"НАСТРОЕНЫ НА РАБОТУ
ВСЕРЬЕЗ И НАДОЛГО"
Наша газета уже сообщала о том, что проект Новосибирского
государственного университета "Молекулярный дизайн и экологически
безопасные технологии" получил грант в миллион долларов. На эту
тему былa опубликована беседа с профессором В.Овчаренко,
ответственным за научную часть проекта (июль,
N 28).
А сегодня наш корреспондент Л.Юдина беседует с директором проекта
академиком В.БОЛДЫРЕВЫМ.
-- Владимир Вячеславович, как можно охарактеризовать сегодняшнее
состояние дел в созданном согласно проекту научно-образовательном
центре (НОЦ) НГУ?
-- Полным ходом идет ремонт помещений, началось приобретение
оборудования. Студенты и аспиранты центра приступили к учебным
занятиям и научной работе, научные сотрудники нового Центра
подготовили первые публикации, уже с поддержкой проекта.
-- Научными задачами Центра, как определено в его программе,
являются "молекулярный дизайн" и "экологически безопасные
технологии". Виктор Иванович Овчаренко в своем интервью
рассказывал о работах в этой области. Не могли бы Вы дополнить
его рассказ?
-- Обычно целью химиков было конструирование, дизайн отдельных
молекул. Очень часто это достигалось изменением состава и
строения молекулы, введением в нее различного рода функциональных
групп. Так обычно синтезировались различные красители,
лекарственные вещества и т.д.
Но оказалось, что у синтетиков имеется и другая возможность:
получать новые супрамолекулярные системы с заданными свойствами
-- за счет относительно слабых химических взаимодействий между
молекулами. Это и составляет предмет "супрамолекулярной химии".
Привлечение к дизайну понятий и представлений этого молодого, но
быстро развивающегося раздела современной химии -- важная
особенность нашего проекта.
Идеи и методы супрамолекулярной химии, наряду с приемами обычной
классической химии, используются не только в той части проекта, о
которой вел речь в своем интервью В.Овчаренко -- при создании
молекулярных магнетиков, но и в других частях программы. Кафедра
молекулярной биологии ФЕН НГУ использует их при выполнении работ
по синтезу новых биологически активных веществ на основе
олигонуклеотидов. На кафедрах химии твердого тела ФЕН и
минералогии геологического факультета с привлечением понятий
супрамолекулярной химии исследуются механическая активация
молекулярных кристаллов, методы модификации их реакционной
способности, поведение молекулярных кристаллов при высоких
давлениях в условиях гидростатического нагружения и нагружения со
сдвигом. Кафедра катализа и адсорбции ФЕН ведет работы по
изучению формирования пористых мезофаз при приготовлении
катализаторов.
-- Про молекулярный дизайн, кажется, все понятно. А что включает
формулировка "экологически чистые технологии"?
-- Давайте вспомним самую общую схему многих традиционных
технологических процессов. Исходный материал, сырье, вначале
переводят в жидкую или газовую фазу путем испарения, плавления
или растворения. Затем проводят необходимые химические реакции с
целью получения конечного целевого продукта, и отделяют конечный
продукт от побочных, от растворителя и т. д. Чаще всего этот
конечный продукт представляет собой твердое вещество. Совершенно
ясно, что перевод твердого реагента в жидкое или газообразное
состояние, равно как и обратный процесс отделения твердых
продуктов, связаны с определенными неудобствами и издержками.
Во-первых, это дополнительные затраты энергии, потеря времени.
Во-вторых, необходимость перевода системы полностью или частично
в газовую или жидкую фазу одновременно означает и повышенную
опасность загрязнения окружающей среды. Обычный путь, по которому
сейчас идут, стремясь устранить или, по крайней мере,
минимизировать эти недостатки, заключается в усовершенствовании
деталей приведенной выше схемы, однако ее сущность, в целом,
остается прежней.
В ряде случаев удается, не изменяя стратегии, получить выигрыш на
тактических направлениях: например, новый теплообменник работает
лучше старого, новый катализатор повышает скорость процесса и
выход продукта по сравнению с уже используемым. Но возможности
такого подхода постепенно исчерпываются, и необходимы новые, уже
стратегические решения, усовершенствования технологических
процессов.
Один из вариантов такого рода решений -- проведение химического
процесса полностью в твердой фазе. Это позволяет исключить
полностью, или хотя бы частично, стадии, связанные с жидкой и
газовой фазами, и, следовательно, существенно сократить
технологическую цепочку. Кроме того, в значительной степени
снимаются экологические проблемы. Такие технологии называют
"сухими". Их создание -- актуальнейшая задача, которую следует
решать сегодня, чтобы обеспечить развитие химической технологии в
будущем.
