«Для нас ″импортозамещение″ — это не приевшееся слово, а работа». Интервью с членом-корреспондентом РАН Алексеем Лукашиным

Чему учат на факультете наук о материалах? Почему его считают самым первым междисциплинарным факультетом? Какие именно материалы там изучают и создают? Почему сегодня это особенно важно? Об этом рассказывает член-корреспондент РАН Алексей Викторович Лукашин, и.о. декана факультета наук о материалах МГУ им. М.В. Ломоносова.

— Ваш факультет, основанный 34 года назад, стал пионером в области междисциплинарного образования. Почему вы, серебряный медалист из Брянска, когда-то приняли решение поступать не просто в МГУ, а именно на факультет наук о материалах?

— Я иногда сам задумываюсь, как это произошло. В те времена, конечно, было гораздо сложнее, чем сейчас, не было интернета, получить информацию было трудно. Но и тогда существовали журналы. В одном из выпусков журнала «Химия и жизнь» опубликовали небольшую статью, посвященную вновь созданному в 1991 г. факультету, в которой рассказывалось о тех принципах, которые Юрий Дмитриевич Третьяков пытался заложить на стадии основания. Мне очень понравились те мысли, которые были изложены: что факультет междисциплинарный, что на равных изучаются химия, физика, математика и механика. Тогда мне было сложно сделать выбор — что больше нравится, химия или физика, а может быть математика.

— Академик Ю.Д. Третьяков, который создал факультет, — знаковая фигура для всех студентов, аспирантов и сотрудников. Каким он был человеком, ученым?

— По счастливой случайности я попал к нему в лабораторию на первом курсе. Надо сказать, что у нас система распределения по лабораториям довольно интересная: человек, попадая на первый курс, практически сразу должен найти себе место в какой-то научной лаборатории. Научная работа начинается с первого курса. Юрий Дмитриевич с каждым проводил собеседование, спрашивал об интересах, оценивал. Мне было предложено работать в его лаборатории. Он был человек непростого характера, но при этом очень целеустремленный, можно сказать, междисциплинарный, потому что в лаборатории было много направлений и можно было выбрать, чем хотелось бы заниматься. Я по праву считаю его своим учителем, потому что он очень многое дал и в жизни, и в науке, показал, что наукой нужно заниматься, отдавая себя целиком.

— Вы доктор химических наук. Означает ли это, что вы определились и стали химиком, или по-прежнему считаете себя междисциплинарным ученым?

— У нас в России нет междисциплинарных специальностей. «Доктор всех наук» — такого не бывает. Поэтому очень многие люди, работающие на стыке наук, немного ближе к чему-то определенному. Научные специальности ВАК так устроены, что нужно делать выбор. Я больше химик, чем физик или математик. Но те работы, которыми я занимался, всегда имели междисциплинарный характер. Вначале были наноматериалы, наносистемы, частицы металлов в слоистых двойных гидроксидах. Потом — мембранные материалы. Это все невозможно синтезировать и исследовать, не зная физики и механики, это то, чему меня научили на факультете наук о материалах. Поэтому междисциплинарность присутствует и на факультете, и в наших научных работах.

— Поговорим о сегодняшней жизни факультета: чем он живет и дышит, чем занимаются студенты?

— Мы стараемся сохранить традиции факультета, которые заложил Юрий Дмитриевич на стадии его основания. Как я уже сказал, первое — это научная студенческая работа, начиная с первого курса. Это ежесеместровые научные конференции, когда в конце каждого семестра после экзаменов у нас проходит еще научная сессия, где студенты докладывают о своей научной работе.

— После обычной сессии они еще сдают научную сессию? А когда же отдыхать?

— Им это нравится. Я сам жил в этой системе и знаю, что научная работа — это одновременно и работа, и отдых душой. Следующий базовый принцип на факультете — это стажировки. Раньше это были заграничные стажировки, но сейчас в силу определенных обстоятельств мы сместили акцент на ведущие российские научные центры, институты РАН. Такие стажировки тоже очень много дают молодым людям для организации научной работы — посмотреть, как занимаются работой в других местах, познакомиться с другими научными подходами, это важно. Конечно, мы не лишены и другой активности: студенты с интересом занимаются спортом, факультет наук и материалов уже третий год подряд занимает первое место среди малых факультетов МГУ в спартакиаде. Проходят разные конкурсы, игры. Например, мы проводим брейн-ринг «Что? Где? Когда?», причем не только среди наших студентов, к нам присоединяются и другие факультеты. У нас есть такая традиция еще со времен Юрия Дмитриевича: в конце апреля факультет выезжает за город, где мы организуем спортивные игры. Все это позволяет чувствовать себя одним большим организмом. А о том, что это приносит свои плоды, говорит то, что многие студенты при защите бакалаврских и магистерских дипломов имеют большое количество научных статей, достаточное для защиты кандидатской диссертации. Мы занимаем лидирующие позиции среди других факультетов МГУ по числу публикаций, приходящихся на одного студента.

