину запрещенной зоны.

«Предложенный в работе метод позволяет не только получить информацию о зонной структуре углеродной нанотрубки, но и выяснить, как она меняется под влиянием внешних воздействий. В частности, в данной работе мы при помощи туннельного контакта напрямую наблюдали снятие долинного вырождения в магнитном поле. Этот давно предсказанный эффект, проявляющийся в энергетическом расщеплении максимумов плотности состояний, мы впервые продемонстрировали в случае индивидуальной нанотрубки», — говорит соавтор исследования Георгий Федоров, заместитель заведующего лабораторией наноуглеродных материалов МФТИ.

Образцы были изготовлены сотрудниками лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ на базе ЦКП МФТИ. Экспериментальная часть выполнена в проблемной радиофизической лаборатории Московского педагогического государственного университета и в ЦКП ФИАН «Исследования сильно-коррелированных систем».

Работа выполнена при поддержке РФФИ, РНФ и Министерства науки и высшего образования РФ.

Пресс-служба МФТИ

https://poisknews.ru/nanotehnologii/tunnelnyj-kontakt-pomog-izuchit-elektronnuyu-strukturu-uglerodnyh-nanotrubok/

(а) Электронная микрофотография углеродной нанотрубки с туннельными контактами.
(b) Схема бокового разреза туннельного контакта.

Российские физики показали, что можно использовать туннельный контакт для спектроскопии электронных состояний углеродных нанотрубок. Предложенная технология изготовления туннельного контакта и метод спектроскопии помогут точно определять ширину запрещенной зоны нанотрубок, которая является ключевой характеристикой для разработки любых электронных устройств на их основе. Результаты работы представлены в журнале Applied Physics Letters.

Углеродные нанотрубки — это уникальные по своей физической природе и свойствам объекты. Они последние три десятилетия активно исследуются и могут применяться в различных областях науки и техники.

Углеродную нанотрубку можно рассматривать как свёрнутый в трубку лист графена. Уникальность свойств углеродных нанотрубок связана с тем, что от того, каким конкретно образом этот лист свернут, зависит ширина запрещённой зоны, определяющей полупроводниковые либо металлические свойства нанотрубки. Можно провести следующую аналогию: представьте обычный лист бумаги — его можно легко свернуть в трубку, соединяя либо две противоположные стороны, либо два противоположных угла, или же можно соединить угол с любой точкой на противоположной стороне. Если теперь мы заменим лист бумаги на маленький кусочек графена, окажется, что в зависимости от того, каким именно способом мы свернули графен в трубку, он будет вести себя либо как полупроводник, либо как металл (с точки зрения проводимости). Такое поведение делает углеродные нанотрубки привлекательным материалом для создания всевозможных электронных устройств.

Ширина запрещённой зоны — это основная характеристика полупроводников, которая в первую очередь обусловливает возможности их применения. На данном этапе развития технологий пока не придуман хороший способ выращивать углеродные нанотрубки с заранее известной шириной запрещенной зоны. В процессе синтеза могут вырастать углеродные нанотрубки с различной шириной запрещённой зоны и даже вообще без неё. Чтобы определять ширину запрещенной зоны и конкретный вид распределения электронов по энергии, для каждой отдельной трубки традиционно использовалась туннельная спектроскопия при помощи туннельного микроскопа. У этого метода есть недостатки: он неточный и дорогой.

В опубликованной работе учёные предложили технологичный (то есть хорошо совместимый с современными технологиями изготовления электронных устройств) и масштабируемый метод для определения спектра электронов одиночной углеродной нанотрубки. Для этого они изготовили туннельный контакт (см. рисунок (а)). Туннельный контакт — это контакт с очень высоким электрическим сопротивлением. Металл контакта не напрямую связан с трубкой, а через тонкий слой диэлектрика (см. рисунок (b)).

