В мире нано № 10 by Татьяна Пичугина

В МИРЕ

№ 10 2011

Нанореволюция, где ты?

Подписка в редакции: 119234, Москва, Ленинские горы, Научный парк МГУ, владение 1, строение 75Г, офис 628 Телефон/ факс: +7 (495) 930 88 50 E-mail: podpiska@nanorf.ru, Web-site: www.nanoru.ru, www.nanorf.ru

СОДЕРЖАНИЕ Дайджест . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Приложение к журналу «РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ»

№ 10 2011

В МИРЕ

Нанореволюция, где ты? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Наука и Россия: взгляд из Манчестера . . . . . . . . . . . . . . . 9 Трудовые будни университета-завода: установлен суперстанок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Заправки зеленеют . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Решать задачи, а не гнаться за Америкой . . . . . . . . . . . 19 Нобелевская премия мира поможет женщинам

Учредители: Федеральное агентство по науке и инновациям, ООО «Парк-медиа» Издатель: А.И. Гордеев

в трудную минуту . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Редакционная коллегия: К.В. Киселев, к. ф.-м. н. С.А. Озерин

Физика больного сердца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Руководитель проекта Т.Б. Пичугина

Hello MOTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Выпускающий редактор: М.Н. Морозова

Успехи российских ученых в борьбе с ВИЧ-инфекцией . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Диплом на три буквы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Тепло сердечное . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Редакция: С.В. Новиков, Г.В. Калашникова Адрес редакции: Москва, Ленинские горы, Научный парк МГУ, влад. 1, стр. 75Г, корп. 6, офис 628 Телефон/факс: (495) 930-88-08 Подписка: (495) 930-88-06 E-mail: podpiska@nanorf.ru, www.nanoru.ru, www.nanorf.ru Для писем: 119311, Москва-311, я/я 136 Фото на обложке: Agsandrew/Dreamstime.com

Мышиная возня и революция долголетия . . . . . . . . . . 34 Прощай, Energizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Завлечь в Россию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Захват мозга по сценарию Октябрьской революции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Аромат жасмина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2

Приложение к журналу «Российские нанотехнологии» «В мире нано» издается при поддержке Министерская образования и науки РФ в рамках ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы», госконтракт № 16.647.11.2012 При перепечатке материалов ссылка на приложение к журналу «Российские нанотехнологии» обязательна. Любое воспроизведение опубликованных материалов без письменного согласия редакции не допускается. Редакция не несет ответственность за достоверность информации, опубликованной в рекламных материалах.

Отпечатано в типографии «МЕДИА-ГРАНД» В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ДАЙДЖЕСТ

ÇÏÅ¿½ÓÅÜ ÇÅÎÈËÍËÁ½ Ê½ Ê½ÊËÇÈ½ÎÏÂÍÂ Ì½ÈÈ½ÁÅÜ

u §ÌÓÏ¿ÐÑÏÒÉÑÒÏ¿ Ì¿ÌÍÇÌÃÒÐÑÏÇÇ

u ÐÍÀÄÌÌÍÐÑÇ ÓÍÏËÇÏÍÁ¿ÌÇÞ Ë¿ÐÉÇ ÎÍÏÇÐÑÍÂÍ ¿ÌÍÃÌÍÂÍ ÍÉÐÇÃ¿ ¿ÊÝËÇÌÇÞ ÃÊÞ ÎÊ¿ÆËÄÌÌÍÂÍ ÊÍÉ¿ÊÛÌÍÂÍ ÑÏ¿ÁÊÄÌÇÞ ÉÏÄËÌÇÞ

u §ÐÎÍÊÛÆÍÁ¿ÌÇÄ Ì¿ÌÍÐÄÉÒÌÃÌÍÂÍ ÜÊÄÉÑÏÍÌÌÍÂÍ ÎÒÖÉ¿ ÃÊÞ ÎÍÊÒÖÄÌÇÞ Ì¿ÌÍÎÍÏÍ×ÉÍÁ ÐÄÏÄÀÏ¿

ВЫШЕЛ 11-12 НОМЕР ЖУРНАЛА «РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ» Из печати вышел итоговый 11–12 номер журнала «Российские нанотехнологии» за 2011 год. В номере – окончание каталога научно-образовательных центров национальной нанотехнологической сети. «Современное учебно-методическое обеспечение – основа подготовки кадров отечественной наноиндустрии» – так называется статья К.П. Алексеева и др. Проведенный ав торами статьи анализ результатов выполнения ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в РФ на 2008–2011 годы» показал, что высокие требования к по дготовке и перепо дготовке кадров для наноиндустрии возможно реализовать только на основе с оздания межуниверситетского образовательного пространства и реализации в нем как традиционных способов обучения, так и нетрадиционных с использованием новейших образовательных технологий. С.Б. Тараненко и А.А. Балякин, авторы статьи «Инфраструктура наноиндустрии» из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», уверены, что совершенствование инфраструктуры ННС – основа да льнейшего развития и устойчивого функционирования национальной наноиндустрии. В статье приведены меры, способствующие развитию наноиндустрии в Р оссийской Федерации. Также в номере – статья «О создании инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации» А.А. Шмакова и др. из Минис терства образования и науки РФ. Скачать или полистать номер можно на сайте www.nanorf.ru W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

