«Круглый стол» по-научному

      Возникновение у человечества представления о том, что все вещества состоят из мельчайших частичек – атомов, повлекло за собой множество новых вопросов, которыми исследователи занимаются до сих пор. С самого начала было понятно, что состав вещества, его структура и свойства взаимосвязаны. Решить эту проблему в общем случае не удалось до сих пор, однако исследования в этой области привели к грандиозным достижениям и открытиям во многих областях естественных наук. Нынешний год знаменателен для исследований, связанных со строением вещества. Сто десять лет назад были открыты рентгеновские лучи.
      Корреспондент газеты «Дальневосточный ученый» побывала в гостях в Институте химии ДВО РАН и провела беседу «за круглым столом» с руководителями лабораторий, входящих в состав отдела строения вещества, который возглавляет Председатель ДВО РАН, директор института академик РАН В.И. Сергиенко. Отдел состоит из трех лабораторий: лаборатория рентгеноструктурного анализа, заведующий кандидат химических наук Андрей Владимирович ГЕРАСИМЕНКО, лаборатория химической радиоскопии, заведующий доктор химических наук Валерий Яковлевич КАВУН и лаборатория электронного строения и квантово-химического моделирования, заведующий доктор физико-математических наук, Александр Иванович ЧЕРЕДНИЧЕНКО.

      А. Куликова: Расскажите об основных направлениях деятельности и инструментальном обеспечении исследований.

      А. Герасименко: Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах позволяет получать сведения об идеальном и реальном атомном строении кристаллических материалов. Особенно информативны структурные исследования монокристаллов, которые дают возможность не только фиксировать положения атомов в кристалле с точностью до тысячных долей ангстрема, но и надежно определять параметры теплового движения атомов с учетом анизотропии и ангармонизма и характер межатомных связей в анализируемом соединении.
Лаборатория рентгеноструктурного анализа основана в 1971 году по инициативе первого директора и основателя Института химии – члена-корреспондента АН СССР Ю.В.Гагаринского.
      В настоящее время лаборатория оснащена первоклассными рентгеновскими дифрактометрами фирмы BRUKER, что позволяет исследовать атомные структуры монокристаллов неорганического, органического и биоорганического происхождения; проводить рентгенографические исследования поликристаллических, аморфных веществ и тонких пленок.
      В. Кавун: Мы исследуем взаимосвязи между составом, строением, движением ионов в кристаллических и аморфных неорганических фторидах, выявляем факторы, обеспечивающие высокую ионную проводимость в твердом теле. Эти работы постоянно поддерживаются грантами РФФИ. Например, в этом году мы получили грант: «Транспортные свойства, строение и суперионная проводимость в новых комплексных фторидах олова, свинца, циркония и сурьмы и композитных материалах на их основе». Этот грант мы выполняем вместе с лабораторией рентгеноструктурного анализа. Основные результаты исследований последних лет изложены в монографии В.Я. Кавуна и В.И. Сергиенко «Диффузионная подвижность и ионный транспорт в кристаллических и аморфных фторидах элементов IV группы и сурьмы(III)».
      А. Чередниченко: Формирование нашей лаборатории началось сравнительно недавно, и основные планы на ближайшие годы связаны с укомплектованием ее оборудованием, формированием кадрового состава, плана научных исследований. Основные направления работы связаны с обслуживанием аналитических потребностей синтетических и технологических исследований института. Это традиционное применение возможностей методов инфракрасной колебательной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Помимо рутинных аналитических работ, мы проводим исследования по развитию методической базы, привлечению современных теоретических методов интерпретации экспериментальных данных.
      Приборная база лаборатории позволяет проводить исследования на самом высоком научном уровне. Запущен и успешно работает спектрометр комбинационного рассеяния фирмы BRUKER. В стадии ожидания наладки сверхвысоковакуумная установка для исследования поверхности комплексом методов: Рентгеноэлектронной спектроскопии, Оже – электронной спектроскопии и Фотоэлектронной спектроскопии.

      А. Куликова: Какие исследования Вы считаете самыми перспективными? Что, по Вашему мнению, из уже сделанного наиболее значимо?