«Диэлектрик создает туннельный барьер — энергетическую стену, которая препятствует переносу носителей заряда. «Классическая» частица не может преодолеть такой барьер, но квантовая механика «позволяет» электрону проводимости или дырке пройти сквозь такой барьер, то есть протуннелировать. Важно, что вероятность туннелирования пропорциональна плотности состояний в исследуемом объекте. Благодаря этому свойству туннельный контакт позволяет сканировать распределение электронов по энергии в трубке», — комментирует один из авторов исследования Яков Матюшкин, младший научный сотрудник лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ, аспирант ВШЭ.

Исследователи сделали серию образцов, каждый из которых представлял собой одиночную углеродную нанотрубку с двумя парами омических и двумя парами туннельных контактов (см. рисунок (а)). Учёные сначала вырастили на кремниевой подложке трубку, а затем присоединили к ней туннельные и омические контакты. В ходе эксперимента при температуре жидкого гелия между туннельным и омическим контактом прикладывали напряжение и измеряли электрический ток, который протекал через систему. Зависимость тока от напряжения позволила получить спектр электронов в углеродной нанотрубке и узнать ширину запрещённой зоны.

«Предложенный в работе метод позволяет не только получить информацию о зонной структуре углеродной нанотрубки, но и выяснить, как она меняется под влиянием внешних воздействий. В частности, в данной работе мы при помощи туннельного контакта напрямую наблюдали снятие долинного вырождения в магнитном поле. Этот давно предсказанный эффект, проявляющийся в энергетическом расщеплении максимумов плотности состояний, мы впервые продемонстрировали в случае индивидуальной нанотрубки», — говорит соавтор исследования Георгий Федоров, заместитель заведующего лабораторией наноуглеродных материалов МФТИ.

Образцы были изготовлены сотрудниками лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ на базе ЦКП МФТИ. Экспериментальная часть выполнена в проблемной радиофизической лаборатории Московского педагогического государственного университета и в ЦКП ФИАН «Исследования сильно-коррелированных систем».

Источники: Пресс-служба МФТИ

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0080093

https://22century.ru/chemistry-physics-matter/106414

Графеновая нанотрубка. Нанотехнологии
Изображение: (сс) cintersimone

Метод использования туннельного контакта для спектроскопии электронных состояний углеродных нанотрубок и способ его изготовления предложили российские физики, 21 марта пишет журнал МФТИ «За науку».

Важность проведенного исследования, результаты которого опубликованы в журнале Applied Physics Letters, заключается в том, что с помощью этого метода можно точно определять ширину запрещенной зоны нанотрубок, являющейся ключевой характеристикой при разработке любых электронных устройств на их основе.

Свойства углеродных нанотрубок, которые можно представить как свернутый в трубку лист графена, определяются тем, каким образом этот лист был свернут относительно внутренней структуры графена. Этот способ определяет ширину запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет полупроводниковые либо металлические свойства нанотрубки.

Такое свойство углеродных нанотрубок очень привлекательно для разработчиков всевозможных электронных устройств. При этом возможности их применения обусловлены ширина запрещенной зоны.

В настоящее время не известен технологичный способ выращивать углеродные нанотрубки с заранее известной шириной запрещенной зоны. Они могут вырастать с различной шириной запрещенной зоны и даже вообще без нее. Для определения ширины запрещенной зоны и конкретного вида распределения электронов по энергии, для каждой отдельной трубки чаще всего используется туннельная спектроскопия с помощью туннельного микроскопа. Метод этот неточен, дорог и нетехнологичен.

Метод, предложенный командой российских ученых, технологичен и масштабируем. Он позволяет определять спектр электронов одиночной углеродной нанотрубки. Исследователи разработали туннельные контакты к отдельным полупроводниковым углеродным нанотрубкам, высокое сопротивление которых создавалось тем, что металл контакта был экранирован от трубки диэлектриком — оксидом алюминия.

