«Мы живем во время небывалой консолидации науки и производства». Интервью с профессором РАН Василисой Барановской

Чем занимается Центр коллективного пользования в Институте общей и неорганической химии? Почему он сейчас принимает так много заказов? Какое уникальное оборудование там имеется? Правда ли, что многие промышленные предприятия страны напрямую зависят от работы этого оборудования? Об этом рассказывает Василиса Борисовна Барановская, доктор химических наук, профессор РАН, руководитель Центра коллективного пользования физическими методами исследования веществ и материалов Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова (ИОНХ) РАН.

— Вокруг нас множество разнообразной аппаратуры. Как я понимаю, все это достояние сотрудников института, которые могут ей пользоваться по мере необходимости?

— Не совсем так. Само понятие «центр коллективного пользования», конечно, подразумевает наличие доступа к этому оборудованию, но исследования будут выполнять профильные специалисты центра, которые глубже знают этот метод, приборы, могут обеспечить достоверность получаемых результатов. Коллективное пользование означает, что оборудование в центре доступно для обращения специалистов с разными научными задачами.

— В этой комнате все ваше оборудование?

— Нет, только часть. В Центр коллективного пользования физическими методами исследования веществ и материалов входит большой комплекс оборудования, который направлен на всю триаду диагностических параметров: контроль химического состава, структуры и свойств. Сейчас мы находимся в лаборатории, где выполняется исследование химического состава. Он по большому счету и предопределяет свойства материала и его структуру.

— Какие материалы вы здесь исследуете?

— Номенклатура материалов, попадающих к нам на исследование, чрезвычайно обширна. Наш институт занимается материаловедческими исследованиями, создает новые вещества, соединения, материалы. Основные задачи центра связаны с тем, что именно появляется в руках наших химиков и материаловедов. Нас интересует контроль качества исходных компонентов, из которых будут произведены вещество или материал, сопровождение процесса и проверка уже готового продукта. Кроме всего прочего, у нас очень высокий спрос со стороны реального сектора экономики, преподносящего нам очень сложные задачи, связанные с воспроизведением состава, поиском причин нарушения технологических циклов от сырья до готовой продукции. Мы — институт общей и неорганической химии, и вроде бы это задает контуры тех материалов, которые могут попасть к нам в руки, но жизнь так складывается, что мы фактически работаем в очень широком диапазоне запросов. Это и агрохозяйства, и металлургические предприятия, и фармкомпании. Поэтому мы стараемся очень гибко, диверсифицировано подходить к исследованиям, стараемся в каждом случае помочь решить задачу.

— То, что к вам обращается такое большое количество заказчиков, означает, что это уникальное оборудование и у них такого нет?

— Да, зачастую у заказчиков нет оборудования, но специалисты, которые к нам обращаются, понимают, что им нужно. Это оборудование дорогостоящее, и создание центров коллективного пользования как системы в нашей стране много лет назад как раз и было направлено на удовлетворение потребностей в тех условиях, когда не у всех есть нужное оборудование. Сейчас очень много малых предприятий, которые просто не в состоянии покупать такое оборудование, а купив, его обслуживать, искать специалистов нужного уровня квалификации. Это очень сложно, поэтому проще обратиться к людям, которые откликнутся на просьбу, компетентно подойдут к решению вопроса, а самое главное — будут сопровождать до достижения поставленной цели. Мы никогда не бросаем наших коллег, которые к нам обращаются, мы остаемся с ними на протяжении всего пути решения задачи. Поэтому и отклики о нашей деятельности позитивные. Наше оборудование — это, по сути, уникальный комплект разных приборов. Мы постарались максимально удовлетворить все возможные, даже предиктивные потребности, которые могут возникнуть в связи с необычными, прорывными, перспективными, функциональными материалами, а также с тем, что перестало поступать из-за рубежа и теперь требует производства в России.

— Вы сказали о необычных и прорывных материалах. О чем идет речь?