      В. Кавун: Наиболее значимые работы, кстати, отмеченные Президиумом РАН среди важнейших достижений в 2003 году, посвящены исследованию ионной подвижности, фазовых переходов и ионного транспорта в комплексных фторидах и получению соединений с высокой суперионной проводимостью. Впервые на основе данных современных методов ЯМР спектроскопии и квантово-химических расчетов установлен структурный механизм внутренней разупорядоченности анионов в гексафторокомплексах и показано, что наблюдаемая в ряде случаев высокая симметрия октаэдрических группировок является результатом динамического усреднения и ориентационной диффузии. Предложенная модель изменила представление о состоянии октаэдрических ионов как жесткой структурной единицы.
      А. Герасименко: В течение последних лет, совместно с лабораториями синтетического профиля и лабораторией химической радиоспектроскопии, мы исследуем строение и ионную проводимость в комплексных фторидах элементов III-VI групп. К настоящему времени изучен большой ряд новых соединений, установлены основные закономерности их строения и определены кристаллохимические факторы, влияющие на характер внутренних движений и фазовые переходы. Только за последние два года по этой теме молодыми учеными лаборатории были защищены 2 кандидатские диссертации.
      Мы установили новые универсальные корреляции между температурой перехода в сверхпроводящее состояние и соотношением кристаллохимических параметров в слоистых сверхпроводниках: высокотемпературных сверхпроводящих купратах, диборидах и борокарбидах. На их основе мы впервые показали, что для возникновения сверхпроводимости не достаточно обеспечить необходимую концентрацию и подвижность носителей заряда в веществе, дополнительно к этому нужно создать каналы для потока носителей заряда, сжатие потока носителей и его фокусировку к направлению распространения. Мы разработали принципиально новую кристаллохимическую концепцию устройства и функционирования слоистых сверхпроводников, которая может быть использована для поиска и моделирования на ее основе новых сверхпроводящих материалов.
      Нами исследована и описана кристаллохимия соединений сурьмы, показана стереохимическая роль неподеленной пары в формировании структур неполновалентных постпереходных элементов, а также определена связь степени стереохимической активности неподеленной пары электронов с переходом полупроводник-металл в гомологических рядах непереходных элементов и двойных соединений на их основе.
На основании рассмотрения роли релятивистских эффектов и выполнения теоремы вириала нам удалось установить причины появления у ртути, в отличие от ее более легких гомологов цинка и кадмия, способности к образованию многоатомных катионов и объяснить варьирования их размера, геометрической формы и расстояний ртуть-ртуть.
      Исследования связи состава и структуры соединений, полученных методом микроплазменного синтеза на поверхности алюминия, титана, ниобия и циркония, с составом электролита и режимами проведения процесса стали весомым вкладом в работы института по созданию сенсорных датчиков и защитных покрытий на металлах.
      А. Чередниченко: Для нас наиболее перспективными являются те исследования, где удается на основе корреляции спектральных характеристик со свойствами разработать модельные представления, позволяющие прогнозировать свойства химических соединений и материалов на их основе.
      Еще одно направление работы, которое признавалось перспективным во все времена, – определение экспериментальных фундаментальных характеристик для новых соединений.
С точки зрения значимости выполненных работ, наверное, следует отметить данные по рентгеновским эмиссионным спектрам хелатных комплексов, опубликованные в монографии.

      А. Куликова: Кто сейчас работает в науке? Как описать портрет среднестатистического научного сотрудника.

      В. Кавун: К сожалению, среднестатистический успешно работающий научный сотрудник – человек, которому за пятьдесят. Но демографическая ситуация в науке стала улучшаться. Еще лет пять-шесть тому назад в институт за год приходил один-два аспиранта, а сейчас только в нашей лаборатории в последние два-три года появилось двое молодых сотрудников. Костяк института сформировался из молодежи в начале семидесятых, а теперь все мы здесь состарились. Да, проблема смены поколений стоит очень остро. Если в ближайшие годы не сумеем привлечь в науку перспективную молодежь, то через некоторое время даже разговоры о реформировании науки некому будет вести.
      В последнее время много говорят об эффективности научной деятельности. Добиться высокой эффективности в науке можно только вкладывая и в оборудование, и в персонал. У нас хорошее приборное оснащение. За ЯМР спектрометр заплачены сотни тысяч долларов, и он стоит этих денег. А вот заработная плата – это смех сквозь слезы. Приходят молодые активные ребята, но когда узнают, что мы можем предложить три – четыре тысячи рублей – уходят в недоумении. Конечно, мы стараемся работать эффективно, каждый год побеждаем в конкурсах грантов, пускаем часть этих денег на заработную плату. Но так проблему не решить.
      Гранты – это тема целого отдельного разговора. Например, я не понимаю, почему финансирование гранта не предусматривает покрытие всех расходов на его выполнение, почему жестко регламентируется доля средств, которая может пойти на оплату труда и так далее.
      А. Чередниченко: В нашей лаборатории представлены специалисты всех уровней квалификации и возрастов от молодого специалиста, до профессионала предпенсионного возраста. Из десяти человек половина – штатные сотрудники и половина – совместители. Не только у нас, но и в других лабораториях наряду с учеными, занятыми только наукой, есть сотрудники, которые посвящают научным исследованиям только часть своего рабочего времени.