— Что собой представляет научная сессия? Наверняка вы присутствовали, слушали доклады — о чем говорят студенты?

— Это полноценная конференция, где каждый студент представляет десятиминутный доклад о той работе, которую он выполнял на протяжении прошедшего семестра. Это, например, работы по созданию новых мембранных материалов. Причем не абстрактных, а тех, которые реально востребованы сейчас в нашей промышленности ввиду недостатка зарубежных технологий.

— Что такое мембранные материалы? Для чего они нужны?

— Это могут быть полимерные или неорганические мембраны, тонкие пленки, например, которые обладают селективностью в отношении пропускания определенных газов или жидкостей. Наглядный пример — мембранные системы для разделения сопутствующих нефтяных газов. Все хорошо знают и видели картинки, где на нефтяных вышках горят факелы. Это сжигаются газы, сопутствующие нефти (они поэтому так и называются — сопутствующие). Почему они сжигаются, почему их нельзя использовать? Дело в том, что они загрязнены различными серосодержащими соединениями, имеют много примесей воды и тяжелых фракций. Если их закачать в трубу, то через некоторое время она забьется серой и тяжелыми фракциями и перестанет функционировать, газ невозможно будет перекачивать. Очистка такого газа, отделение легких фракций от тяжелых — большая проблема. Вместо того чтобы сжигать, мы можем сделать так, что легкие фракции будут потом использоваться для передачи потребителям в качестве природного газа. С другой стороны, у нас нефтяные вышки требуют энергию для функционирования. Если они находятся в отдаленных местах, дизельное топливо обычно приходится завозить вертолетами, несмотря на то что они добывают нефть, — казалось бы, бери и пользуйся. Мембранные технологии позволяют извлекать газ и преобразовывать тяжелые фракции в электроэнергию, которая затем питает нефтедобывающие объекты, заменяя факельное сжигание. Это простейший пример преимущества использования мембраны, но есть и множество других способов ее применения.

— Вы возглавляете факультет наук о материалах. Идет ли здесь речь о создании каких-то новых материалов?

— Безусловно, это наш приоритет! Здесь стоит сказать, с чего начинался факультет, почему материалы лежат в его основе. Дело в том, что материалы в СССР изучали и сейчас изучают в технических вузах. В первую очередь это конструкционные материалы. Это то, из чего строят здания, — строительные материалы, различные металлы и сплавы. Это материалы, из которых делают военную или космическую технику. В этом СССР был всегда силен. В 1961 г., когда СССР впервые осуществил пилотируемый запуск в космос, в США выяснили, что для того, чтобы догнать СССР, им не хватает специалистов-материаловедов. И тогда Джон Кеннеди запустил программу, позволяющую открывать новые на то время факультеты material science в университетах США. В основе этих факультетов лежала междисциплинарность, о которой мы говорим: изучение физики, химии, механики материалов. Стало понятно, что кроме традиционных конструкционных материалов необходимы еще функциональные материалы. Это в первую очередь полупроводниковые материалы для микроэлектроники — кремний и все, что с ним связано: арсенид галлия, германий и т.д. Это материалы для сенсоров, в том числе оптических, например для видеокамер, а также химические сенсоры. С появлением таких факультетов США вырвались вперед в области функциональных материалов, а в СССР не было таких направлений подготовки.

— Именно тогда было принято решение о создании факультета?