— Прорывные материалы — это те, которые фактически позволят нашей стране выйти со своими амбициозными решениями на мировой уровень материалов для микроэлектроники, фотоники и других стратегически важных отраслей. Здесь и работа с сырьевыми материалами по извлечению ряда компонентов, которые раньше не находились в фокусе внимания. Теперь эти компоненты могут быть рационально использованы для улучшения свойств материалов, например люминесцентных. Это открывает принципиально новые возможности для микроэлектроники, включая работу с полупроводниками. Спектр материалов, привлекающих внимание своими перспективностью и востребованностью, тоже сейчас достаточно широк. В рамках одного разговора охватить все невозможно. Но это и авиакосмическая, и автомобильная, и оптическая отрасли промышленности, которые очень остро заинтересованы в продукции на основе редких и редкоземельных металлов. Наш институт здесь занимает лидирующую позицию, потому что редкоземельных элементов не так много, но их интересное комбинирование, использование в разных формах, добавление в материалы, модификация могут в корне изменить функциональное предназначение материалов. И предложить такие решения могут наши ученые.

— Вы упомянули сырьевые материалы. С какими объектами и задачами в этой связи работает Центр коллективного пользования?

— ИОНХ совместно с Институтом физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН и Кольским научным центром РАН в 2025 г. при поддержке Минобрнауки РФ создал Научный центр мирового уровня «Центр рационального использования редкометалльного сырья». Этот центр объединил усилия ведущих ученых в области химии и химических технологий, направленные на исследования минерального и возвратного техногенного сырья, разработку эффективных способов их переработки для извлечения ценных компонентов и, главное, создание новых материалов на основе редких металлов. Наш Центр коллективного пользования внес свой вклад в разработку методов аналитического контроля. Мы специализируемся на спектральных, масс-спектральных и хроматографических методах, а также их метрологическом обеспечении. Это позволяет нам создавать комплексные аналитико-информационные системы для сопровождения как процессов переработки сырья, так и создания новых материалов. 

— Как конкретно проходит ваша работа? Мы сидим около одного из ваших приборов — что он может?

— Здесь я бы дала ответ по двум направлениям. Есть организационная часть — как мы работаем и как к нам обращаться. А еще есть сутевая научная часть работы. Начну с нее. Здесь задачи могут быть разного уровня сложности. Мы с вами сейчас находимся возле прибора, который называется масс-спектрометром с индуктивно связанной плазмой. Этот прибор очень востребован. Его специфика — применимость для работы с чистыми веществами и материалами, потому что он позволяет определять компоненты на очень низком концентрационном уровне — 10^-6, порой даже 10^-7%. Для объектов, в которых востребован панорамный, многоэлементный анализ с определением примесей на очень низком уровне, наши масс-спектральные методики могут быть эффективным решением. Для этого метода проба переводится, например, в раствор лантана. В таком виде проба поступает на анализ. Раствор вводится в прибор, который выдаст результат. Но прибор — всего лишь инструмент, в нем заложен алгоритм. Получая результаты по этому алгоритму, мы не всегда можем гарантировать, что они соответствуют содержанию компонента в пробе. Поэтому мы должны провести обработку этого результата.

— Как это происходит?

— Обработка осуществляется статистическими методами. Мы получаем от прибора аналитический сигнал, но, чтобы узнать содержание компонента, мы должны использовать градуировочную зависимость. Тогда мы будем знать, какое количество этого компонента содержится в пробе. Иначе говоря, на инструменте не заканчивается процедура анализа — она продолжается посредством обработки первичной информации. Это один из простых примеров, связанный с масс-спектрометром. Здесь я всегда предостерегаю коллег, которые считают, что аналитический прибор — как кассовый аппарат, который что-то выдал и с этим можно бежать дальше. Это не так: каждый аналитический метод обладает своими нюансами, особенностями, ограничениями. И для того, чтобы они не повлияли на достоверность выдаваемого результата, надо обязательно проводить методическую разработку. Конечно, в наше время, когда все торопятся, эта задача периодически упускается из виду. Если вы хотите получить от аналитиков достоверный результат, запаситесь терпением и позвольте аналитикам заняться разработкой методики, исследовать и устранить все мешающие влияния и обеспечить вам правильный результат.