      А. Куликова: Есть ли в лабораториях, входящих в состав отдела строения вещества, молодые специалисты, студенты дипломники?

      В. Кавун: Сейчас у нас в коллективе отличная молодежь. Вот Арсений Слободюк, на котором держится новейший ЯМР спектрометр высокого разрешения. Таких приборов в России не больше пяти. Пока квалификация Арсения не столь высока как у ветеранов, но я не сомневаюсь, что из него вырастет классный специалист. Недавно у нас защитил кандидатскую диссертацию Иван Ткаченко. Ему всего двадцать шесть лет. Завершает магистерскую работу Съемщиков Вячеслав. За такими ребятами, я надеюсь, будущее нашей лаборатории.

      А. Куликова: Поддерживаете ли связи с университетами? В чем это сотрудничество проявляется? Может быть, это лекции ведущих сотрудников, организация кафедры, совместной лаборатории…

      А. Чередниченко: Студенты кафедры физики атомов и молекул физического факультета ДВГУ регулярно проходят производственную практику в нашей лаборатории. Два месяца назад в диссертационном совете института прошла защита кандидатской диссертации Емелиной Татьяны – сотрудницы нашей лаборатории и аспирантки ДВГУ. Она, как и некоторые другие сотрудники, совмещает исследовательскую работу в Институте с преподавательской деятельностью в ДВГУ. Фундамент крепких связей с ДВГУ основан на общности научных интересов и, пока еще не формализованном, но реально работающем учебно-научно-производственном комплексе, в который вовлечены преподаватели и студенты кафедры Физики атомов и молекул Института Физики и Информационных технологий ДВГУ и сотрудники лаборатории.

      А. Куликова: Как Ваша исследовательская деятельность интегрирована в мировую науку? Есть ли связи с зарубежными научными центрами, и в чем они заключаются?

      В. Кавун: Мы работаем на хорошем уровне, поэтому получаем много запросов по электронной почте на оттиски наших публикаций из США, Германии, Франции, Японии, других стран.
      Сейчас прорабатываем возможность стажировки нашего молодого сотрудника Ивана Ткаченко в одном из ведущих центров ЯМР – спектроскопии.
      Что касается прикладных исследований, то наибольший интерес к нашим разработкам проявили китайские специалисты. Они заинтересованы в производстве по разработанной нами технологии пероксоборатов, используемых в качестве отбеливающих агентов или в составе моющих средств.
      А. Герасименко: Лаборатория публикует в год 25-30 работ в рецензируемых отечественных и международных научных журналах. Многие исследования поддержаны грантами РФФИ и ДВО РАН. Практически все исследования Института химии ДВО РАН, связанные с синтезом и изучением новых соединений или процессов базируются на данных о структуре или фазовом составе, которые получают сотрудники лаборатории. Только за последние пять лет установлено атомное строение сотен веществ, от неорганических до биологически активных кристаллов. Кроме того, за год, как правило, выполняется до 2500 исследований фазового состава синтезированных соединений. Наши специалисты выполняют большой объем работ, а об их востребованности говорят факты.
      Не так давно в США вышла монография по высокотемпературной сверхпроводимости. Наша коллега кандидат химических наук Л.М. Волкова одна из соавторов. В апреле уехал в Гренобль в Европейский центр синхротронных исследований кандидат химических наук Дмитрий Попов. Два года он будет работать там по контракту. Вернется ли он на здешнюю нищенскую зарплату или закрепится в благополучной Европе, станет ясно через два года.       Ну а нам уже сейчас ясно, что специалист, которого растили не один год, ушел, и оголился участок исследований. Так что нам эта интеграция в мировую науку боком выходит.
      А. Чередниченко: Об интеграции лаборатории в мировую науку говорить еще рано, но в международных конференциях мы участвуем активно. К примеру, сотрудник нашей лаборатории доктор физико-математических наук О.Л. Щека выступил с докладом на Симпозиуме в Циндао (КНР), в работе которого принимали участие четыре нобелевских лауреата и советник премьер министра Великобритании по науке.

