Не боги, но создатели миров

— Виктор Яковлевич, сейчас инновации — очень модное слово. Что оно значит для вас?

— Инновации — это результаты научных исследований, разработок, внедренных в производство. Инновациям практически столько же лет, сколько человечеству. Кто-то сначала придумал топор, а потом подсказал, как делать железо. И все, что приносит пользу людям, может считаться инновациями. Наша экономическая жизнь однозначно зависит от инноваций. В этой связи мне бы хотелось вспомнить русского экономиста Николая Кондратьева, который в середине 20-х годов прошлого века выдвинул теорию циклов экономической конъюнктуры длительностью 40 — 60 лет. По его теории, экономическая жизнь развивается циклично. Кондратьев сделал долгосрочный экономический прогноз до 2010 года, предсказав, в частности, Великую депрессию 1930-х годов. Каждый взлет экономист связывал с существенной, прорывной инновацией. В качестве примера первой инновации Кондратьев назвал паровой двигатель. Как только его изобрели, начали возникать мануфактуры, интенсивно развивалось производство. Через 20 — 25 лет рынок насытился товарами, и начался кризис перепроизводства. Когда на смену паровому двигателю пришли новые инновации — двигатели внутреннего сгорания, снова начался быстрый рост экономики. Новая пятая волна подъема экономики связана с развитием микроэлектроники. И, действительно, компьютеры, телевизоры, видеомагнитофоны, интернет, флэш- память, цифровые фотокамеры, сотовые телефоны полностью перестроили структуру потребления. Но опять наступило перенасыщение. Вдумайтесь только: на каждого человека приходится более 100 миллионов транзисторов и стоят они столько же, сколько стоил один транзистор в 1958 году — 10 долларов. Шестая волна взлета произойдет после нынешнего экономического кризиса, и рост начнется с введением других инноваций, связанных с нанотехнологиями. В мире появятся товары и услуги с совершенно фантастическими свойствами, не имеющие аналогов в природе. Пока они еще не созданы, но есть их предтеча — нанотехнологии и биотехнологии. Новые товары нужны людям, прежде всего в медицине, но пока их производство очень дорогостояще. Когда найдется путь его удешевления, моментально начнутся всплеск экономической жизни и новый подъем производства.

— Можно назвать сроки нового экономического чуда?

— Сроки зависят от того, насколько хороша инновация, как быстро она внедрится в производство и как скоро производитель получит прибыль, чтобы вложить ее в развитие производства. Ученые прогнозируют, что дешевые производства, основанные на нанотехнологиях и биотехнологиях, начнут появляться к 2015 году. Особенно качественные изменения ждут медицину. Точнее сказать, появится новая наномедицина, которая, предположительно, может продлить жизнь человека до 500 лет.

— Сложно в такое поверить…

— Многое, что казалось фантастикой еще 50 — 100 лет назад, реализовано. Автомобили были известны еще до ХIХ века и тоже казались фантастикой, пока Генри Форд не наладил их дешевое производство. И машины заполонили весь мир. Я помню время, когда мобильный телефон, по которому можно связаться с человеком на другом конце земли и которого можно видеть во время разговора, казался несбыточной фантастикой. Со временем и нанопродукты перестанут казаться сенсацией. Наша лаборатория занимается нанотехнологиями более 15 лет. Это, собственно, то, из чего потом и должны появиться новые продукты. Они будут формироваться из элементов с наноразмерами, то есть сравнимыми с размерами атомов и молекул. До сих пор человечество использовало, перерабатывало материалы, созданные природой. Сейчас природе брошен вызов. Нанотехнологии призваны создавать новые материалы, устройства, отсутствующие в природе. Впервые мы сами моделируем материю, придумываем и создаем то, чего нет в природе. Наноприборы позволят проявить фундаментально новые свойства и характеристики, вызванные нанометровыми размерами. Это новые компьютеры, наноэлектроника, умные устройства и системы, новая медицина. Начнем с медицины. В нашей лаборатории уже созданы лабораторные инструменты для работы с клетками, это микро- и наноинструменты для биологии и медицины (микро- и наноиглы, зонды, шприцы, нейрозонды, скальпели). Наноигла столь тонка, если собрать миллиард таких игл вместе, диаметр будет равняться диаметру человеческого волоса. Такие инструменты должны управляться двигателем. Мы сделали нанодвигатели размером намного меньше, чем диаметр волоса, но обладающие колоссальной силой. Если ими заполнить один квадратный сантиметр, нанодвигатели смогут передвинуть предметы весом в несколько тонн. Можно отметить также наносенсоры, необходимые для диагностики дыхания. Такие сенсоры с большими размерами необходимы и для газо- и аэродинамики. Они уже прошли испытания в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН. Такие сверхбыстродействующие наносенсоры, соединенные с определенными устройствами, открывают возможность создать «умные» поверхности, которые уничтожают возникновение турбулентности у летательных аппаратов.