Один из авторов исследования, младший научный сотрудник лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ, аспирант ВШЭ Яков Матюшкин пояснил:

«Диэлектрик создает туннельный барьер — энергетическую стену, которая препятствует переносу носителей заряда. „Классическая“ частица не может преодолеть такой барьер, но квантовая механика „позволяет“ электрону проводимости или дырке пройти сквозь такой барьер, то есть протуннелировать. Важно, что вероятность туннелирования пропорциональна плотности состояний в исследуемом объекте. Благодаря этому свойству туннельный контакт позволяет сканировать распределение электронов по энергии в трубке».

В процессе исследования была изготовлена серия одиночных углеродных нанотрубок с двумя парами омических и двумя парами туннельных контактов. К ним при температуре жидкого гелия между туннельным и омическим контактом прикладывалось напряжение и замерялся электрический ток, протекавший через систему. Зависимость тока от напряжения позволила определить спектр электронов в углеродной нанотрубке и узнать ширину запрещенной зоны.

«Предложенный в работе метод позволяет не только получить информацию о зонной структуре углеродной нанотрубки, но и выяснить, как она меняется под влиянием внешних воздействий», — сообщил соавтор исследования, заместитель заведующего лабораторией наноуглеродных материалов МФТИ Георгий Федоров.

Предложенный метод, в разработке которого приняли участие сотрудники лаборатории наноуглеродных материалов МФТИ на базе ЦКП МФТИ, проблемной радиофизической лаборатории Московского педагогического государственного университета ЦКП ФИАН «Исследования сильно-коррелированных систем», могут ускорить исследования в таких областях, как материаловедение, физика, электроника и многих других.

https://rossaprimavera.ru/news/279f3190

Ученые Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) исследовали свойства люминофоров – веществ, способных преобразовать поглощаемую энергию в свет, что в перспективе позволит создавать светящиеся в ультрафиолете материалы, а также повысить эффективность солнечных батарей. Об этой работе рассказал ведущий научный сотрудник ФИАНа, заведующий лабораторией, д.х.н. Илья Тайдаков.

«Наша лаборатория Молекулярной спектроскопии люминесцентных материалов ФИАНа занимается созданием новых люминофоров, в том числе на основе редкоземельных элементов, – рассказывает Илья Тайдаков. – Они интересны тем, что их люминесценция имеет узкие спектральные линии, то есть можно создавать люминофоры дискретных цветов: допустим, европий дает красный свет, тербий – зеленый, иттербий – инфракрасный, невидимый глазу».

Такие люминофоры используются повсюду: от биологических меток в медицине до компонентов органических светодиодов в технике. Поэтому было интересно посмотреть, нельзя ли сделать люминофор более эффективным за счет варьирования отдельных групп, входящих в структуру молекулы.

«Изначальная эффективность чистых ионов редкоземельных металлов как люминофоров весьма мала из-за очень маленького коэффициента поглощения, – обозначает проблему ученый. – Вы на него светите – и только малая часть света поглощается. И даже если весь этот свет будет преобразован, конечная интенсивность люминесценции окажется небольшой. Нужно или повышать мощность падающего излучения, как это происходит в лазерах, или увеличивать сечение поглощения. Мы решили пойти по второму пути».

Слабое поглощение может компенсироваться с помощью так называемого антенного эффекта. Он заключается в том, что можно подобрать органическую молекулу, способную связываться с металлом. При этом у типичных органических молекул сечение поглощения в 10 тыс. и более раз больше, чем у ионов редкоземельных металлов. Такая молекула-антенна поглощает свет, а потом накачивает энергией центральный ион металла, который начинает люминесцировать.

Отправной точкой в исследовании являлся известный европиевый люминофор на основе сложного органического соединения – теноилтрифторацетона. Его молекула содержит, помимо прочего, трифторметильную группу (СF₃).

А что будет, если увеличить число замещающих атомов фтора? Быть может, эффективность такой антенны еще больше возрастет?