      А. Куликова: Участвуете ли Вы в совместных проектах с другими институтами РАН?

      В. Кавун: Мы активно сотрудничаем с региональными отделениями РАН. С Институтом химии твердого тела Уральского Отделения РАН мы выполняем совместный грант по поиску протонных проводников. Давно и очень тесно сотрудничаем с некоторыми Институтами Сибирского Отделения РАН. Мы «находим» вещество, обладающее высокой ионной подвижностью, а в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН доктор химических наук Н.Ф. Уваров проводит детальные измерения проводимости представленных нами образцов. Особенно крепкие, дружеские отношения у нас с докторами физико-математических наук, лауреатами Государственной премии С.П. Габудой и Н.К. Морозом из Института неорганической химии. У них нет таких современных спектрометров, но более сильных теоретиков в нашей области трудно найти. Помощь, оказываемую нам этими специалистами, невозможно переоценить.
      А. Герасименко: В 2000 году на базе нашей лаборатории создан Дальневосточный Центр структурных исследований, в обязанности которого входит обеспечение структурными исследованиями всех академических институтов Дальневосточного региона. Постоянными пользователя центра являются такие организации как ТИБОХ, ДВГИ, Амурский КНИИ, Дальневосточная таможенная лаборатория и ряд вузов Дальнего Востока.

      А. Куликова: Какие исследования планируете на ближайшие несколько лет?

      В. Кавун: С получением нового ЯМР спектрометра мы расширили область возможных исследований. Теперь мы сможем более точно определять состав исследуемых веществ, особенности динамики ионных движений, структуры. Причем, в отличие от рентгеноструктурного анализа, метод позволяет работать с веществом в неупорядоченном жидком и стеклообразном состоянии. Главным направлением исследований на последующие годы будет синтез и комплексное изучение фторидных соединений с целью получения новых композитных материалов, обладающих высокой ионной проводимостью. Основной метод исследования  многоядерная спектроскопия ЯМР в растворах и твердом теле. У нас в грантах заложены расходы для оплаты научных командировок, поэтому планируем активно поработать на конференциях, в том числе международных, чтобы показать свои возможности и лучше познакомиться с новейшими тенденциями развития исследований в нашей области.
      А. Герасименко: Мы проводим очень интересные исследования по созданию нового метода для расчета знака и относительной силы магнитных взаимодействий в низкоразмерных системах на основе структурных данных. Уже получены хорошие результаты. Этот метод позволит оценить магнитные взаимодействия не только внутри низкоразмерных фрагментов, но и между ними, а также предсказать возможность возникновения магнитных фазовых переходов и аномалий магнитных взаимодействий.
      До последнего времени считалось, что структурный анализ мало что может дать при изучении фазовых переходов второго рода, когда положения атомов в структуре в первом приближении остаются без изменений. Подобное явление наблюдается в ряде соединений, обладающих термохромными свойствами. Последние наши работы показали, что хотя изменение геометрии структуры не происходит, переходам в новое термохромное состояние отвечают закономерные изменения в поведении тепловых движений атомов в зависимости от температуры. Такой подход открывает новые возможности в исследовании свойств материалов. Мы поставим работы по определению деформационной электронной плотности, будем определять структуры по порошковым рентгендифракционным данным для объектов, которые нельзя получить в виде монокристаллов.
      А. Чередниченко: Мы планируем расширить круг исследуемых объектов с помощью нового оборудования и уникальных методик исследований. Речь идет об исследовании химического состояния атомов и явлений на поверхности твердого тела.

      А. Куликова: Расскажите о работах, выполняемых по договорам со сторонними организациями, инновационной деятельности.

      В. Кавун: Мы синтезировали новые экологически чистые высокоэффективные пероксоборатные окислители – отбеливатели. Ведет эти работы кандидат химических наук О.В. Бровкина. Самый большой интерес к нашим разработкам проявили китайские специалисты. В течение ряда лет мы проводили совместные испытания отбеливающих свойств этих средств с Харбинским институтом технической физики (КНР) как в лабораторных условиях, так и на китайских фабриках в Шанхае и Харбине. Эффективность отбелки различных тканей (хлопок, полотно, лен, шелк) и нитей тутового шелкопряда при использовании нашего отбеливающего агента значительно выше, чем у препаратов, применяемых для этих целей китайским специалистами. Китайская сторона заинтересована в дальнейшем сотрудничестве с нашей лабораторий и рассматривает возможность покупки патента по синтезу отбеливающего агента или инвестировать работы по его производству в России.
      В Санкт-Петербурге, Кирово-Чепецке проявляют интерес к синтезированным нами соединениям с высокой ионной (суперионной) проводимостью.
      Мы будем востребованы в связи с покупкой ЯМР – томографа Больницей с поликлиникой ДВО РАН. Мы хорошие специалисты в своей области и готовы оказать как техническую помощь в освоении работы на томографе, так и курировать диагностические работы. Прибор, который стоит полтора миллиона долларов, должен работать с максимальной отдачей.
      А. Чередниченко: В лаборатории выполнялись аналитические работы со сторонними организациями. Группой инфракрасной спектроскопии были проведены анализы проб воды на содержание нефтепродуктов. И хотя работы подобного рода ранее в лаборатории не выполнялись, удалось достаточно быстро преодолеть технические и методические проблемы и выполнить анализы с высокой точностью и качеством.