С.Н. Безносов, М.Г. Пятибратов, О.В. Федоров, Т.Л. Кулова, А.М. Скундин. «Электрохимические характеристики наноструктурированного материала на основе модифицированных жгутиков галофильной археи Halobacterium salinarum для отрицательного электрода литий-ионного аккумулятора». Российские нанотехнологии, 2011. т. 6. № 11–12. Ученые из Института белка РАН в Пущино и Института физической химии и электрохимии РАН в Москве создали литий-ионные аккумуляторы с электродами, материалом для которых послужили жгутики одной из галофильных архей. В основе разработки – недавние микробиологические открытия в производстве наноструктурированных электродных материалов. Сегодня в большинстве мобильных электронных устройств стоят литийионные аккумуляторы, емкость и долговечность которых все еще не отвечают быстрорастущим потребностям современного человека. В 2006 году биотехнологи из Массачусетского технологического института нашли способ использовать в производстве аккумуляторов генмодифицированные вирусные частицы. Однако первые аккумуляторы с кобальтовыми электродами, сделанные еще без применения нанотехнологии, оказались недолговечны. Применение в качестве основы электродов нанопроволок из вирусных частиц позволило сильно замедлить их деградацию. В других работах подобные нанопроволоки были сделаны из бактериальных жгутиков. Исследователи Института белка РАН в Пущино и Института физической химии и электрохимии РАН в Москве доказали, что жгутики архей подходят для использования в аккумуляторах гораздо лучше, чем жгутики обычных бактерий. Дело в том, что многие из архей в природе являются экстремофилами – населяют фактически непригодные для жизни места обитания. Обычно это воды или с очень большой концентрацией растворенных

spoony mushroom

ÑÍË

солей, или с огромной кислотностью, или с очень высокой температурой. Внутри аккумуляторов именно архейные белки могут уцелеть и послужить надежными элементами конструкции. Российские ученые г енетически модифицировали жгутики таким образом, что в них появилось по чет ыре дополнительных остатка аспарагиновой кислоты. Эти остатки в белк ах имеют отрицательный электрический заряд, поэтому к ним хорошо присоединяются положительно заряженные ионы кобальта, что необходимо для правильного протекания в аккумуляторе электрохимических процессов. Полученные таким образом аккумуляторы оказались более емкими и долговечными, так что можно надеяться на дальнейшее развитие этого направления техники.

СОЗДАНЫ СВЕРХНАДЕЖНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ИЗ ВОДНЫХ АРХЕЙ

ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ СТАЛА ДОСТУПНА СТУДЕНТАМ

spoony mushroom

ÌÍÞÀÏÛ ÃÄÉ¿ÀÏÛ

Презентация проекта, выполненного в рамках ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2011 годы», по теме: «Обеспечение удаленного доступа к специализированному нанотехнологическому оборудованию» состоялась 29 ноября в Минобрнауки России. В мероприятии приняли учас тие руководители проектов ведущих университетов России – Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, НИЯУ «МИФИ», МГ ТУ имени Н. Э. Баумана, НИТУ «МИСиС». Благодаря удаленному доступу и симуляторам оборудования, студенты смогут без присутствия в лаборатории проводить измерения и лабора торные работы. Симулятор содержит общие сведения об устройстве электронного микроскопа, сведения по по дготовке оборудования к работе и выполнению комплекса подготовительных операций 3

образца. Сергей Одиноков, заведующий лабораторией оптико-голографических систем на к афедре лазерной и опт ико-электронной системы МГТУ им. Н. Э. Баумана, продемонстрировал на примере своего проекта принципы работы подобного учебно-научного комплекса. Проект посвящен с озданию учебнонаучного комплекса по исследованию и измерению параметров характеристик дифракционных и голограммных оптических элементов. «Сейчас активно используются защитные голограммы – тонкие пленочки, наклеенные на док ументы. Толщина их с лоя – от 1 до 3 микрон и глубина рельефа – о т 1 до 100 нм. Д ля того чтобы использовать такие элементы правильно и в нужных направлениях, таких как оптика, волоконная оптика, медицинское волоконное хирургическое оборудование, различные системы обработки информации и в т ом числе голографических изображений, – очень важно правильно измерить параметры по глубине рельефа и по размерности, по плоскости», – отметил Одиноков. Для исследования этих параметров был создан следующий комплекс, включающий в себя специализированный «Оптико-электронный стенд мультиспектрального лазерного сканирования», а также оборудование: электронный оптический, растровый и атомно-силовой микроскопы и др. Стенд содержит полный комплект контента, в том числе симуляторы, лабораторные работы и т.д. Для того чтобы начать работу, нужно зарегистрироваться на сайте, затем скачать программное обеспечение, которое можно установить на своем компьютере. Запустив программу, пользователь получит доступ к ресурсам сайта лабораторных работ и, ознак омившись с рекомендациями, установит дополнительный плагин для работы с видеообработкой данных и возмо жностью получать изображение с видеокамер лабораторных работ.