Варианты проведения химических реакций в твердой фазе могут быть
разными. Один из них -- инициирование твердофазных химических
процессов путем механического воздействия на отдельные реагенты
или их смесь, так называемые механохимические реакции. Это
направление традиционно развивается на кафедре химии твердого
тела и в базовом институте кафедры, Институте химии твердого тела
и механохимии СО РАН.
Развитие твердофазных технологий невозможно без проведения
исследований в области фундаментальной науки -- химии твердого
тела. И, прежде всего, в той ее части, которая исследует
изменения, происходящие в твердых веществах под действием
гидростатического давления. Такие работы проводят сотрудники
кафедр химии твердого тела и минералогии НГУ, участники проекта.
Они используют уникальную аппаратуру, позволяющую прослеживать
изменения структуры и химических связей in situ, т.е. в момент
нагружения. Параллельно этому будут проводиться исследования
механохимических процессов в полифазных системах, включающих
молекулярные кристаллы.
Объектами мы выбрали молекулярные кристаллы, которые являются
фармацевтическими препаратами. Поэтому наряду с получением новых
научных результатов надеемся разработать способы модификации
свойств лекарственных препаратов без изменения их состава,
например, повысить растворимость, а, следовательно, и
биологическую активность.
-- Но ведь, чтобы вести исследования таким широким фронтом, надо
быть вооруженным не только знаниями, но и инструментами.
-- Вы абсолютно правы. Успехи в современной науке могут быть
достигнуты тогда, когда используются адекватные методы
исследования. Метод исследования -- глаза ученого (по крайней
мере, в химии). Поэтому, проектом предусмотрено использовать те
уникальные методическое возможности, которые существуют в
Новосибирском научном центре. Это уникальное оборудование для
магнетохимических и радиоспектроскопических исследований, которым
располагает Международный томографический центр, разнообразные
диагностические методы, основанные на использовании
синхротронного излучения, методы создания коротких и мощных
механических воздействий на вещество, имеющиеся в Институте
ядерной физики, аппаратура для наблюдений за структурными и
связевыми изменениями, происходящими в молекулярных кристаллах
под действием высокого давления, которой располагают Институт
химии твердого тела и механохимии и Институт минералогии, методы
исследования поведения молекул внутри алюмосиликатного каркаса
(Институт минералогии РАН). Проектом предусмотрены работы по
компьютерному моделированию процессов, происходящих в
молекулярных кристаллах, и здесь мы надеемся использовать те
большие возможности, которые существуют в Новосибирском научном
центре, и, в частности, в Вычислительном центре СО РАН.
Одна из особенностей нашего проекта (мы это поняли, встречаясь с
участниками проектов из других городов) -- его смета
предусматривает выделение большей части денег на закупку
оборудования. Отсюда -- ограничения числа участников проекта,
которых мы можем поддержать материально, и выделяемых для этой
поддержки сумм, которые выглядят более чем скромно. Мы пошли на
этот шаг сознательно. Исходили из того, что этот проект -- по
сути единственная возможность приобрести современное
оборудование. Деньги на фонд зарплаты могут быть получены
участниками проекта и из других источников, если мы обновим наш
приборный парк. Мы предпочли потратить деньги на "удочки", а не
на "рыбу", в надежде, что с помощью этих удочек рыбой обеспечим
себя сами, причем не один раз, а регулярно.
Существовали два условия, согласно которым мы приобретаем
оборудование. Во-первых, оно должно быть современным и дополнять
те установки, которые уже имеются в Новосибирском научном центре.
Тем самым, мы создаем комплекс с уникальными возможностями для
исследования. Например, уникальный сквид-магнетометр будет
дополнен магнитными весами, что существенно расширит возможности
исследования молекулярных магнетиков. Порошковый рентгеновский
дифрактометр дополнит уже имеющийся дифрактометр для исследования
монокристаллов и т. д. Второе условие -- оборудование должно быть
установлено в университете (конечно, кроме того, которое
предназначено для установок в Центре синхротронного излучения
Института ядерной физики).
-- А почему ваш Центр называется "учебно-научным"? Кто и чему в
нем учится?
-- Совершенно естественно, что с научной деятельностью Центра
связана и его образовательная часть. Она направлена на подготовку
научно-педагогических кадров в области молекулярного дизайна и
экологически безопасных технологий.
План образовательной работы включает в себя подготовку лекционных
курсов, практикумов, создание образовательных компьютерных
программ и баз данных, а также переподготовку в области
молекулярного дизайна специалистов, окончивших Вузы по другим
специальностям, но желающих теперь специализироваться в этой
новой для них области.