— А вторая часть?

— Вторая часть — организационная. Почему-то упорядочение деятельности зачастую воспринимается тяжело, но нам удалось это сделать. Обращение к нам всегда начинается с заявки. Что бы заказчик ни говорил, когда он начинает описывать свою задачу, многое может трансформироваться. Поэтому мы взяли за правило: к нам всегда обращаются через заявку, составленную по унифицированной форме с очень подробным описанием целей, которых адресант хочет достичь. На основании этой заявки мы формируем план эксперимента. Наступило интереснейшее время, когда появился подход, который раньше не был так важен, как сейчас.

— Что вы имеете в виду?

— У нас очень много внимания уделяется дизайну эксперимента, поскольку зачастую, чтобы решить задачу, необходимо подключать целый комплекс аналитических и диагностических методов. Как правильно построить дизайн нестереотипного эксперимента? Задача нетривиальная. Мы очень благодарны нашим специалистам, которые способны так гибко и творчески представить, как можно расшифровать тот или иной материал, какие методы подключить, на каком уровне, чем перепроверить, как расшифровать спектры, интерпретировать полученную информацию, выяснить, из чего состоит этот материал. На это у нас уходит львиная доля времени.

— Вы сказали, что сейчас стали уделять этому много времени. А раньше так не было? Почему?

— Это связано с тем, что мы сейчас активно занимаемся импортозамещением и ликвидацией потребности нашей страны в материалах, которые поступали из-за рубежа. Я не вижу других причин появления столь острой потребности в расшифровках, в воспроизведении, в декомпозиции. Как долго подобная ситуация будет сохраняться, не знаю, но думаю, что принципиальные изменения произойдут довольно нескоро. С моей точки зрения, мы достойно ответили на этот вызов. Еще какое-то время назад мы не брались за такие задачи, поскольку это достаточно длительная и ресурсозатратная история. Но сейчас мы считаем своим долгом решать такие задачи.

— Если бы не вы, не ваши возможности, работа всех этих заказчиков остановилась бы?

— У меня состоялся очень интересный разговор с одним представителем предприятия, который сказал: «Нам очень нужна эта смесь. Мы примерно понимаем, что там должно быть, но вот уже пять лет пытаемся подобрать состав, а у нас не выходит. Что мы делаем не так?» Представляете, они пытаются определить компоненты пять лет, и у них не получается. Эта ситуация ввела меня в ступор. Чтобы миновать этот мучительный процесс подбора, не имеющий под собой фундаментальных оснований, проще и вернее обратиться к специалистам. Справятся ли они сами? Думаю, еще лет через пять, возможно, они что-то и подберут.

— Но у нас нет такого количества времени.

— У нас в принципе не осталось времени ни на что, поскольку гонка по наращиванию суверенного потенциала, по удержанию рынка, по подъему нашей промышленности задана в темпе, сопоставимом, наверное, с военными годами, с 1941–1945 гг., когда происходила экстренная мобилизация науки и промышленности. Я нахожу такие аналогии уместными, потому что сейчас надо действовать оперативно, добиваться результатов, на которые можно опереться. Необходимо помогать создавать новые материалы. Кто, если не мы? В нашей стране много научных институтов, которые в рамках своих профильных направлений ведут похожую деятельность, но у всех есть особенности и приоритеты. Мы стараемся ответить на запросы нынешнего дня. Не ошибусь, если скажу, что 90–95% случаев обращений к нам мы стараемся взять в работу, потому что чувствуем свою ответственность за судьбу страны.

Интервью проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