— Это случилось несколько позже. Когда в 1986 г. произошла Чернобыльская авария, академик Валерий Алексеевич Легасов, который входил в комиссию по устранению ее последствий, подготовил записку в правительство, где обращал внимание на то, что в СССР отсутствуют специалисты-материаловеды, способные справляться с различными вызовами в области новых материалов. Тогда были необходимы «жертвенные материалы», материалы для саркофага и т.д. Чуть позже появилась высокотемпературная сверхпроводимость. Юрий Дмитриевич занимался как раз высокотемпературными сверхпроводниками. Стало понятно, что химико-технологическое образование в технических вузах или химическое образование в классических университетах, которое обеспечивает советская школа, не позволяет работать с современными материалами. Для сверхпроводников нужны очень хорошие знания и физики, и химии. Вначале появилась специализированная группа № 12 на химическом факультете, которая готовила по направлению «материаловедение». Но со временем стало понятно, что учебный план химического факультета невозможно изменить таким образом, чтобы преподавать физику, математику и механику на таком же уровне, как и химию. Тогда по инициативе Ю.Д. Третьякова и при активной поддержке Виктора Антоновича Садовничего, который в то время был первым проректором МГУ, появилась идея создать факультет наук о материалах, который бы изучал не классические конструкционные материалы, как в технических вузах, а функциональные материалы. С тех пор факультет ими и занимается.

— Что это за материалы?

— Сейчас очень много различных классов таких материалов. Это материалы «специального назначения» — для микроэлектроники, сенсорных систем, мембран, солнечной энергетики, дисплеев, таких как OLED-технологии и светоизлучающие элементы. Это самые разнообразные материалы, которые нас окружают в повседневной жизни и не считаются конструкционными. Такими материалами и занимается факультет.

— Есть ли какие-то очень яркие, прорывные работы, которые вам хотелось бы отметить?

— Мы сейчас живем в непростое время. Нам очень сложно получать западные технологии. Когда ввели санкции против России, материалы, в частности мембраны, попали под санкции в первую очередь, потому что без них невозможны ни современная химическая, ни нефтеперерабатывающая промышленность. Конечно, мы откликнулись на призыв наших крупных компаний, которым необходимы эти материалы. Стали помогать, искать материалы, которые могли бы заменить те, которые они использовали прежде. Потом стали разрабатывать материалы, которые не только заменяют иностранные, но и превосходят их по своим характеристикам. Это то, что называется импортозамещением. Для нас это не просто приевшееся слово — это наша работа. По этому направлению мы работаем с «Норникелем», «Роснефтью», «Росатомом». Для студентов это очень хорошие учебные задания, потому что они видят, что такие материалы не просто синтезированы в лаборатории и положены на полку, а используются в реальных установках. Это мембранные установки, которые создаются при поддержке технологических компаний и потом проходят испытания. Нужно также отметить материалы для солнечной энергетики, светоизлучающие материалы для OLED-дисплеев, сенсорные материалы. Это материалы, которые крайне востребованы не просто с образовательной точки зрения как какие-то модельные объекты, но и потому что они находят практическое применение, и студентам это очень важно. Наверное, благодаря тому, что они имеют дело с реальными материалами, у нас подавляющее большинство студентов потом работают по специальности, чем мы гордимся, — в научных организациях, крупных компаниях, связанных с разработкой и технологиями материалов.

— Вы окончили МГУ в достаточно суровые времена. Случилась перестройка, был огромный отток молодых людей из науки. Наверное, и у вас был соблазн, поступали предложения пойти в коммерцию, уехать за рубеж, но вы остались в МГУ и с тех пор его не покидали. Почему?

— У нас больше половины курса уехало за границу. Очень мало людей уходило в коммерцию даже в то сложное время, потому что Юрий Дмитриевич смог привить любовь к науке. Уходили в западные университеты, но не в коммерцию. Это было хорошо. Плохо, что уезжали.

— Вам предлагали уехать?

— Конечно. Не раз. И до сих пор предлагают. Раньше это были западные страны, сейчас Китай. Такие предложения поступают регулярно. Я всегда к этому относился отрицательно, потому что понимал, что в нас здесь вложили силы, здесь наша альма-матер. Ни у меня, ни у жены не было желания уехать работать за границу. Да, было сложно, но желания такого не было.

Сейчас стараемся строить учебный процесс, чтобы показать, что наши выпускники востребованы в России, поэтому и привлекаем компании, которые могли бы быть потенциальными работодателями. Важно, чтобы выпускники видели, что они нужны в России, а не где-то за границей.

— Остается ли у вас время заниматься наукой или все съедает должность декана?