Каковы особенности нашего образовательного плана? Начнем с
лекций. Мы решили использовать при построении лекционных курсов
так называемую "блочную" систему. Курс делится на отдельные
блоки, которые читаются специалистами в данной конкретной
области, соответствующей части курса -- блоку. Эта идея уже
реализована в подготовке курса по супрамолекулярной химии.
Ответственными за организацию курса являются представители разных
кафедр: от кафедры молекулярной биологии -- проф. С.Мызина, от
кафедры химии твердого тела -- д.х.н. Е.Болдырева, от кафедры
неорганической химии -- проф. Ю.Дядин, от кафедры органической
химии -- проф. В.Штейнгарц. Блочная система будет использована и
в других курсах, которые мы собираемся подготовить за время
работы центра.
Параллельно чтению курсов лекций проводится подготовка учебных
пособий. Проф. Г.Шведенков готовит пособие по кристаллохимии
минералов, Е.Болдыревой переведена на русский язык монография
Ж.Лена "Супрамолекулярная химия". Перевод этой книги -- первой
монографии по супрамолекулярной химии на русском языке -- вышел в
издательстве "Наука" (Сибирское предприятие РАН). На базе этой
книги в содружестве со Страсбургским университетом (Франция)
подготовлен компьютерный интерактивный вариант курса по
супрамолекулярной химии. Один из редакторов перевода книги --
профессор Новосибирского университета академик В.Власов -
предложил в будущем году организовать в нашем НОЦ международный
семинар по проблемам супрамолекулярной химии.
Аналогичным образом сотрудники кафедры молекулярной биологии --
участники программы -- создают электронную версию курса биохимии,
а сотрудник кафедры Института катализа В.Фенелонов готовит книгу
"Текстуры пористых материалов и адсорбция". Наши преподаватели не
только крупные ученые, но и хорошо известны своей методической
работой, в том числе по публикациям в американском журнале
Journal of Chemical Education (Е. Болдырева). Среди
преподавателей есть несколько соросовских профессоров и доцентов
(Ю. Дядин, В. Штейнгарц, С. Мызина, да и я сам). Академик В.
Власов входит в состав Попечительского совета Сороса и
редколлегии Соросовского образовательного журнала. Учебник
"Биохимия", написанный академиком Д.Кнорре и профессором
С.Мызиной, является одним из основных в США, а его версия на
русском языке удостоена в 2000 году Государственной Премии
Правительства РФ. Д. х. н. Е.Болдырева была приглашенным
профессором в нескольких университетах Европы, вела занятия со
студентами, читала лекции. Она и профессор Ю. Дядин были
приглашенными лекторами на международных Школах продвинутого
образования (NATO ASI) по кристаллографии супрамолекулярных
соединений и по приложениям структурного анализа к разработке
новых материалов и технологий в Эриче (Италия). Подобные
перечисления можно было бы продолжать и продолжать.
-- Форма обучения в Центре -- только чтение лекций?
-- В стадии разработки находятся практикумы. Д.х.н. Д.Кочубей
готовит практикум по диагностике химических процессов на базе
источника синхротронного излучения, а проф. В.Собянин --
практикум по атомно-силовой микроскопии. Задуман и готовится
также практикум по использованию баз структурных данных и
компьютерных программ по молекулярному дизайну и химическим
исследованиям супрамолекулярных систем.
-- А на кого прежде всего рассчитан ваш образовательный цикл?
-- Прежде всего, на тех молодых ученых, которые уже работают над
проблемами, изложенными в плане. В августе-сентябре мы провели
конкурсный отбор студентов и аспирантов для оказания им
финансовой поддержки. Пока это, главным образом, студенты и
аспиранты из Новосибирского научного центра. Для аспирантов
других вузов Сибири также выделены вакансии, и сейчас их занимают
аспиранты Кемеровского, Алтайского госуниверситетов и Томского
политехнического университета. Надеемся, что это только начало, и
в дальнейшем образовательная программа с использованием новых
технологий обучения будет расширяться, как по содержанию и формам
обучения, так и по географии.
Очень важным для успешного привлечения иногородних (и не только)
аспирантов представляется реализовать идею, которую уже давно
высказал и пытался отстаивать академик Д.Кнорре -- строить не
"элитное жилье", a дома с небольшими квартирами, арендного типа,
как Guest-house в университетских кампусах за рубежом. Жилье бы
предоставлялось только на время обучения в аспирантуре. Это
привело бы к "прокачке" через арендное жилье, принадлежащее НГУ,
студентов и аспирантов, которые работали бы в Центре на временной
основе. Они могли бы не только получать здесь образование и
выполнять интересные научные исследования, но и сами бы
участвовали в преподавательской работе, читая отдельные лекции в
блочных курсах, проводя занятия с более младшими студентами.