«Этот процесс был нами подробно исследован, – рассказывает Илья Тайдаков. – Был получен широкий ряд соединений, в которых одна часть молекулы была неизменна, а другая – варьировалась от незамещенной метильной группы (СH₃) до протяженной линейной перфтороктильной группы (С₈F₁₇). Все соединения были охарактеризованы полным набором необходимых химических методов, чтобы быть полностью уверенными в их структуре и составе, а с точки зрения фотофизики, мы в деталях изучили схемы передачи энергии для всех этих соединений и показали, что влияние атомов фтора в какой-то момент перестает быть значимым. Так, уже после введения трех атомов фтора (CF₃ -группа) не наблюдается сильного прироста эффективности».

Увы, значительный рост квантового выхода фиксировался только при добавлении первой трифторметильной группы. Однако физико-химические свойства люминофоров по мере роста длины перфторированной цепи меняются значительно, что позволяет управлять рядом практически значимых параметров при сохранении высокой общей эффективности люминесценции. В результате экспериментов был обнаружен еще один интересный эффект: хотя квантовый выход люминофоров с увеличением степени фторированности растет слабо, зато увеличивается их гидрофобность, то есть способность растворяться в неполярных органических растворителях. Кроме того, люминофоры с длинными цепями проявляют еще и свойства поверхностно-активных веществ, то есть при смешении органических растворов (например, в спирте) с водой, образуются устойчивые ярко люминесцирующие эмульсии, где люминофор превращается в крошечные (наноразмерные) капли – мицеллы, причем их строение таково, что значительного тушения люминесценции водой не происходит.

Регистрация спектра свечения нового люминофора на основе европия, помещенного в криостат спектрометра при низкой температуре.

Подобные эмульсии могут быть полезны для создания каких-то специфических меток, красок, чернил и маркеров. Такие чернила могут быть бесцветными при видимом свете и ярко светиться оранжевым светом при ультрафиолетовом излучении. При этом обратно водой с поверхности они смываться уже не будут. Возможны и другие применения.

«Есть так называемые солнечные концентраторы – это пластины из специального пластика, который поглощает ультрафиолет и высвечивает поглощенную энергию в видимом, как правило, красно-фиолетовом диапазоне, – рассказывает Илья Тайдаков. – Если таким материалом покрыть, скажем, теплицу, растения лучше растут. Для таких применений наши вещества вполне пригодны».

Также подобные материалы используются для повышения эффективности органических солнечных батарей – принцип тот же.

Сотрудники лаборатории Молекулярной спектроскопии люминесцентных материалов ФИАНа.

«Хотя изначально наша работа планировалась как чисто фундаментальное исследование, в результате которого мы хотели понять, почему и как небольшие изменения структуры люминофора влияют на его эффективность, в итоге мы получили практически важный инструмент для синтеза полезных материалов», – подчеркивает ученый.

Подробнее см. статью Tuning the luminescence efficiency by perfluorination of side chains in Eu3+complexes with β-diketones of the thiophene series, Evgeniya A. Varaksina, Mikhail A. Kiskin, Konstantin A. Lyssenko, Lada N. Puntus, Vladislav M. Korshunov, Gustavo S. Silva, Ricardo O. Freire and Ilya V. Taydakov, Physical Chemistry Chemical Physics, Issue 45, 2021

Подготовил Леонид Ситник, редакция сайта РАН.

http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=9bc15962-581e-4e86-ba22-2a29a9ff9154#content

Александр Сергеев: «Пришло время, когда мы должны сами для себя начать создавать все по максимуму»

Технологическая изоляция, в которой оказалась наша страна в результате наложенных со стороны Запада санкций, поставила российских ученых перед необходимостью срочно создавать необходимое промышленности и медицине оборудование, возрождать семенные и племенные хозяйства. Практически, за два-три года мы должны теперь создать и внедрить такой объем самого необходимого стране, какой она должна была внедрять последние 30 лет. О том, чем может ответить на это наша наука, мы поговорили с президентом Российской академии наук Александром Сергеевым.

АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВ
ФОТО: НАТАЛИЯ ГУБЕРНАТОРОВА

– Александр Михайлович, знаем, что на днях академия направила в правительство перечень горящих мер, направленных на создание необходимых стране наукоемких технологий. Расскажите, что это за меры?

– Специальный президиум, посвященный выработке первоочередных мер мы собирали 10 марта, а после расширенную версию с их перечнем послали вице-премьеру Дмитрию Чернышенко.

Одна из главных задач, которую надо сейчас решить, – это технологическая изоляции. Мы понимаем, что до сих пор инновационный процесс превращения знаний в технологии не очень эффективно организован в нашей стране. 

– Что этому мешало?

– Наши компании, в том числе крупные, которые представлены на международном рынке и успешно торговались на биржах, опирались на рыночные критерии успешности – стоимость акций, капитализацию и т.д., которые не связаны с технологической самостоятельностью страны и совсем неоднозначно связаны с пользой для населения страны.

Сейчас мы переходим к другой, реальной оценке нашей экономики. Она будет ставиться в зависимость от того, какие технологии создает сама компания, насколько независима она от зарубежного влияния и насколько быстро эти технологии начнут работать на нужды страны.

– То есть, 30 лет мы спали, а теперь проснулись? И теперь нам надо в условиях санкционного «занавеса» в пожарном порядке организовывать работу?

– В определенной степени Вы правы. Сегодня наша зависимость в сфере наукоемких технологий и высокотехнологической продукции в гражданском секторе приобретает критический характер. Даже крупные современные производства становятся уязвимыми. Возьмем, например, завод по производству полимеров, построенный «под ключ» зарубежными компаниями в одном из российских городов. Новейшее предприятие, одно из лучших в мире, приносящее прибыль, градообразующее, в общем, наша гордость. Но оно целиком зависит от поставок катализаторов из-за рубежа. Представим, что в условиях санкций западные компании перестают продавать заводу катализаторы. И завод останавливается со всеми вытекающими последствиями для экономики страны и жителей города. Наши коллеги из Сибирского отделения РАН говорили в свое время руководству предприятия: «Давайте мы вам катализаторы разработаем, наши, отечественные, чтобы вы не были зависимы от них». Но закупать было проще, чем тратить деньги на отечественную разработку. И вот теперь, по-видимому, нет другого выхода, как с повинной головой все-таки идти к ученым и в срочном порядке финансировать разработку катализаторов.

ЭЛЕКТРОНИКА

– Давайте по-порядку разбираться. С чего вы посоветовали правительству начать технологическую «ревизию»? Где у нас самое тонкое место?

– Конечно, притча во языцех, – это наша электронная компонентная база, в которой нуждаются сейчас многие отрасли народного хозяйства. Долгие годы идут разговоры, что надо было бы создать свою, но мы все продолжаем покупать микроэлектронику на Тайване, где расположены основные фабрики, работающие на американских и голландских технологиях.

– Но ведь космические ракеты, насколько я знаю, летают на собственной элементной базе.

– Для ракет не обязательно делать маленькие топологические размеры интегральных схем. А возьмем гражданский сектор, – мобильные телефоны, компьютеры, микроспутники... Там чипы и всевозможные датчики должны быть компактными. Размер микросхемы для увеличения скорости обработки информации также должен уменьшаться. Передовые зарубежные компании сейчас работают на уровне единиц нанометров, а у нас пока освоены размеры в сотни нанометров. 

– Где у нас есть хоть какой-то задел?

– Основной научно-технологический комплекс у нас в Зеленограде, где выпускается процентов 80 отечественных микросхем. Ведущее предприятие «Микрон» было оснащено лет десять назад новейшей на тот момент импортной установкой для печати микросхем. Она до сих пор является флагманской в стране. Последние годы велись многочисленные обсуждения, что нужно приобрести за рубежом что-то новое, более передовое, но так и не приобрели. Теперь понятно, что надо собирать и «ставить под ружье» наши коллективы ученых и инженеров, хотя за год-два задачу импортозамещения в микроэлектронике не решишь. Но надо скорее начинать, головы и руки у нас есть.

