«Наука в Сибири» КОГДА ЖИВ "ДУХ ФИЗИКИ",
|
Плазменная струя -- "колыбель" фуллеренов. |
Суть предложения заключалась в том, что автор намеревался получить фуллерены на своей установке. В качестве поощрения столь смелого заверения ему были даны карт-бланш по фуллеренам и четверть ставки старшего научного сотрудника. Около двух лет ушло на доработку установки и разные попытки, прежде чем удалось получить фуллерены из углеродной струи плазмотрона. В результате была разработана чрезвычайно простая и производительная технология синтеза фуллеренов.
На научной конференции в Австрии (1994), которую организовал В.Кретчмер, доклад Г.Чурилова не только не потерялся во множестве других, но и вызвал живой персональный интерес у В.Кретчмера. Он отметил работу красноярцев как уникальный синтез, имеющий новое перспективное решение.
Так в Красноярске появились технологические средства производства фуллеренов, позволяющие направлению развиваться дальше.
В 1995 году была объявлена государственная программа "Интеграция" и возможность получения соответствующих интеграционных грантов Минвуза и Академии наук. Новое направление науки о фуллеренах как нельзя более соответствовало требованиям этой программы. Именно оно позволяло обучать студентов, магистров и аспирантов новым научным идеям на современном оборудовании.
Впоследствии эту инициативу поддержали Красноярские технологический и государственный университеты и Аэрокосмическая академия. Вскоре в рамках программы был организован Физико-технологический институт, открыта специализированная кафедра плазмохимических технологий. В тематику влилась молодежь из вышеназванных вузов, а факт существования фуллеренов, как реального материала, сразу привлек внимание многих специалистов и исследователей. Это были химики, физики, биофизики, медики.
Химик В.Исакова стала изучать вопросы получения фуллереновых растворов и их очистки. Физики А.Корец и Я.Татаренко -- вопросы идентификации фуллеренов с помощью электронной спектроскопии в видимой ультрафиолетовой и инфракрасной областях. Биофизик Я.Пухова заинтересовалась водорастворимыми комплексами фуллеренов, а медики -- их использованием в качестве биологически активных соединений.
Тем временем в мире фуллеренов произошло очень знаменательное событие. 7 декабря 1996 года была вручена Нобелевская премия трем американским ученым (Р.Смолли, Р.Керн, Г.Крото), за которыми комитет закрепил статус первооткрывателей.
К этому моменту в Красноярске уже фактически завершались исследования биологической активности водорастворимых комплексов фуллеренов и 26 июня 1996 года в ДАН по биохимии и биофизике академиком К.Александровым была представлена статья о результатах работы группы красноярских физиков Г.Чурилова, Я.Пуховой и др.
Исследование водорастворимых соединений фуллеренов открыло новое перспективное направление, связанное с возможностью использования их в биологии и медицине, т.к. фуллерены, обладая определeнным числом ненасыщенных связей, являются уникальными объектами акцепции электронов, а также идеальными реагентами для радикальных реакций. Это позволяет использовать их в качестве потенциальных "ловушек" (антиоксидантов) при гиперпродуцировании активных форм кислорода, являющегося ведущим механизмом при старении организмов или его патологическом состоянии. В процессе работы исследовалось влияние различных водорастворимых комплексов, содержащих как высшие, так и низшие фуллерены, на кислородный метаболизм в системе крови пациентов с разной патологией. Исследования проводились на биолюминометре 3601, разработанном СКТБ "Наука". Результаты исследований показали, что высшие фуллерены обладают большей активностью и являются более перспективными в качестве веществ, оказывающих влияние на окислительно-восстановительные процессы в органических соединениях. Это очень важно, так как всe это может быть использовано для создания препаратов, обладающих биологической активностью противораковой и противовирусной направленности.
Об этих работах Г.Чурилов рассказывает со свойственной ему осторожностью: "Фуллерены -- это еще не лекарства. Мы нашли только путь, как делать из него препараты определeнного направления".
Интеграционный проект и создание кафедры плазменных технологий позволили решить ещe одну очень важную задачу -- формирование коллектива исследователей. Студенты, магистры Технического университета, Аэрокосмической академии и КГУ не только слушают спецкурс по фуллеренам, но и включаются в исследовательскую работу.
Среди них есть студентка последнего курса КГУ -- Н.Булина (на фото), за которой числится уже 18 участий в научных конференциях. На последней международной конференции в Санкт-Петербурге она выступила со стендовым докладом по фуллереновому сальвату с примитивной гексогональной ячейкой.
Перспективы исследований по фуллеренам очень велики. Новый метод синтезирования фуллеренов с использованием плазменного факела ВЧ диапазона с длиной до 0,75 м предоставляет возможность конструировать на молекулярном уровне различные фуллереновые комплексы. Собственно, метод позволяет внедрять в различные части клетки разные компоненты и имплантировать, таким образом, в молекулярную клетку фуллерена те или иные фракции веществ или их комбинаций.
Получаемые гетеро- и эндоэдральные фуллерены могут обладать весьма интересными и полезными свойствами. Например, если в фуллереновую клетку будет имплантирован и закреплeн возбуждeнный атом водорода, то полученное вещество может стать абсолютным поглотителем электромагнитного излучения, а краска с таким веществом может сделать предмет невидимым для радаров. Эти же свойства возбуждeнного атома могут быть использованы для создания рабочего тела лазеров.
Таким образом, установка Чурилова с еe длинным плазменным факелом даeт возможность манипулировать на молекулярном уровне, получая разные фуллереновые производные. В этом еe существенное преимущество перед точечным источником Кретчмера, используемым, как правило, исследователями фуллеренов. Протяженный источник плазмохимического синтеза даeт возможность не только разнообразить технологию получения фуллеренов, но и существенно увеличить их производство и снизить стоимость.
Проблема синтеза таких малых частиц привлекает в последнее время всe большее внимание и интерес специалистов -- теоретиков, экспериментаторов и практиков. Актуальность и перспективность тематики подтверждается тем, что она включена в список критических технологий страны и занимает там приоритетное положение. В КНЦ работы этого направления имеют давнюю историю. Начинались они с организации исследований ультрадисперсных алмазных порошков, основным идеологом и организатором которого был А.Ставер, бывший ректор Технического университета, ученик М.Лаврентьева. Теперь это направление стало многообразным и всеобъемлющим, включающим исследования различных наноструктур материалов, решающим теоретические и практические проблемы атомной инженерии. Обзорный доклад Г.Чурилова по фуллеренам на последней научной конференции, посвящeнной памяти А.Ставера, носил заказной характер и оказался одним из центральных, привлекших всеобщее внимание.
Фото из архива исследователей.
г. Красноярск.
стр.