Алексей Гусев рассказал о больших перспективах крошечных молекул и как сделать диагностику точнее

О том, почему у современных детей почти нет интереса к химии, перспективных научных исследованиях учёных-химиков КФУ, сотрудничестве с российскими и зарубежными коллегами «Газете» рассказал профессор кафедры общей и физической химии Таврической академии КФУ Алексей Гусев.

– Химия вновь интересна обществу, становится востребованной  экономикой страны?

– Если начинать говорить о науке, то, конечно, первый интерес к научным исследованиям должен просыпаться ещё в школе. Но если спрашиваешь абитуриентов, поступающих в университет, какой у них самый нелюбимый предмет, к сожалению, многие называют именно химию. Отчасти есть объективная причина. Не всегда уровень подготовки учителей соответствует требованиям. Большинство сильных учителей-химиков работают в городских школах. Иногда её преподают учителя биологии и географии.

 – Это ещё и очень сложный предмет.

– Безусловно. Чтобы знать его, нужно сочетать точность и умение правильно описывать явления, которые в химии происходят. К сожалению, ребят-школьников, которые интересуются химией даже не как наукой, а просто на уровне образования, не так много. Если говорить о серьёзном этапе научных исследований, которыми мы, собственно, занимаемся на кафедре…  Есть шутка, что наука – это возможность решать свои интересы за государственный счет (смеётся). Отчасти, я, может быть, соглашусь – нельзя без интереса со стороны исследователя сделать что-то новое.

 – И чем конкретно занимаетесь?

– Работаем с двумя классами веществ. Первые – это так называемые оптические материалы. То есть светящиеся, если говорить языком обывателя. Мы, в принципе, с самого рождения встречаемся с этими материалами. Это, например, лампы дневного накаливания и диодные, дисплеи планшетов, телефонов, компьютеров. Но мало скажет, как они устроены. Мы как раз и занимаемся тем, что создаём вещества, которые потенциально могут быть использованы, в том числе и для создания дисплеев. Но это только одна, не самая, может быть, главная область их применения. 90% информации наш организм получает через зрение, поэтому любой оптический сигнал – это достаточно большой источник информации, которую наш мозг может обрабатывать. Отклик любой системы на какое-то раздражение тоже может проявляться в виде оптического сигнала. И одно из направлений, по которому мы работаем, – создание специальных сверхчувствительных сенсоров. Это вещества, которые в обычных условиях не светятся, а при добавлении каких-то компонентов, маркеров, например, в крови, если речь идёт о медицинских исследованиях, начинают светиться.  Например, для ранней диагностики беременности делается тест.  Большую роль это будет играть, да и сейчас, наверное, играет уже, при ранней диагностике раковых заболеваний.

– В этом направлении работают многие учёных, в том числе из Медакадемии КФУ.

– Мы, делаем, честно говоря, только первые шаги, поскольку оказалось, что наши соединения пригодны для этих целей. Тем не менее, хотя многие научные школы работают над этим уже давно, эффективных сенсоров, совместимых с электронными устройствами, до сих пор ещё никто создал. Поэтому мы – в тренде этих исследований.

– Где ещё можно будет применить результаты ваших исследований?

– Отчасти наши вещества могут быть использованы для создания новых оптических материалов для электронных устройств. Всем нам нравятся яркие дисплеи, где чётко видно изображение и оно максимально приближено к реальности. Но чтобы решить эту задачу, потребуется колоссальный труд многих исследователей – физиков, химиков, материаловедов, электронщиков и других. Наша задача – химиков – создать такие вещества, которые будут максимально полно передавать всю цветовую палитру, которая есть в природе. И мы на кафедре более-менее успешно её решаем. Но, опять же, это задача комплексная. Поэтому мы активно над ней работаем вместе с коллегами из японских университетов, Томского государственного университета, которые создают так называемые тонкие пленки, OLED-технологии, используя органические электролюминесцентные устройства, используя наши соединения. Они как раз являются перспективными материалами для поколения дисплеев нового типа, которые, с одной стороны, будут гибкими, а с другой – энергосберегающими, то есть требуют буквально единицы вольт напряжения и передают всю цветовую гамму. Сейчас ведущие компании – производители электроники запускают опытные образцы. Но  исследования в этом направлении продолжаются.

Второй блок наших исследований – проявления свойств магнетизма. Это явление тоже достаточно загадочное, хотя магнитики все с детства знают. Мы, химики, занимаемся тем, что, как говорят, «подносим снаряды» для физиков, поскольку нужно сначала получить соединения, в которых это явление наблюдается. Если на уровне обычных магнитов оно хорошо изучено, то на уровне одиночных молекул, которые проявляют магнитные свойства, это явление достаточно новое, ему не более 15 лет. И сейчас многие мировые научные школы как раз ориентированы на создание так называемых молекулярных магнитов. Это колоссальные перспективы хранения информации, поскольку получается, что у нас одна молекула может хранить один бит информации. Если вернуться к школьному курсу, многие помнят, что в одном моле вещества содержится десять в двадцать третьей степени молекул. То есть мы в одном моле вещества можем хранить десять в двадцать третьей степени бит информации.

– Это просто невероятное количество информации!

– Даже если только одна из 100 молекул запишет на себя эту информацию, всё равно это будет колоссальный объём информации в очень маленьком объёме.  Но нужно сначала получить соответствующие молекулы с подобными свойствами. Это второе направление, которым мы активно занимаемся.

– Но большая наука невозможна без кооперации, без серьёзных инвестиций.

– К счастью, Программой развития КФУ предусмотрено создание Центра химии высоких технологий, уже закуплено дорогостоящее современнейшее оборудование, которого нет во многих вузах. Узнав об этом, наши научные партнёры из других российских вузов решили сразу с нами установить тесные контакты. Точнее, они и так у нас есть. Но одно дело, когда мы их просим что-то исследовать на их базе, другое дело, что мы также можем быть полезными для их исследований. То есть современный парк оборудования у нас уже создан и продолжает дальше развиваться.

И, конечно, несмотря на всякие санкции, мы продолжаем активно работать с нашими партнёрами, можно сказать, друзьями, из японских университетов, из чешского университета Палацского – города Оломоуц, Австрийского (Венского)технического университета. Все они продолжают с нами сотрудничать.

Также работаем с нашей академической наукой – из Института общей и неорганической химии РАН, Института химии и технологии элементоорганических соединений (Москва), Краснодарского, Кубанского госуниверситетов, Дальневосточного федерального университета. То есть мы глобально решаем одни и те же задачи, но занимаем свою нишу и продолжаем исследования.

 – В связи с этим интерес у молодёжи к науке химии появляется?

– Не было бы молодёжи, мы бы совсем «умерли» (смеётся). К счастью, есть ребята, которые интересуются химией. Это уже половина дела, а научить их мы сможем. Но, кроме интереса, у студента должны быть, конечно, достаточно глубокие знания. Есть у нас и такие. Например, Юра Балуда с первого курса серьёзно занимается химией. Сейчас он уже на первом курсе магистратуры, надеемся, что станет нашим достойным продолжателем. С первого курса мы отбираем, с нашей точки зрения, перспективных студентов. И они, собственно, и есть наша надежда, что серьёзная наука на кафедре продолжит и дальше развиваться.

Беседовала Елена Озерян

Крымская газета