      А. Куликова: Что Вы думаете о реформировании РАН? Какие изменения ожидаете для своего коллектива?

      В. Кавун: Думаю и надеюсь, что реформирование РАН, в его наиболее неприятном проявлении – сокращении штатов – нас не коснется. Очень остро сейчас стоит вопрос оплаты труда ученых и особенно это касается молодых специалистов. Государство вкладывает сотни тысяч долларов в покупку новейшего научного оборудования, но не находит дополнительных средств для увеличения зарплаты научного сотрудника, который обслуживает это оборудование и получает четыре – шесть тысяч рублей.
      А. Герасименко: Мы используем свое оборудование круглосуточно. Количество расшифрованных нами структур таково, что иногда не хватает времени и сил детально изучить их особенности. Нужно брать молодежь, учить их лет пять, чтобы стали настоящими профессионалами, да не идут они на наши зарплаты. Ох уж эти реформы, ох уж эти реформаторы! Сколько мы их видели за последние годы. Дураками ведь их не назовешь. «Хотят как лучше», а на практике ведут науку к развалу. Наука может развиваться, если будет возрождаться промышленность. Если у страны в приоритетах построить трубу пошире и нефти в нее закачать побольше, то о каком развитии науки можно вести речь? Вот и остается зареформировать ее как следует.
      А. Чередниченко: В настоящее время социальный статус научного сотрудника в несколько раз ниже, чем в советское время. Если реформирование науки позволит вернуть уважительное отношение к ученому со стороны общества и обеспечит достойные условия для работы и жизни – такое реформирование можно только приветствовать. Даже если этот процесс будет болезненным, связанным с возможным сокращением численности. На нашем уровне мы не имеем никакой возможности влиять на эти процессы, мы можем только под них подстраиваться.
      Что-то подобное происходило в вузовской науке около десяти лет назад. Как такового сокращения не было, просто зарплаты стали «несовместимыми с прожиточным минимумом». Количество научных сотрудников, работающих в вузах, сократилось существенно. Но многие из тех, кто работал в научно-исследовательском секторе, продолжают работать в вузах. Они нашли применение своим знаниям в других, не научных сферах деятельности: дистанционном образовании, подготовке учебных пособий, преподавании.
      Мне все-таки хочется верить, что при проведении планируемой реорганизации, будут учтены интересы людей, работающих в РАН, и их материальное положение не ухудшится.
Нынешний кризис российской науки и образования, вызванный обнищанием страны, привёл к вынужденному массовому перемещению российских учёных за границу. Принято говорить об интеграции российской и мировой науки. Но эта интеграция больше похожа на эмиграцию российских ученых. К нам почти не едут.
     Кризис оказался «лакмусовой бумажкой», выявившей истинную ценность тех или иных исследований и уровень профессионализма российских учёных. Пока что по многим направлениям он соответствует лучшим мировым образцам. С другой стороны, нищета не позволяет нормально жить и работать научной интеллигенции, а, значит, пагубно отразится на будущем страны.
      Реформаторы из министерства образования и науки говорят о том, что «…ошибка видеть основную проблему науки и образования в недофинансировании – главная проблема на наш взгляд в ее неэффективности». На мой взгляд, неэффективность – прямое следствие недофинансирования!
      Одним из составляющих китайского «экономического чуда» явилось резкое увеличение вложений в университеты. Зарплата китайского профессора сейчас сопоставима с зарплатой руководителя среднего звена в промышленности, а не дворника, как у нас. Повышение зарплат в науке и образовании, а, следовательно, их престижности, вызвал естественный приток активной и талантливой молодёжи. Это, в свою очередь, повысило эффективность экономики в целом.

      27 мая 2005 года