Нанотехнологиями как манипуляциями с отдельными молекулами вещества (по определению японского физика Норио Танигучи) ученые занимаются уже несколько десятилетий. Но сейчас создание нанотехнологий становится одной из ведущих научных областей. Кафедры со специальностью <нано> организовываются во многих ведущих вузах страны на физических, химических, биологических и других факультетах. Из области чисто научных интересов внимание к нанотехнологиям переместилось в область государственных приоритетов. И, похоже, не только государственных, но и гуманитарных в целом. Во всяком случае, во время недавнего открытия выставки по нанотехнологиям в Российский научный центр <Курчатовский институт> его президент Евгений Велихов подчеркнул, что без развития нанотехнологий человечеству уже не выжить.
О том, с чем связан нанотехнологический бум, и о задачах, которые стоят в связи с этим перед учеными мы решили поговорить с доктором физико-математических наук, директором Института информационных систем РНЦ "КИ", деканом факультета нанотехнологий и информатики МФТИ Алексеем Анатольевичем Солдатовым. Интервью взяла Ольга Орлова.
Почему на нанотехнологии возлагают такие большие надежды?
Мы уже давно существуем как механистическая цивилизация. Почти вся наша жизнь зависит от приборов и механизмов, которые окружают нас повсюду. Но большинство из этих механизмов довольно грубые - особенно с точки зрения потребления ресурсов для их работы. То количество топлива, металлов и других природных богатств, которое мы используем, чрезмерно велико. Наша задача - работать как можно тоньше, создавать механизмы как можно более энергоэкономные, чтобы тратить меньше невосполнимых ресурсов.
То есть в отличие от мичуринцев наша задача брать у природы как можно меньше милостей?
Да, чем меньше мы возьмем у природы, тем дольше проживем. Поэтому брать надо только в самых необходимых случаях, а уже взятое как можно более эффективнее использовать. Во многом такую задачу можно решить с помощью нанотехнологий. Или придется вспомнить о судьбе скотоводческих племен: раз всю траву съели, надо переселяться. А поскольку пока астрономы подходящего для переселения места нам не предложили, то будем развивать нанотехнологии.
Почему активно заговорили о нанотехнологиях только в последние два десятилетия?
Давайте определим - что обсуждаем. Если мы изучаем системы с размерами порядка нанометров, т.е. наносистемы, то фактически речь идет о системах из относительно небольшого количества атомов. Классическими объектами изучения ранее были или практически не взаимодействующие единичные атомы и молекулы (газы), или твердые тела - огромные конгломераты атомов или молекул. Т.е. предельные случаи - <один> или <много>. Результатами этих исследований мы и пользуемся сегодня. Сейчас мы вышли на следующий уровень как понимания природы, так и потребностей в новых технологиях. Хочется создавать более эффективные приборы и механизмы, а для этого надо переходить в промежуточную область - и не <много>, и не <мало>. Все предпосылки для этого есть, оказывается, в этой области материалы проявляют уникальные свойства и предоставляют новые возможности.
Такие системы пробовали изучать и раньше. Сегодня прорыв в этом направлении обусловлен многими факторами, но, на мой взгляд, главную роль играет освоение подходящих инструментов для работы в этой области - в первую очередь источников синхротронного излучения. Так что можно сказать: появилась потребность - появились инструменты. Или наоборот: появились инструменты - появилась потребность.
А сколько областей знания занимаются сейчас нанотехнологиями?
Считайте, все, кроме социальных и гуманитарных наук. Вся физика и химия. Как считают некоторые физики: все, что происходит в природе - это физика. Вся материя состоит из атомов. Это потом уже начинается физика твердого тела, физика поверхности, физики плазмы и т.д. На самом деле все пересекается, но главный пункт, на мой взгляд, в определении нанопроцессов - это то, когда характерные размеры процессов не являются бесконечно большими и не являются минимальными на уровне одного атома, т.е. когда мы изучаем процессы, происходящие на уровне множества атомов.
Мы, например, состоим из молекул, значит, интересно посмотреть, что с нами происходит на наноуровне. Поэтому в нанотехнологиях заинтересованы биология и генетика, вся медицина. Если мы попытаемся очертить спектр, то в любой области, где изучаете процессы, происходящие на наноразмерах, вы столкнетесь с необходимостью развития нанотехнологий. Так что главное свойство изучения нанотехнологий - это мультидисциплинарность. А самые интересные вещи сейчас в науке появляются на стыке областей.
Кафедры, изучающие свойства наночастиц, организованы уже во многих вузах. А в Физтехе решили создать отдельный факультет?
Главной задачей вузов все-таки является обучение. Мы в первую очередь учим учиться. Это кредо Физтеха мы выдерживаем очень четко. Мы выпускаем людей, которые способны разобраться в любой проблеме. Если человек подготовлен как хороший физик, то он сможет работать в нанотехнологиях. Да, ему потребуются знания в разных областях. Поэтому надо готовить широкого физика с кругозором. Что мы и пытаемся делать. Факультет создан на базе Курчатовского института, который ведет практически все направления физических исследований. Поэтому крайне важная для нанотехнологий междисциплинарность присутствует изначально. Существуют планы и дговоренности по расширению интеграции различных областей исследований и предметов обучения. Очень интересная область, например, - все, что связано с биологией.