НА ПРЕДПРИЯТИИ «МИКРОН»

– Но «Микрон» все равно работает?

– Работает. Там изготавливают пластиковые карточки для транспорта, RFID-метки для считывания информации на расстоянии. Есть у них заказы и для военной отрасли. 

МЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА

– На второе место по необходимости мы поставили медицинскую технику. Это всевозможные томографы для КТ, МРТ, хирургические роботы, аппараты для УЗИ, – у нас почти ничего своего нет!

– То есть, физики, техники, электронщики мобилизуются сейчас в срочном порядке?

– Можно и так выразиться. Представьте себе, что нам перестают продавать запчасти к томографам, или вдруг софт перестает работать по причине того, что в рамках санкций производитель его просто отключил... Вот, где будет социальная напряженка!

– А были у ученых предложения по разработке своих томографов?

– Конечно! Более того, у нас в ФИАНе (Физическом институте им. Лебедева РАН – Авт.) несколько лет назад Евгений Демихов с сотрудниками разработал отличный магнито-резонансный томограф с магнитным полем 1,5 Тесла. У него есть преимущество перед зарубежными аналогами – он «сухой», то есть не требует криогенного охлаждения для сверхпроводящего магнита. Медицинскими специалистами признается, что по качеству изображения он не хуже, чем «Филипс», но мы его годами не можем внедрить.

– Что мешает?

– Те, кто принимает решения, говорили так же, как те производители полимеров: «Зачем нам наша разработка, если мы можем купить проверенный «Филипс»?»

– Кто принимает решение о том, нужен нам свой российский томограф или нет, – министерство?

– В конечном счете, Минздрав.

ПЕРВЫЙ РОССИЙСКИЙ ТОМОГРАФ ГОТОВ К ПЕРЕДАЧЕ В ПРОИЗВОДСТВО. ФОТО: Е. ДЕМИХОВ

– А Китай поможет нам с запчастями для импортного медоборудования первое время?

– Может, Китай и согласится. Но он тоже – не простой партнер. Китайцы очень практичные люди и все взвешивают. Если поймут, что от санкций, которые наложат на них американцы, они окажутся в большем минусе, чем в плюсе от помощи России, они подумают, как себя вести. Они же не враги себе.

Хорошо, если такие каналы останутся. И надо работать над тем, чтобы они остались, или появились новые каналы с другой логистикой поставок. Но пришло время, когда мы должны сами для себя начать создавать все по максимуму. В стране должна произойти научно-техническая мобилизация.

ФАРМАКОЛОГИЯ

– С началом спецоперации на Украине россияне бросились скупать в аптеках необходимые на будущее лекарства. Некоторые политики в США пригрозили, что не будут поставлять нам жизненно важные препараты...

– Фармакология, безусловно, еще одно из самых уязвимых мест в нашей стране. Но она бывает разная. Если мы говорим про дженерики (лекарства, которые делаются по открытой формуле, выведенной из под-патента), тут у нас проблем нет. Но на разработку своих новейших препаратов на основе оригинальных молекул у нас, как правило, средств не находится. Это миллиарды долларов на один препарат, и только гиганты фарминдустрии, типа Рош или Пфайзер, могут себе такое позволить. Думаю, что научный потенциал отечественных фармкомпаний, таких как Генериум, Биокад и др., вполне достаточен, чтобы разрабатывать оригинальные препараты в тесном сотрудничестве с нашими исследовательскими центрами. Но надо понять, на что направить усилия.

На состоявшемся 16 марта Общем собрании профессоров РАН, где как раз и обсуждались вопросы организации работы ученых в новых условиях, мне очень понравилось выступление Андрея Иващенко из МФТИ. Он совершенно замечательно сказал: «Иногда даже тот факт, что мы не вошли в текущий уклад технологических производств, может оказать нам хорошую службу. Ведь мы можем «перепрыгнуть» его и делать что-то совершенно новое». 