ОТКРЫТ НОВЫЙ МЕТОД ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ НАНОАЛМАЗОВ Е.А. Алексенский, А.Я. Вуль, С.В. Коняхин, К.В. Р ейх, Л.В. Шаронова, Е.Д. Эйдельман. Оптические свойства гидрозолей детонационных наноалмазов. Физик а твердого тела. 2012. том 54. вып. 3. Российские ученые из Физико-технического института им. А.М. Иоффе Р АН и Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии исследуют оптические методы изучения детонационных наноалмазов (ДНА). Во многих публикациях характерные размеры наночастиц ДНА оцениваются по данным динамического светорассеяния. Петербургские исследователи постави4

spoony mushroom

ДАЙДЖЕСТ

ли под сомнение применение по добной методики для частиц размеров 3–6 нм, показав наличие существенных особенностей на спектрах поглощения столь малых частиц и экспериментально доказав возможность получения более чистых наноалмазных взвесей. Возможности использования наноалмазов весьма разнообразны. Уникальная твердость делает их незаменимыми компонентами полировальных соединений, а реакционная инертность позволяет применять наноалмазы в качестве износостойких покрытий для нефтедобычи или присадок моторного масла. Интересные перспективы открываются и в области адресной доставки лекарств. Характерные размеры час тиц ДНА отечественного производства составляют 200–400 нм. Поэ тому для своих экспериментов исследовательская группа во главе с профессором, заведующим кафедры физики Санк т-Петербургской химико-фармацевтической академии Евгением Эйдельманом первоначально измельчала наноалмазы до 4 нм. По их уникальной методике водные суспензии ДНА по двергались многоэтапной термической, кислотной и ультразвуковой обработке. В результате получалась суспензия темно-коричневого, опалесцирующего оттенка, значительно более чистая, чем при использовании с тандартной методики помола на шаровой мельнице. На спектрах поглощения полученных суспензий хорошо виден рост поглощения в области 300 и 600 нм. И ес ли для измельченных на шаровой мельнице наноалмазов подобные результаты можно было объяснить локальным разогревом и графитизацией поверхности, то для нового метода подобные предположения исключены.

За появление этих пиков отвечают димеры – молек улы, составленные из двух атомов углерода. Они образуются на поверхности наноалмазов с уменьшением размеров. Такое предположение ученых подтвердилось совпадением теоретических предсказаний и экспериментальных данных. При этом для больших размеров наночастиц наблюдаемый эффект нивелируется не только малой долей димеров, но и общей невыс окой долей оптического поглощения по сравнению с рассеянием. Стоит отметить, что полученные гидрозоли ДНА обладали темно-коричневой окраской, несколько более прозрачной, чем г идрозоли, полученные измельчением на шаровой мельнице. Поэтому выполненную учеными работу можно расценивать не только как вклад в изучение оптических методов исследования наноалмазов, но и к ак первые шаги на пу ти к с озданию прозрачных ДНА, свойства которых, вероятно, откроют еще более широкие перспек тивы для применения в разных прак тических областях. Работа поддержана ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы.

НАЦИОНАЛЬНАЯ НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СЕТЬ ПОЛУЧИЛА СОВЕТ Приказ № 2629 «О Совете национальной нанотехнологической сети» (сокращенно – ННС) подписал 9 ноября 2011 года министр образования и науки РФ Андрей Фурсенко. Приказ утверждает положение и состав Совета сети, цель которых – обеспечить дальнейшее развитие ННС. В положении о С овете ННС г оворится, что Совет будет заниматься рассмотрением «предложений органов и В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ ПОДТВЕРДИЛИ БЕЗОПАСНОСТЬ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА Насколько наночастицы безопасны для здоровья человек а? Ответ на этот вопрос попытались найти исследователи из ФГБУ «НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина», Научно-исследовательского института дезинфектологии, Научноисследовательского института медицины труда РАМН, Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана, биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и Всероссийского научноисследовательского института метрологической службы. В ходе создания эталонно-аналитической лаборатории по определению содержания наночастиц и наноматериалов в с оставе продукции бытовой химии, дезинфекционных средств и парфюмерно-косметических W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

изделий и разработки методов контроля наночастиц в составе продукции ученые провели сравнительные эксперименты: в опытах на изолированных клетках изучили воздействие серебра на представителей нормальной микрофлоры и фибробласты человека. При этом наночастицы серебра сравнивались с ионами с еребра, которые были также растворены в поверхностно-активном веществе (ПАВ). Результат исследования оказался неожиданным: в опыт ах на норма льной микрофлоре к ожи у нано частиц серебра не выявили ник аких особых свойств. Например, по воздейс твию на эпидермального стафилококка ионное серебро оказалось почти в четыре раза более активным, чем наночастицы серебра. По отношению к другим представителям микрофлоры кожи наночастицы обладали такой же активностью, либо ионы значительно превышали активность наночастиц. В опытах на фибробластах кожи человека получились следующие результаты: в контроле после воздействия оставалось 97 % живых клеток, в прис утствии только поверхностно-активного вещества в растворе вообще не осталось живых к леток, а с наночастицами и ПАВ ос тавалось 10 % живых клеток, в то время как в растворе ионного серебра с ПАВ – лишь 6 %. Другими словами, как ионное серебро, так и наночастицы сгладили токсическое действие раствора. Работа проводилась в ходе выполнения государственного контракта «Разработка нормативно-методического обеспечения и средств контроля содержания наночастиц в продукции бытовой химии и парфюмерно-к осметических изделиях».