— Сейчас административная нагрузка очень сильно возросла. Времени, чтобы заниматься наукой, остается меньше, чем хотелось бы. Это иногда непозволительная роскошь. Тем не менее я эту «роскошь» себе стараюсь позволять. Наверное, вы уже догадались о моем интересе к мембранам. Это сейчас основное направление моей научной деятельности. Эту научную группу мы ведем вместе с Андреем Анатольевичем Елисеевым, это мой ученик и ученик Юрия Дмитриевича Третьякова, он на три года младше меня и тоже остался работать на факультете. Данное направление очень важно и с практической точки зрения, потому что, как я уже сказал, мембранные материалы одними из первых попали под санкции. Сейчас в России ситуация с мембранами достаточно острая и в отраслях промышленности, и в медицине, в бытовой сфере. Мы здесь занимаемся разработкой мембран для разделения нефтяных газов, для нефтепереработки, каталитически активных мембран, палладиевых мембран для очистки водорода, мембран для очистки воды. Еще меня как ученого интересуют нанокомпозиты на основе различных пористых структур. Мы их получаем, внедряя те или иные соединения в пористую основу, проводя там химическую модификацию, получая частицы непосредственно в порах, и при этом пористая матрица изолирует наночастицы друг от друга, предотвращая их агрегацию. Они не слипаются, остаются в наносостоянии, защищенные от внешних воздействий. Это могут быть магнитные частицы, например, для устройств записи информации. Это могут быть полупроводниковые наночастицы в пористых матрицах, например, для фоточувствительных систем или, наоборот, для люминесцентных светоизлучающих систем. Это могут быть и чувствительные частицы для различных детекторов, для сенсоров. Наноматериалы, нанокомпозиты — второе направление, которым я тоже занимаюсь. Этому направлению были посвящены мои кандидатская и докторская диссертации.

— Какие у вас научные планы? Что бы вам хотелось обязательно сделать в науке?

— Здесь много разных мыслей и желаний. Хотелось бы увидеть больше своих разработок, которые нашли практическое применение. Конечно, они находят, но хотелось бы более обширного охвата. Мне кажется, что любой ученый испытывает удовлетворение от нужности своих разработок. То, что это будет необходимо людям, стране, оказывает вдохновляющее воздействие, мотивирует заниматься наукой. Здесь, конечно, есть куда стремиться. Надо получать новые типы мембран — асимметричные мембраны, мембраны для катализа. Хотелось бы не только придумывать аналоги существующим материалам, которые используются за границей, но и получать материалы со свойствами, которые превосходили бы существующие аналоги. Над этим мы работаем в первую очередь. Необходимы материалы, которые позволяли бы существенно увеличить производительность различных мембранных процессов, уменьшить размер установки до очень компактного, чтобы это была не просто стационарная установка, а мобильная, которую можно перебрасывать туда, где она необходима. Это установки не только для нефтепереработки, но и, например, для очистки воды. Сейчас возникла большая проблема с водой на новых территориях России, мы это хорошо знаем, поэтому работы, связанные с очисткой воды, также важны.

— Вам помогает в работе искусственный интеллект?

— Я с таким направлением работы мало связан. Насколько я знаю, в материаловедении ИИ применяется с практической точки зрения. Например, есть такая проблема: в турбинах самолетов или в газовых турбинах, которые генерируют электроэнергию, происходит разрушение лопаток. Проблема стоит очень остро, потому что оторванный кусок лопатки может разрушить всю турбину. Эти лопатки нужно вовремя проверять, диагностировать в них изменения, менять в нужный момент, чтобы это все не разрушилось. Проводя анализ разрушений, которые уже произошли, либо каких-то появившихся дефектов, ИИ позволяет обрабатывать большие массивы накопленной информации и гораздо точнее предсказывать возможные разрушения, чем до этого мог делать человек. Здесь ИИ очень хорошо помогает в работе с крупными массивами информации и в анализе этой информации с целью предсказания свойств материалов. Это помощь человеку, но не замена.

— За что вы любите ваш факультет?

— В первую очередь, это наш коллектив. Факультет — это люди, которые его составляют. Коллектив у нас молодой, сплоченный, позволяющий не только ставить перед собой амбициозные задачи, но и решать их. Это коллектив, который может всегда прийти на помощь. И это наши студенты, без которых факультета не может быть, потому что они не просто наши подопечные, а в какой-то мере наши коллеги, с которыми мы вместе работаем в лаборатории, занимаемся научной работой. Студенты в силу недостатка знаний иногда порождают очень смелые идеи, которые не пришли бы в головы умудренных ученых. Те побоялись бы такое высказать. Сплав молодости и опыта — то, что движет факультетом и позволяет проявлять себя.