– Интересно...

– Вот вам пример из Китая. Ведь он перепрыгнул технологический уклад, связанный с проводными телефонными линиями, сразу перейдя на мобильные телефоны. Там практически нет АТС! И в фармакологии тоже может быть такое. К примеру, сейчас появляются новые лекарства на основе генетических технологий. Сконструированная  биоинженерами молекула, содержащая нуклеиновые кислоты и введенная в организм, вызывает в клетке процесс производства различного типа белков. В ковидное время у всех на слуху лекарства на основе терапевтических антител.  За такими лекарствами –  будущее. Это передний фронт, на который сейчас надо делать упор, ведь наши генетики имеют достаточный для этого потенциал.

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО

– Что у нас с продовольствием? На какое место вы поставили бы его по степени необходимости проведения там научных изысканий?

– Мы стали одной из ведущих держав в сельском хозяйстве, и вроде бы, ситуация здесь не слишком тревожная, как с микроэлектроникой. Мы являемся лидерами по темпам роста сельскохозяйственного экспорта в мире, прежде всего по экспорту зерна и растительного масла. Основная проблема у нас – с обеспечением собственного семенного и племенного фонда. Как это ни парадоксально, наше сельскохозяйственное благополучие достигнуто в условиях сильнейшей зависимости от зарубежного семенного и племенного материала. По некоторым направлениям эта зависимость критическая. Практически полностью семена для овощеводства, инкубационные яйца и цыплята для наших птицеферм завозятся из-за границы.

– Как можно было допустить такую зависимость от импорта?

– Возвращаемся к тому, с чего начали. Мы мерили свою успешность по другой шкале, по шкале выгодности бизнеса. Считалось, если бизнесу выгодно, значит выгодно и стране. Бизнесмен пишет бизнес план: «Я закупаю яйца в Германии, чтобы не тратить деньги на племенную работу и репродукцию кур-несушек здесь. Мне так выгодней». Правительство ему отвечает: «Окей! Конечно, иди по первому пути, так же выгодней...». И вот теперь, если нас решат наказать еще сильней, страна может остаться и без яиц, и без мяса, и без свеклы.

– Неужели не было даже попыток за столько лет создать собственный семенной фонд?

– В 2017-м году была запущена федеральная научно-техническая программа развития сельского хозяйства. В ее рамках финансируются работы по восстановлению производства отечественных семян картофеля и свеклы, а также по курам. За пять прошедших лет кое-что сделали, но ситуацию все-таки пока не переломили. Скорее всего, потому, что крупный бизнес по-прежнему говорит: «Да зачем нам нужно? Мы как работали с иностранными поставщиками, так будем и дальше двигаться в этой парадигме».

Думаю, надо сделать так, чтобы наши семена были более выгодны компаниям. Либо на импортные накладывать пошлины, либо для покупки наших семян  выдавать хорошие субсидии.

КТО ГОТОВ К РАБОТЕ? 

– Я надеюсь, теперь-то у нашего правительства, бизнесменов уже не осталось сомнений в том, как надо развивать отечественные технологии для импортозамещения?  

– Я не открою вам секрета, если скажу, что правительство давно занимается вопросами импортозамещения и импортонезависимости. Объявляют, к примеру, чиновники из министерства о том, что у нас есть критические направления, по которым надо срочно разработать тот или иной импортозамещающий прибор, материал или лекарство. Предприятиям бросают клич: «Кто готов это сделать?». Желающих, как правило, появляется очень много. Тогда в министерстве спрашивают: «А вы умеете это делать?». Ответ: «Умеем, только надо доразработать один компонент или деталь». Дальше звучит призыв к научно-производственным организациям: «Кто поможет нашим компаниям разработать необходимые компоненты?». И вот тут появляется еще больше желающих, которые многое обещают, получают под это деньги, но очень часто так и не доводят до конца обещанное. В итоге проходят годы, заказчики понимают, что быстрее заказать продукт за рубежом, чем ждать разработки от своих. И по такой схеме наше «импортозамещение» работало десятилетиями!