напоминает листья лотоса. Подобное покрытие позволило ис следователям увеличить водоотталкивающие свойства поверхности и придать сплаву высокую коррозионную стойкость. На сайте журнала ACS Applied Materials & Interfaces доступен препринт работы. Сплавы магния отличаются низким удельным весом, высокой удельной прочностью и способностью к поглощению вибрационных колебаний. Именно поэтому эти сплавы достаточно широко используются в авиационной и автомобильной промышленности, где подобные качества играют ключевую роль. Однако магний и магниевые сплавы обладают относительно низкой стойкостью к коррозии. Для того чтобы придать поверхности сплава свойства листьев лотоса, ученые помещали металлическую пластинку в электролитическую ячейку с раствором NaCl. Под действием электрического тока на повер хности сплава про текали химические реакции и происходило растворение молекул сплава. Исследования на С ЭМ показали, что в результате электрохимической обработки на поверхности пластинки появляются микроскопические бугорки и частички, на которых расположены отростки и впадины поменьше – размером порядка сотен нанометров. Подобная шероховатая и пористая структура при помещении ее в коррозионную жидкость способна удерживать большое количество воздуха в микроскопических и наноразмерных впадинах. А области с воздухом препятствуют протеканию химических реакций, ответственных за коррозию. Затем с целью усиления водоотталкивающих свойств поверхности они наносили на шероховатую пластинку сплава магния гидрофобное покрытие – пленку фторалкилсилана.

КИТАЙСКИЕ УЧЕНЫЕ СОЗДАЛИ ВОДООТТАЛКИВАЮЩУЮ ПОВЕРХНОСТЬ Wenji Xu, Jinlong S ong, Jing Sun, Yao Lu, Ziyuan Yu «Rapid Fabrication of Large-Area, Corrosion-Resistant Superhydrophobic Mg Alloy Surfaces». ACS Applied Materials & Interfaces. Препринт работы доступен на сайте журнала.

spoony mushroom

участников ННС по совершенствованию механизмов формирования, функционирования и развития ННС с пос ледующей подготовкой рекомендаций для Министерства образования и науки РФ». В сфере компетенции Совета – вопросы повышения «эффективности использования объектов инфраструктуры ННС и результатов деятельности участников ННС в сфере нанотехнологий и наноиндустрии»; повышение «вклада участников ННС в решение задач президентской инициативы “Стратегия развития наноиндустрии”»; включение (и исключение) организаций в состав сети. ННС создавалась в рамках ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2011 годы». Бюджет программы составил 27.5 млрд рублей. Основная его часть пошла на закупку современного оборудования для институтов и вузов. На новой инструментальной базе были с озданы научно-образовательные центры – всего 43 объекта. По оценке министерства, в 2010 году НОЦы заработали сумму, равную 33 % от затраченной на них из бю джета программы. Наиболее активные участники образовали национальную нанотехнологическую сеть – об ъединение организаций, выпускающих и продвигающих высокотехнологичную продукцию. Объем выпущенной ими продукции составил 1.4 млрд рублей. Помимо закупки оборудования программа финансировала разработку учебной методической литературы для вузов и нормативов по безопасности наноматериалов. Поскольку продолжать программу не планируется, остро встал вопрос о том, чтобы результаты профинансированных ею проектов были использованы обществом, а созданные НОЦы развивались.

spoony mushroom

ДАЙДЖЕСТ

Ученые из Китая разработали метод создания на поверхности сплавов магния покрытия, которое по своей с труктуре 5

НАНОМАТЕРИАЛЫ

Нанореволюция, где ты? В конце восьмидесятых годов мир был взбудоражен книгой Эрика Дрекслера «Машины созидания». В ней рассказывалось о грядущем прорыве в нанотехнологиях, когда люди начнут создавать структуры и механизмы размером не более нескольких миллиардных долей метра. Автор бестселлера предсказывал, что всего через несколько десятилетий будут изобретены устройства, способные из атомов конструировать все что угодно. Ученый также описывал, что может случиться, если наносборщики выйдут из-под контроля и начнут воспроизводить самих себя в огромных количествах, заполняя окружающее пространство так называемой серой слизью. Сейчас, 20 лет спу стя, можем ли мы сказать, что подошли ближе к той

эре, о которой писал Дрекслер? Несомненно, да. Не волнуйтесь, до стадии «серой слизи» нам еще очень далеко — на сегодняшний день существует всего несколько десятков продуктов, в составе которых, по утверждению производителей, содержатся наночастицы, — это, например, пластыри для быстрого заживления ран и краска, защищающая стены зданий от нанесения граффити. Тем не менее прогресс не стоит на месте, и разработка наноскопических приспособлений, предназначенных для выполнения самых разных функций, идет полным ходом. Исследователи давным-давно поняли, что в мире особо малых величин важную роль играет не только размер, но и форма. Именно конфигурация

Нанотрубки СОСТОЯНИЕ «НОЛЬ» Внешняя нанотрубка электрически нейтральна. Внутренняя обладает зарядом и может перемещаться внутри внешней.

ЭЛЕКТРОД УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ ЭЛЕКТРОД

СОСТОЯНИЕ «ЕДИНИЦА» Подача напряжения на электрод приводит в движение внутреннюю трубку. В результате цепь замыкается. Оба положения сохраняются даже после отключения питания, поэтому такая система может использоваться для длительного хранения информации

структур определяет их основные свойства: электро- и теплопроводность, способность поглощать свет, износостойкость и поведение при контакте с другими частицами. Недавно ученым удалось заставить нанообразования различной формы взаимодействовать друг с другом по определенной схеме. «Мы на учились полностью контролировать и воспроизводить этот процесс, — говорит Джеймс Хит из Калифорнийского технологического института в Пасадене. — Теперь можно всерьез задуматься о том, что раньше казалось фантастикой». Пока нанотехнологии не достигли своего расцвета, но кое-какие интересные разработки уже появились. О них и поговорим.

