Как постричь комара. Физик Сергей Таскаев - о настоящих нанотехнологиях

Челябинская область, 21 ноября - АиФ-Челябинск.

О холодильнике на магнитах, который разрабатывают в Челябинском госуниверситете, многие слышали. А как насчёт инструмента для постройки нанороботов и плаща-невидимки? Об этих предметах, один из которых уже существует, а появление другого не за горами, и о многих других любопытных вещах нам рассказал декан физического факультета ЧелГУ Сергей ТАСКАЕВ.

Чудо-лента 

- Недавно факультет получил золотую медаль московской сельскохозяйственной выставки «Золотая осень». За что? 

- За технологию магнитной сепарации, которая отпочковалась от проекта охлаждающего устройства на магнитокалорическом эффекте. К нам обратился хлебокомбинат имени Григоровича. Нам принесли пакетик примесей, которые содержатся в зерне, и попросили придумать, как их извлечь, потому что обычными способами не получается. Мы эти примеси исследовали, выяснили, что это руда и она магнитится, но очень слабо. Для её притягивания нужен был мощный магнит с высоким градиентом поля, и мы его создали. Пик индукции у него в три раза выше, чем у тех, что обычно используются на КХП и элеваторах. Думаю, это пока лучшее предложение на рынке.

 Вообще, физический факультет ЧелГУ разрабатывает лучшие магнитные системы в России по соотношению цены и качества. 

- Проект магнитного холодильника стал участником «Сколково». Это как-то помогло в работе над ним?

 - Дело идёт медленно. Сейчас мы заканчиваем сборку очередного прототипа. Он нам нужен для тестирования триметаллической ленты... Вы вообще знаете, как устроено магнитное охлаждение?

 - Не знаю.

- У некоторых материалов в магнитном поле изменяется температура, чаще всего незначительно. Этот эффект открыли ещё в XIX веке, но активно интересоваться стали им после 1997 года, когда в Америке получили сплав, дающий заметный эффект при комнатных температурах. Металл нагревался под действием магнита, а при отведении тепла и отключении поля его температура падала пропорционально нагреву.

 ЧелГУ подключился к исследованиям в 2005 году. Я и профессор Василий Бучельников представляем Россию в рабочей группе Международного института охлаждения (Франция). И вот мы совместно с коллегами из ЮУрГУ получили уникальный композитный материал - триметаллическую ленту толщиной всего 35 микрометров, в середине которой слой редкоземельного металла гадолиния, а снаружи тончайшее медное покрытие. Никто в мире ничего подобного не делает. Прототип холодильника на основе этой ленты должен обладать высокими показателями эффективности.

 И вот какая интересная проблема: для создания установки требуются некоторые нестандартные детали, но мы не можем найти производителя в пределах области. То есть могут сделать хоть завтра, но по цене квартиры. А если за разумную цену, то «когда-нибудь». Приходится искать партнёров в Москве.

 Участие в «Сколково» с точки зрения финансов пока ничего не даёт. Стать резидентом проекта - одно, а получить из него средства - совсем другое. Это достаточно трудно сделать. Так что работаем на собственные деньги, отчасти на гранты, но они незначительны. Гранты в основном выделяются на фундаментальные изыскания. Венчурное же финансирование в России пока не работает.

 Плащ-невидимка

 - Что ещё интересного у вас происходит? 

- Много чего! Важное место отводится исследованиям в области медицинской физики. Совместно с ЧГМА и Снежинским ядерным центром создаём новые методики лечения с помощью лазеров. Внедряем на базе 1-й городской больницы. Есть направление по созданию метаматериалов с интересными эффектами поглощения электромагнитного излучения. Используя их, можно, например, сшить плащ-невидимку.

 - Серьёзно?

 - Свет - это видимое электромагнитное излучение. Если удастся скомбинировать несколько материалов, определённым образом преломляющих свет в различных диапазонах длин волн, то почему нет?

 Идея очень интересная. Представьте, что мы внесём метаматериалы в гипсокартон или обои: они смогут защитить находящихся в помещении людей от внешнего электромагнитного поля, в том числе от радиации.

 - В этих разработках заняты только научные сотрудники или студенты тоже?

 - И студенты, и аспиранты. Недавно мы совершенно случайно сделали открытие. При интенсивной пластической обработке в некоторых металлах возникает магнитная анизотропия на уровне лучших иттриевых и самариевых магнитов. Возможно, это не общее явление, но всё равно оно сулит настоящий прорыв - изготовление магнитов без использования очень дорогих редкоземельных металлов, мировым монополистом в производстве которых является Китай. Цена магнитов может упасть в 10-15 раз. А они широко сейчас используются. Скажем, в гибридном автомобиле «Тойота Приус» 300 кг магнитов. 

Пинцет для робота 

- Среди специальностей, по которым готовит студентов физфак, значится «наноинженерия». Вам не кажется, что доверие к словам с приставкой «нано» изрядно подорвано? Как-то я видел сюжет о производстве кварцевого концентрата в Кыштыме, - тоже нанотехнология! 

- Я не знаком с этим производством, но, раз его сумели так преподнести, могу только порадоваться. Было бы ещё лучше, если бы мы что-то делали из кварца. Пока это тот же сырьевой бизнес, насколько я понимаю. 

Что касается нанотехнологий на нашем факультете, то мы придумали инструмент, необходимый для работы с микро- и наночастицами, - нанопинцет. Он незаменим при конструировании нанороботов, манипуляциях с углеродными трубками и т. д. В одном из экспериментов, проведённых нами с этим пинцетом для представителей Роснано, мы срезали волосок с брюшка комара (страшно волосатый зверь под микроскопом!) и припаяли его потоком ионов к металлической основе. То есть соединили живую ткань с неорганическим веществом. 

Создание устройства стало реальным только благодаря поддержке губернатора Челябинской области. Он единственный человек, который нам как-то помогает. Был  тут и Анатолий Чубайс, видел нашу работу, всё ему вроде понравилось, но ничего за этим не последовало. Видимо, Роснано решает какие-то другие задачи, не связанные с поддержкой исследований в области нанотехнологий. 

- Правда ли, что современная молодёжь не хочет заниматься наукой? 

- Не скажу, что интерес высок, но те ребята, которые выбирают науку, правильно делают. Что касается группы исследования магнитных явлений, то там вполне прилично зарабатывают. Предмет особой гордости: ни один выпускник физфака не остаётся без работы, а в последнее время повышается и число тех, кто устраивается по специальности. Люди в науке есть, есть идеи, но государство пока не создало систему, помогающую идеям реализоваться. 

Смотрите также:

• Надежда Рассказова: «Наука не должна иметь ничего общего с политикой» →
• Думать будет некому. Почему государство плохо стимулирует ученых? →
• Грани таланта (29.09.2009) →