– Почему на пути безответственных подрядчиков то же министерство давно не поставило заслон из экспертов РАН?

– Наверное, кому-то было выгодно, чтобы экспертиза была внутриминистерской. Нас и сейчас не особо спрашивают.

– Но ведь ситуация сейчас другая, – промедление, как говорится, смерти подобно.

– Ситуация сейчас другая, и потребность в науке объективно возросла. Надо принимать решения не на основе денежных интересов, а исходя из реально необходимых результатов. Должна быть достаточно широкая, объективная, надведомственная  экспертиза проектов.

– Наверняка, есть и успешные примеры? Может, просто скопировать их?

– Расскажу вам, как на Байкальском целлюлозно-бумажном комбинате очищали отходы. 10 лет велись поиски того, кто будет это делать. «Зеленые» зарабатывали свою популярность, деньги утекали. Все встало на свои места, когда два года назад разработку проекта поручили Росатому. Там люди серьезные, сразу во всем разобрались, пригласили делать экспертизу Российскую академию наук, и вскоре среди 20 компаний наш совет по глобальной экологии  отобрал по-настоящему лучшие, способные довести дело до результата. Если бы вы знали, через какие тернии нам пришлось пробиваться даже после избрания нас экспертами! А ведь мы еще несем громадную ответственность вместе с Росатомом. 

– Чего же не хватало другим проектам для такого успешного завершения дела? Не думаю, что все дело в «волшебном» Росатоме.

– Наверное, нужно, чтобы гром грянул, или политическая воля ударила кулаком по столу.

ОРГАНИЗАЦИЯ НАУКИ

– Выступая на днях на Общем собрании профессоров РАН, вы сказали, что настало время пересмотреть госзадания и сконцентрироваться только на важных работах. А что до этого они выполняли не важные?

– Нужно расставить приоритеты. К примеру, в Министерстве здравоохранения говорят: «Нам срочно нужны свои, российские томографы, аналитические приборы и средства, шовный материал (у нас все это - импортное). Давайте посмотрим, какие предприятия могут это достаточно быстро произвести? Если не хватает перспективного материала, новых реагентов, софта, – обратитесь к науке». И что же отвечает наука? Хорошо, если в институтах мыслят по-государственному, как в том же ФИАНе, и по собственной инициативе долгие годы продвигают отечественный томограф. Но в большинстве своем институты работают по госзаданиям, которые сами же себе и придумывают, да еще и отчитываются о них потом только публикациями в журналах.

– Это даже как-то странно звучит: сами себе придумывают государственное задание...

– Увы, такая практика была внедрена после отделения институтов от академии и передачи их в ФАНО. Ты сам себе придумываешь, чем тебе заниматься, отчитываешься статьями и наращиваешь свой публикационный потенциал, зачастую не задумываясь о пользе для страны. Теперь систему снова надо поставить с головы на ноги, –  государство при ведущей роли Российской академии наук должно формировать тематику госзаданий ученым, прежде всего в зависимости от приоритетов страны. Фундаментальные исследования, конечно, должны продолжаться, но прикладной аспект государственных заданий должен быть существенно усилен. 

– Вы обращались с предложением о пересмотре госзаданий в правительство?

– В правительстве этот пересмотр уже одобрен, – ждем новых законодательных актов. Очень надеемся, что для научных институтов произойдет такая же мобилизация, какая произошла два года назад для медицинских НИИ, которые очень быстро и успешно перестроились для борьбы с ковидом.

Автор: НАТАЛЬЯ ВЕДЕНЕЕВА

https://www.mk.ru/science/2022/03/20/uchenym-obyavili-mobilizaciyu-prezident-ran-rasskazal-o-spasenii-nauki-ot-sankciy.html