Интерес к ним начал неуклонно расти еще с начала девяностых. Эти цилиндрические структуры намного прочнее и в то же время гораздо легче, чем сталь. Они эластичны и при внешнем воздействии изгибаются, однако при устранении нагрузки принимают прежнюю форму. Они могут отлично проводить электричество или же вести себя как полупроводники — в зависимости от связей между атомами углерода в них. Такие свойства делают их незаменимыми для электроники и вычислительной техники. Нанотрубки могут использоваться в качестве основы для высокоэффективных запоминающих устройств. Например, Джионг Вон Канг и Кинг Джианг из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали модель накопителя, который мог бы прийти на смену современным флеш-картам и жестким дискам ( Nanotechnology, т. 18, с. 095705). Ученые вставили одну трубку в другую, большего диаметра, и поместили их между двумя электродами. Каждая из двух возможных конфигураций полученной системы представляет собой либо 1, либо 0 двоичного кода.

В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

НАНОМАТЕРИАЛЫ

Нанопровода

КРЕМНИЕВЫЕ НАНОПРОВОДА ДИАМЕТРОМ 5 НМ

ЭЛЕКТРОД СТОКА

ВЕРХНИЙ ЗАТВОР ДИОКСИД КРЕМНИЯ

ЭЛЕКТРОНЫ БИОМОЛЕКУЛА ЭЛЕКТРОД ИСТОКА ГИБКИЙ ПЛАСТИК

Если уменьшить диаметр стержней из кремния и других полупроводников до нескольких нанометров, они приобретают совершенно замечательные свойства. Фактически они становятся одномерными объектами — электроны могут бежать только вдоль них, но никак не поперек, поэтому перемещение частиц по ним очень легко контролировать. Нанопровод по принципу работы можно сравнить с садовым шлангом, наступив на который вы с легкостью перекроете поток воды. В обычных же электросетях ток больше похож на реку: ее течение уже не остановишь с помощью ноги. Из этих удивительных наноструктур получаются высокочувствительные сенсоры, обнаруживающие токсичные вещества при содержании их на уровне всего лишь нескольких миллиардных долей; одна-единственная молекула, попавшая на детектор, нарушает движение электронов. Нанопровода — эффективные преобразователи тепла в электричество и могут использоваться в качестве основного элемента компактных охлаждающих устройств (Nature, т. 451, с.163). Кроме того, на их основе ученые создали биочипы — имплантаты, способные отслеживать биологические процессы в живых организмах (Nature Materials, т. 6, с. 379).

Фуллерены Нанотехнологии могут существенно расширить возможности использования альтернативных источников энергии. На протяжении многих лет ученые пытаются заменить обычные солнечные батареи из кристаллического кремния на более дешевые аналоги. Органические фотоэлементы на основе полимерных материалов могли бы стать решением проблемы, если бы их эффективность не была так низка. Повысить их производительность позволяют хорошо известные наноструктруры — так называемые фуллерены — сферические молекулы, состоящие из атомов углерода. Обычно электроны, высвободившиеся из полимера под действием фотонов, практически сразу теряют свою подвижность. Однако фуллерены могут захватывать их и организовывать их движение в электрический ток. Алан Хигер и его коллеги из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре первыми разработали органический фотоэлемент, состоящий из нескольких слоев композитного материала с добавлением фуллеренов и поэтому способный

W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

CТЕКЛО

ФОТОНЫ

ФУЛЛЕРЕН (1 НМ В ДИАМЕТРЕ) СВОБОДНЫЙ ЭЛЕКТРОН

ФОТОНЫ

ПРОВОДЯЩИЙ ПОЛИМЕР

ЭЛЕКТРОД

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

поглощать более широкий диапазон световых волн. КПД изделия составляет 6.5 процентов — рекорд в свое время для такого рода батарей (Science, т. 317, с. 222). А совсем недавно этот рекорд был

побит исследователями из Национального университета Чао Дун (Тайвань) — полимерные фотоэлементы с фуллеренами достигли КПД 7.3 процента (Angewandte Chemie International Edition, т. 50, с. 9386).

НАНОМАТЕРИАЛЫ

Наночастицы

ЦЕПОЧКИ ДНК НАНОЧАСТИЦЫ ЗОЛОТА (10 НМ В ДИАМЕТРЕ), СОВМЕЩЕННЫЕ С ДНК

ТРЕХМЕРНАЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА

Для дальнейшего развития нанотехнологий самое главное — «научить» молекулы самоорганизовываться в структуры заданной формы. Тогда можно было бы строить из них все что угодно. Но как этого добиться? Один интересный метод предложили сотрудники Северо-западного университета в Иллинойсе и Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке. Ученые прикрепили к наночастицам золота цепочки запрограммированной ДНК. В результате из получен-

ных элементов сама собой сложилась упорядоченная трехмерная конструкция (Nature, т. 451, с. 549 и с. 553). Таким способом можно формировать кристаллоподобные образования (см. рисунок), увеличивающие скорость химических реакций, улучшающие оптические свойства сред и даже способные бороться с различными заболеваниями. Исследователи уже работают над созданием более сложных наноразмерных объектов.