— Подробнее о возможных применениях в медицине нанодвигателей…

— Это тоже инновационный продукт, который может вызвать серьезное развитие в медицине. Давно есть идеи о том, что некоторые болезни можно лечить внутри организма, не разрезая тело с помощью полостных операций. Человеческая клетка представляет собой огромное количество «заводиков», которые перерабатывают молекулы. Сама по себе клетка является саморегулирующей системой. Но если клетка терпит сбои из-за болезни? Представьте, что тогда в нее с помощью нанодвигателей врачи помещают молекулярных биороботов. «Внутренние роботы» смогут самопроизвольно устранять все возникающие повреждения и даже замедлять процессы старения клеток, тем самым фактически обеспечить бессмертие. Таким образом, появится реальный шанс вылечить практически все болезни или заменить органы. Вы, наверное, знаете, что уже научились расшифровывать ДНК. Сейчас эта процедура стоит несколько тысяч долларов и ждать ее приходится два-три месяца. В Америке через пять лет запланировано делать подобную процедуру в обычной поликлинике дешево и за несколько минут.

— Вам не страшно работать над такими вещами? Ведь вы, по сути, пытаетесь подменить Бога?

— Что вы, что вы, человечеству до Бога бесконечно далеко. Да, люди начинают работать с отдельными атомами и молекулами, но это не создание жизни. Я понимаю ваш вопрос по-другому. Можно ли вторгаться в живые объекты? Да, есть сферы, над которыми мои сотрудники практически отказались работать. Дело в том, что все эти наши нанотрубочки оптимальны, для снятия информации с нейронов мозга и, соответственно, для управления процессами, протекающими в мозге. Кстати, подобные исследования давно ведутся в мире. И уже сейчас за рубежом сделали устройство, с помощью которого человек может мысленно, например, включить телевизор на расстоянии. Но пока используются зонды больших размеров, которые разрушают нейроны. Несмотря на то, что частично подобные разработки оправданы — например, для инвалидов, мы этими разработками не занимаемся, тем более отсутствует финансирование для этого. Поэтому мы сосредоточились на развитии нанотехнологии, которая может применяться в самых различных сферах — от производства товаров народного потребления до военных.

— Принц-технология?

— Мне больше нравится, когда в иностранных обзорах ее называют российской или нанотехнологией из России или технологией из Сибири. В чем ее преимущество? В высокой точности изготовления самых различных трехмерных атомно-гладких нанообъектов, достижении рекордно малых размеров нанопродуктов. По-существу, она осуществила переход от плоских наноструктур к трехмерным.

— Это не шутка, что вы изобрели и зеркало-невидимку?

— Я такого никогда не говорил. Но метаматериал, предназначенный для создания экранов невидимости, разрабатывается в мире. Его пока нет, но, думаю, что лет через пять обязательно появится. Наша лаборатория создает новые метаматериалы — искусственные кристаллы, решетка которых состоит из нанообъектов вместо атомов. Если вы помните из школьного курса, природа формирует все объекты из молекул и атомов и располагает их в заданном порядке. Если сделать материал не из атомов и молекул, а из электромагнитных нанорезонаторов (то есть более крупных объектов) и тоже расположить в пространстве, то выяснится, что свет проходит через это вещество совсем по-другому. Действуют иные законы преломления света, причем коэффициент преломления света отрицательный. Отрицательный коэффициент преломления света был предсказан советским ученым В. Веселаго почти сорок лет назад. А первый невидимый объект, помещенный за экран из метаматериалов, продемонстрировали два года назад английские и американские ученые. Но у этого экрана есть два недостатка: он предназначен только для длинно-волнового излучения (СВЧ-диапазона ) и не работает в оптическом диапазоне, то есть он невидим только для излучения, идущего в одном направлении. Мы же у себя в лаборатории разработали трехмерные резонаторы. Если нам все удастся, а мы надеемся, что так и случится, то мы получим материал, невидимый со всех сторон. К настоящему времени на базе трехмерных нанорезонаторов нами созданы первые киральные метаматериалы для терагерцовой области. Свойства данных материалов исследованы в Институте ядерной физики СО РАН. Разнообразные искусственные метаматериалы необходимы не только в военной области, но и в быту. Наши исследования в этой области получили высокую оценку в мире. В январе этого года я был приглашен на международную конференцию по метаматериалам в Австрию. Среди всех приглашенных докладов жюри отобрало четыре самых прорывных доклада, и я очень горжусь, что наш доклад оказался в этой четверке.