Известно, что лучший способ понять что-то -- начать объяснять
другому.
Еще одна проблема, которая выявилась, и которую мы пытаемся
решать, -- предоставление студентам и аспирантам Центра хорошо
оснащенных рабочих мест, с персональным компьютером, доступом к
Интернету и базам данных по направлениям исследований. Было бы
совсем неплохо, если бы удалось открыть еще один, пусть
небольшой, терминальный класс в НГУ.
Мы были бы рады сделать, в перспективе, лекции и практикумы
Центра доступными для всех заинтересованных студентов НГУ и
сотрудников Новосибирского научного центра. Но для этого надо,
чтобы у студентов была возможность посещать факультативы по
выбору. Сейчас у них так много "обязательных часов", что на
дополнительные занятия по интересам не остается ни времени, ни
физических сил. Жаль! У нас, когда мы учились, такая возможность
была, и таким "свободным", внеаудиторным занятиям я, например,
обязан не меньше, чем "обязательной программе". Да и не я один --
многие из моих друзей по студенческому научному обществу сейчас
возглавляют крупные коллективы -- академические центры и
институты, университеты, заводы. Ранняя ориентация на научную
работу должна осуществляться уже на первых курсах обучения.
Желательно чтение курсов лекций, в которых бы отражалось самое
современное состояние науки на сегодняшний день. Лекции должны
быть факультативными, сверх учебной программы, вне расписания
основных курсов. Интересно проводить по этим курсам семинары с
привлечением студентов, которые бы подготовили выступления по
различным темам.
-- Насколько широки связи вашего Центра?
-- Внешние связи научно-образовательного центра с
научно-исследовательскими организациями и высшими учебными
заведениями (их курирует один из известных физиков, профессор НГУ
А. Аржанников) -- третья, весьма важная компонента Программы. На
первом месте здесь стоит связь НОЦ с институтами Новосибирского
научного центра через базовые кафедры университета, входящие в
состав УНЦ. Это Институт химии твердого тела и механохимии, где я
был директором свыше двадцати лет, Институт катализа, Институт
ядерной физики, Томографический центр, Новосибирский институт
биоорганической химии, Вычислительный центр, Институт минералогии
и петрографии. Естественно, что этими институтами связи не
ограничиваются, в нашей программе принимают участие и сотрудники
других НИИ.
Кроме того, мы устанавливаем связи с другими вузами Сибири, как в
части планов совместной научной работы, так и стажировки молодых
ученых в лабораториях Центра.
Также мы работаем в направлении использования разработок центра в
производственной сфере. Прежде всего, это относится к
предприятиям Новосибирска и других регионов Сибири (Сибирский
химический комбинат, Новосибирский завод химконцентратов, НПО
"Алтай", Томский институт полупроводниковых материалов, НПО
"Вектор" и другие).
-- А зарубежные связи?
-- Зарубежные связи базовых кафедр переадресованы к нам в Центр.
Из них я хотел бы особо отметить связи с комиссиями по
образованию Американского Химического общества и Международного
Союза кристаллографов, Международным консультативным комитетом по
реакционной способности твердых веществ, Европейским объединением
специалистов по теоретической и прикладной физической химии,
Фондом Гумбольдта, Международной минералогической ассоциацией,
Федерацией Европейских биохимических обществ. Мы сотрудничаем с
Европейским Центром использования синхротронного излучения в
Гренобле, с Дарэмским (Великобритания), Марбургским (Германия),
Страсбургским (Франция) и многими другими университетами. Готовим
договора о сотрудничестве с Техническим Университетом Брауншвайга
(Германия), Университетом Познани (Польша) и т. д.
В обсуждении проблем, связанных с фундаментальными исследованиями
и преподаванием в области супрамолекулярной химии и химии
твердого тела, у нас установлены контакты с Нобелевским
лауреатом, профессором Ж.-М. Леном (Франция), Нобелевским
лауреатом, профессором Р. Хоффманом (США), профессором С. Н. Рао
(Индия), профессором Ю. Ховард (Великобритания), профессором Ф.
Коппенсом (США) и другими.
Все это вместе взятое придает нашему пока еще совсем молодому
Центру международный статус и позволяет надеяться на его развитие
не только в течение тех трех лет, на которые рассчитан грант, но
и в будущем. Во всяком случае, участники проекта делают все,
чтобы использовать отведенные нам три года для того, чтобы
заложить прочный фундамент на будущее. Мы настроены на работу
всерьез и надолго.
-- Успеха вам!
стр.
|