Мэйсон Инман Статья опубликована в журнале New Scientist №10, 2011 год

В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ИНТЕРВЬЮ

Наука и Россия: взгляд из Манчестера Возглавляемая нобелевским лауреатом Андреем Геймом группа из University of Manchester – одна из самых известных научных команд в мире. Ее можно сравнить с Manchester United в футболе: обе имеют превосходных игроков и большие титулы, осаждаемы журналистами и недосягаемы для большинства конкурентов. Интерес к исследованиям, которые проводят физики из Манчестерского университета, колоссальный. Недавно на одной из научных секций проходившего в МГУ международного Нано и Гига Форума мне пришлось довольно долго ждать, когда же состоится мое давно запланированное интервью с одним из членов этой команды, имеющим российские корни, Сашей Григоренко, которого зажали в плотном кольце ученые из разных стран. Когда же мой герой нашел для меня время, мы пошли в студенческую столовую пить кофе с молоком и вести беседы о будущем мировой науки. Каким оно видится из Манчестера глазами бывшего российского физика, что полезного может сделать для российской науки диаспора, как развиваются графеновые теории и эксперименты, почему нельзя вкладывать деньги в ускорители и что нужно для того, чтобы стать успешным ученым?

Итак, мой респондент – заведующий лабораторией оптики наноструктурированных материалов Университета Манчестера, в прошлом на учный сотрудник Института общей физики им. А.М. Прохорова Саша Григоренко. Кстати, по поводу имени. Саша – это не фамильярность. Ученый сам решил так официально представляться после того, как на одной из международных конференций англичане его записали Алексом. Тогда ему пришлось объяснять зарубежным коллегам, что они ничего не понимают в русских именах, что в России Алекс – это Алексей, а Александр – совсем другое имя. Однако звать нашего соотечественника полным именем англичанам оказалось трудно, и в качестве компромиссного был принят вариант «Саша».

КАК В UNIVERSITY OF MANCHESTER ПРИШЛИ РУССКИЕ

Игнат Соловей

Саша, очень приятно видеть Вас в числе докладчиков Нано и Гига Форума. Кстати, почему Вы решили участвова ть в этом мероприятии: тематика конференции привлекла или, может, состав участников? – Если честно, просто хороший человек пригласил. Вообще, я нечасто езжу на конференции, считаю это бессмысленным времяпровождением.

Григоренко Александр Николаевич родился 14 февраля 1963 года в го-

роде Макеевка Донецкой области Украинской ССР. Окончил Московский физикотехнический институт, факультет проблем физики и энергетики, и аспирантуру того же института. Работал старшим научным сотрудником Института общей физики АН СССР (затем РАН) (1989–1998), исследователем в Институте Бата (1998–2000) и Институте Плимута (2000–2002). С 2002 года – лектор Манчестерского университета, руководитель нанооптической лаборатории в группе конденсированных состояний. Хобби: музыка, футбол. Болеет за «Манчестер Сити», играет с коллегами в любительский футбол, в команде – полузащитник

W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

Мне всегда казалось, что ученые, наоборот, с удовольствием приезжают на большие конференции, считают участие в подобных мероприятиях подтверждением своей статусности… – Правильно, это считается подтверждением статуса, полезной для промоушена вещью. Но я от этого далек. На мой взгляд, что-то специально придумывать для того, чтобы создать себе имя в науке, не нужно. Если вы действительно сделаете что-то стоящее, все само собой будет, за редким исключением. Может, в этом и состоит одна из больших проблем современной науки: многие ученые заняты тем, что пытаются себя как-то «забрендировать». Я же считаю неправильной саму идею бренда. Ты либо сделал что-нибудь хоро9

ИНТЕРВЬЮ шее – и тогда люди будут делать то же самое, либо не сделал. Я не понимаю, как человек может регулярно, каждые полгода-год, выдавать на-гора результаты, достойные докладов на пленарных заседаниях. На конференциях, конечно, еще завязываются контакты. Но тут все зависит от характера человека. Некоторые сходятся с людьми легко. Им ничего не стоит остаться, задать какойнибудь вопрос нужному ученому. Другим в радость ездить, менять месторасположение. А есть просто более замкнутые люди. Я не совсем такой: когда нужно, могу вступить в дискуссию, но меня напрягает дорога. И потом, на конференциях не так много времени на общение, в этом смысле мне больше нравятся семинары, где есть возможность посмотреть лаборатории, поговорить с интересующими тебя людьми столько, сколько нужно. Поэтому почти все свои контакты с лучшими учеными я установил на семинарах, а не на конференциях. Расскажите о группе, в которой работаете: как она организовалась, какова сейчас ее структура, какая роль отведе на Вам в команде? – Сейчас это большая группа, порядка 30 человек, которой руководит Андрей Гейм, а Костя Новоселов ему помогает. Группа возникла, когда Гейм перебрался в Манчестер из Голландии в 2000 году и занялся исследованием физики твердого тела. Поначалу все оборудование (которого было немного) умещалось в одной довольно пустой большой комнате, а на строительство чистой комнаты еще только «писался» большой грант... На сегодняшний день наша группа состоит из нескольких маленьких лабораторий. Одну из них, которая занимается магнитными свойствами материалов, возглавляет Ирина Григорьева, супруга Андрея Гейма (когда-то она работала в Черноголовке). Другая лаборатория ведет исследования по жидкому гелию, ее руководитель – тоже наш соотечественник, Андрей Голов. И наша маленькая лаборатория, которой заведую я, исследующая оптику всевозможных наноструктурированных материалов. В группе все активно сотрудничают – например, мы помогали измерять оптические свойства графена. У нас довольно весело и принято ставить всякие смешные эксперименты, которые часто обсуждаются сообща. Нет такого, что каждый сидит в своей комнате, и занимается только своим делом, и никого не заме10