— Виктор Яковлевич, а где учат ученых-нанотехнологов?

— В этой области имеется проблема, обучать необходимо работе на современном оборудовании, которого не хватает, защитить диссертацию по нанотехнологии негде. Но, к счастью, у нас начали задумываться над подготовкой кадров в этой сфере, хотя хорошо зарекомендовали себя выпускники НГУ. Также мы тесно сотрудничаем с кафедрой полупроводниковых приборов и микроэлектроники НГТУ. Через нашу лабораторию проходит около 10 студентов в год. Остаются те, кто получает удовольствие от работы, радуется своему первому успеху. У нанотехнологов должен быть особый дар терпения и настойчивости. Наша лаборатория имеет два госконтракта через Министерство образования и науку плюс гранты. Но мы можем делать в десятки раз больше.

— Как происходит внедрение?

— Ну, вот самый больной вопрос. Для проведения исследований наш институт обладает оборудованием, но его недостаточно. Если сравнивать тех же американцев, то они развивают не только науку, но и сопутствующую инфраструктуру. Рядом с каждым университетом есть десятки фирм, которые только и ждут, чтобы ученые придумали что-то новое. В России ситуация противоположная. Есть научные институты, подобные нашему, но нет внедренческих фирм.

— А вы пробовали искать деньги под идеи? В Новосибирске два года подряд проводились венчурные ярмарки, и я сама слышала, как «денежные мешки» жаловались, что есть деньги, но нет идей… В конце концов, правительство создало госкорпорацию «Роснанотехнологии», чтобы помогать ученым…

— И «денежным мешкам», и РОСНАНО нужен продукт, который уже через год начнет приносить прибыль. Если это просто нанопорошки, которые можно добавлять в резину для улучшения ее свойств, их сделать просто. В нашем же случае нужен не год, а года три-четыре. Даже корпорации «Интел» для того, чтобы уменьшить размеры интегральных схем в два раза, понадобилось 5 лет отработки технологий. Поэтому быстрые сроки для высоких технологий нереальны, и необходима помощь государства.

— Почему Запад реагирует быстрее? У них денег и терпения больше?

— На Западе национальные программы по развитию нанотехнологий появились раньше наших лет на 10. И деньги вложены несопоставимые. Даже те средства, которые собирается вложить сейчас наше правительство, в 50 раз меньше их вливаний. Поэтому нам глупо стремиться кого-то обгонять. Мы можем браться только за ключевые направления. Наш институт физики полупроводников славится тем, что имеет около 40 установок молекулярной эпитаксии, на которых и выращиваются тонкие слои для будущих наноструктур. А все потому, что в свое время профессор Сергей Иванович Стенин взялся за ключевую проблему — наладить их производство у нас, на опытном заводе СО РАН. Во время перестройки все развалилось. В настоящее время профессор Олег Петрович Пчеляков пытается снова наладить такое производство. Сейчас одна такая установка стоит около миллиона долларов. Такие финансовые вливания возможны только на уровне федеральной программы. Следующая проблема. В институте имеются хорошие разработки. Мы сделаем лабораторные образцы. Но где те фирмы, оснащенные таким же высокотехнологичным оборудованием, которые возьмутся их тиражировать?

— Как же вам тогда видится реальный рост инноваций до 2015 года?

— Если все будет идти как сейчас, мы переживем еще одну продовольственную программу. То есть при отсутствии инфраструктуры получим пшик. Нанотехнологии в России необходимо развивать комплексно, ориентируясь на ключевые области. Если все начнут заниматься только порошками, ничего из этого не выйдет. Эффективней собрать под одно крыло несколько толковых групп, работающих по нанотехнологиям. У нас таких в стране наберется не более десятка. Оснастить их оборудованием. И дальше от такого центра кристаллизации что-то пойдет.

— Вы предлагаете вернуть сталинские «шарашки»?

— Я предлагаю вспомнить историю советского атомного проекта. Были собраны лучшие умы страны. Им предоставили средства и оборудование. Все было сосредоточено на решение ключевых проблем. И Россия с честью вышла из создавшейся ситуации.