Как возник факультет нанотехнологий?
Его административная история такова. Курчатовский институт всегда занимался подготовкой кадров в самых разных формах. Прежде всего, это выражалось в личном участии ученых-курчатовцев, которые читали в разных вузах лекции. Кроме того, в Курчатовском институте давно существовали базовые кафедры, и не только физтеховские. Таким образом, естественные связи сложились уже давно. В середине 1990-х, когда у нас в стране ситуация в вузах была довольно тяжелая, Курчатовский институт принял решение образовать у себя отдельный небольшой институт на имеющейся преподавательской базе. С тех пор прошло десять лет, и картина изменилась. Высшее образование стало подниматься, и стало ясно, что маленькие структуры отживают свое. Мы поняли, что будет лучше встроиться в какой-то налаженный процесс. Мы провели переговоры с МФТИ и совместно решили сделать на базе нашего небольшого института факультет нанотехнологий и информатики. После некоторых размышлений оказалось, что имеет смысл назвать именно так, поскольку одновременно стало ясно, что Курчатовский институт становится Национальной лабораторией по нанотехнологиям. Значит, надо самим готовить кадры. Создание факультета - это отчасти фиксация фактора широты образования, которое уже было достигнуто, с другой стороны, - указание перспективы.
Чему конкретно вы учите на факультете?
Многому. Есть люди, которые работают в реакторном отделении. Есть студенты, работающие с твердым телом. Есть направление физики плазмы. Плюс информатика с сетями, разработки по GRID. Пока у нас шестнадцать студентов, но на следующий год будет уже тридцать человек.
Вы хотите всех выпускников по окончании учебы оставить у себя?
До сих пор мы большую часть оставляли у себя. Я думаю, так будет продолжаться и дальше, так как наши кадровые потребности ежегодно растут.
Почему именно вы согласились возглавить этот факультет?
Поручили - делаю. Дело хорошее и интересное. Я ведь стал заниматься информатикой уже после того, как защитил докторскую диссертацию по теоретической физике. И в этом смысле я понимаю коллег-ученых и из той, и из другой области, понимаю, как строить между ними <мосты>.
Каковы ваши первые практические задачи как декана?
Думаю, здесь я не оригинален: кадры. Нам нужны хорошие студенты. Когда я сам поступал в МИФИ, конкурс был 8 человек на место. А сейчас идет бешеная конкуренция за умных детей.
А какой вы бы хотели конкурс у себя на факультете? Такой же, как в вашей юности?
Всегда хочется больше. Если бы у нас был конкурс 8 человек на место, я бы стремился повысить его до 15.
Но физтеховцы учатся не в Москве, а в Долгопрудном...
Нет, студенты нашего факультета учатся в Москве, в районе нашего института.
А профильные школы? Чтобы привлекать детей, важно привлечь прежде всего родителей.
Этим мы тоже занимаемся. У нас есть (www.polit.ru/culture/2006/12/20/galitsky.html) средняя школа им. Курчатова. Мы с ними вплотную работаем.
Чем соблазнять будете?
Помните, у Емельяна Пугачева были <прелестные письма>? Вот так и мы прельщаем родителей и детей различными доводами и аргументами. Пытаемся объяснить, что дети будут обучаться там, где будет передовой край исследований. Очевидно, что отрасль нанотехнологий и информатики сейчас будет активно развиваться. Это значит, что будет интересная, хорошо оплачиваемая работа.
Как будет реализовываться принцип базовых кафедр Физтеха применительно к нанотехнологиям? Будут ли ребята заниматься живыми нанотехнологическими исследованиями и где?
Обязательно будут. Как и положено - с 3-го курса у нас в институте.
Когда у вас экзамены?
Когда и в Физтехе, мы не отличаемся.
Как быстро результаты научных исследований доводятся до уровня технологий? Сейчас довольно прагматичные дети. Они ведь захотят увидеть практический результат своей деятельности прямо в индустрии.
Полноценной, развернутой наноиндустрии еще нет. Вот они как раз и будут ее делать. Это и есть их перспектива. Замечательно то, что многие, вновь открытые свойства наночастиц находят практическое применение. Это самое живое дело: пересечение областей и дисциплин. Мы, таким образом, организуем детям погружение в самую интересную и живую область, где все вдобавок еще и опутано сетями и компьютерами.
Но вообще, если у cтудента толковая голова, он у нас всегда может найти для себя что-то интересное. Кто хочет заниматься наукой, у того будут все возможности для этого. А наши выпускники со специализацией по информатике работают в ведущих телекоммуникационных и информационных фирмах. Мы ведь в России фактически головная организация по GRID. Мы и кафедру информатики открыли по простой причине: учишь-учишь его, а он потом уходит. Как удержать? К сожалению, рабство отменили (смеется), вот пришлось организовать процесс непрерывной подготовки специалистов для работы. Наши выпускники приходят в промышленность, имея очень широкий диапазон знаний и навыков.
А в целом нашим ребятам повезло в том смысле, что им выпало учиться в
такой момент, когда и время, и обстоятельства дают возможность решать
большие задачи.