чает вокруг. Если нужна помощь от коллег, она поступает. Иногда, правда, и пинок под зад получаешь, если несешь какую-нибудь чушь… От кого? – От всех. Все принимают участие, любят объяснить, как нужно сделать. Но они действительно знают , как нужно сделать. Это некий способ ведения дискуссии (порожденный Физтехом): «Я сейчас тебе объясню, как это на самом деле…» Но это не означает, что все мы самоуверенны до невозможности. Любой может признать, что не прав. Сколько в группе человек, имеющих российские корни? – Довольно много – порядка десяти. Хотя раньше в Великобритании в одной команде больше двух русских собрать было нельзя. Но в Манчестере, после прихода Андрея Гейма, появилось сразу трое ученых из России. Видимо, англичане тогда дали слабину. А сейчас они стали чаще принимать иностранцев на работу – в биологии, к примеру, очень много китайцев.

О ЧЕМ ЖАЛЕЕТ NATURE Графен стал популярен еще до того, как за него вручили Нобелевскую премию. А откуда пошла эта волна: от первой статьи в Science или от первого образца? – Я думаю, последнее утверждение верно. Не будь первого образца – не было бы первой статьи в Science… Развитие физики, если вы внимательно посмотрите, всегда сопряжено с какими-то вещами, которые предоставляют некое новое поле деятельности. Мой любимый пример – диаграмма смешивания углерода и железа. Она настолько сложная, и столько открытий было сделано для того, чтобы появились новые материалы – булатные, легированные стали… Кто лучше всех здесь преу спевал, тот в итоге, образно выражаясь, мечом всех и зарубал. Откачали воздух – получилась вакуумная техника, сжижили кислород и гелий – появилась криогеника со сверхпроводимостями и сверхтекучестями. Но вначале отношение к первооткрывателям почти всегда настороженное. То же самое, когда в 2005 году наши коллеги, будущие нобелевские лауреаты, сделали первый образец графена, – никаких оваций не было. Т е, у кого графен получался, им верили. У кого не получался, соответственно, нет. Теория ведь говорила, что не существу ет

этого материала. Серьезно, теоретиками было доказано, что графена в природе быть не может . Кстати, по этой причине первая статья очень тяжело проходила. В Nature ее не приняли и в результате опубликовали в Science. Наверное, сейчас Nature немного жалеет об этом... А «волна пошла» тогда, когда стало ясно, что по целому ряду параметров графен имеет приставку «супер» и обладает исключительно занимательной физикой. Кому интересно, каноническая история рождения графена изложена в нобелевской лекции «Rando m Walk to Graphene». Как часто бывает в таких случаях, каноническая история намного забавнее апокрифических. Что дала физикам Univ ersity of Manchester популярность графена? – Многое дала, но одновременно чтото и забрала. Если бы вы знали, какое количество журналистов там было в первое время, причем в основном российских! Потом английских, китайских, японских… Работать нельзя было. Наверное, потому, что общественность долго ждала некоей на учной революции, появились даже мнения, что физики больше ничем не могут удивить мир. – Знаете, в конце XIX века тоже некоторые говорили: «Физике – конец!», а математик Гильберт даже предложил – как насущную – проблему аксиоматизации физики. Но в XX столетии открыли фотоэффект, квантовую механику, сильное и слабое взаимодействие. Оказалось, можно на этот счет расслабиться: огромное пространство для деятельности впереди. Особенно сейчас стало ясно, что нельзя вкладывать деньги в таком количестве в ускорители, а лучше вложить их куданибудь в исследования, которые обусловлены любознательностью. Я уверен, что сказки про конец физики так и останутся сказками. Но в отместку я бы поговорил о конце математики. И не потому, что в математике уже невозможно ничего нового сказать, а потому, что доказательства стали такими длинными и бесконечными, что для их проверки ученый должен потратить полжизни, а на чтение научной статьи, которая занимает минимум 100 страниц, – не меньше полугода. Может быть, поэтому Гриша Перельман и не писал статью, а просто в архиве оставил свое доказательство гипотезы, и все дела. Хотя к предсказаниям «конца» чего-нибудь надо, конечно, относиться с юмором – мы предполагаем, а природа располагает. В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ИНТЕРВЬЮ

ОТКУДА ДЫРЫ В БЮДЖЕТЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ФИЗИКИ Вы сделали очень интересное замечание на тему того, что не стоит вкладыва ться в ускорители. Почему? – Да потому, что это просто машина для пожирания денег. Как и что в России происходит, вы знаете, не правда ли? Появляется программа – и сразу возникает вопрос: что стоит больше всего? Дальше мы будем покупать это наименование за самые большие деньги, потому что так у нас больше всего в кармане осядет. То же самое работает и для ускорителей. Плюс непонятно, даст ли оно какой-нибудь результат. После того как партикулярные физики обещают большой взрыв в большом ускорителе – то, может, отсутствие результата – оно и к лучшему? Почему же Вы им так не доверяете? – Эти ребята, простите, не могут сделать нормальный сверхпроводящий магнит. У них гелий утек, сорвался пуск коллайдера, и они целый год эту машину ремонтировали. А люди боятся, что они сделают черную дыру! Как говорят злые языки, черную дыру они таки уже сделали – в бюджете европейской физики. По-моему, эти ученые немножко отдалены от народа. Есть куча всего, что нужно исследовать, не впадая в гигантоманию. Даже с основополагающими понятиями физики не совсем все ясно. Нет четкого понимания, почему работает термодинамика, квантовая механика. Часто известны рецепты, как что подсчитать, а почему оно работает так или иначе, никто не знает . А сколько можно сделать интересных экспериментов! Нам же все предлагают обсуждать большой взрыв, инфляцию вселенной, темную энергию и реликтовое излучение... А что даст более г лубокое понимание основополагающих законов физики? – На сегодняшний момент проблемы в высокоэнергетической физике, как мне кажется, следующие. Все развивалось экстенсивным методом, грубо говоря, вы просто открывали новые частички. Но на каком-то этапе старый способ, когда вы брали «кувалду», стучали по атомам и смотрели, как они разлетаются, исчерпал себя – «кувалды» оказалось уже недостаточно. И потом, когда вы стали сильно бить, лететь начали не частички атома, а частички, рожденные этим ударом «кувалды». Понять, что за этим делом стоит, тяжело. Вполне возможно, нам понадобится другой способ познания природы. Пока он еще W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

не открыт, но это не означает, что его не существует. Пока то, что мы знаем, бесконечно мало по сравнению с тем, что есть на самом деле. На вопрос «что такое электрон? » никто разумно не ответит! Такая же ситуация и с квантовым описанием гравитации, над чем бьются достаточно долго. Самый простой пример: высокотемпературные сверхпроводники, наделавшие много шума в науке. Я хорошо помню 1986 год, забитый зал семинара Гинзбурга… Больше двадцати лет прошло с того момента, а воз и ныне там: никто, имея все умения современной физики, пока не может объяснить, почему электроны спариваются при таких высоких температурах. А если бы это стало понятно, мы уже давно бы пользовались проводниками в линиях электропередач, которые совсем не теряли бы энергию при ее передаче.

навигация, резка материалов… Любое считывание цифровой информации завязано на лазеры. Надеюсь, так будет и с графеном. Т очно известно одно: на данный момент графен много интересного дал физике и – я практически уверен – даст еще больше со временем. Это революционное открытие, новый материал и новый способ изготовления двумерных материалов. Кто-то скажет, что это очевидно. Но тогда почему его не могли сделать столько лет? До какого времени будут продолжаться исследования графена? Какой результат нужно получить, чтобы о н был признан удовлетворительным, конечным? – Это невозможно сказать. Каждый раз обнаруживается что-то новое. Пока только соскребли верхушку айсберга.

КАК ПОДНЯТЬ ИНДЕКС ХИРША ЗАЧЕМ НУЖЕН ГРАФЕН Скажите, насколько продвинулись работы по графену, после того как за его открытие присудили Нобелевскую премию? – Сильно продвинулись. Я бы сказал, наступил некий ренессанс. Г рафен уже «водородили», фторировали – ведь, в конце концов, графен – это большая и плоская органическая макромолекула. После графена сделали боронитрит – аналог графена, только диэлектрик. И сейчас наши нобелевские лауреаты исследуют его физику. Это довольно интересно. Плюс создаются всяческие рукотворные слоистые структуры на основе графена и гибридные структуры. Графен приобрел сумасшедшую популярность, в том числе и благодаря журналистам. Но не преждевреме нен ли такой ажиотаж вокруг него? Действительно ли этот материал способен кардинально поменять нашу жизнь? – Время покажет. По этому поводу нужно расслабиться. У каждого человека может и должно быть свое мнение. Я работал в Институте общей физики им. А.М. Прохорова, ученые которого, как известно, в 1964 году получили Нобелевскую премию за работы по лазерам. Тогда тоже сначала многие говорили: кому нужен этот генератор или усилитель – совершенно бессмысленное занятие! Но когда представили несколько вариантов лазера, спектроскопии, отношение поменялось на противоположное. Если смотреть правде в глаза, сейчас лазер – один из самых использу емых приборов. CD-writer, DVD-writer,

Что Вы сами считаете своим г лавным научным достижением? – Надеюсь, оно у меня еще впереди. А если конкретнее, что является вашей «визитной карточкой» в на уке? Как Вы сами себя презентуете? – Я себя никак не презентую. Мне просто нравится познавать новое и заниматься физическими исследованиями. Это здорово, когда твоя профессия и есть твое хобби. А другие? Вам же наве рняка интересно, как Вас видят со стороны, к примеру, коллеги, рецензенты Ваших статей? – Не очень интересно, если честно. Если принимают статью – хорошо, если не принимают – плохо, вот и все. По большому счету, я со всеми нахожусь в хороших отношениях. Хотя, как показывает практика, если вы делаете что-то хорошее и новое, то, скорее всего, это будет пробиваться с трудом. Пример с графеном – тому подтверждение. Но, надеюсь, не все еще сделано. В принципе, если человек знает свое предназначение, то у него по жизни все просто: он долбит в одну точку – получится либо нет. Ему можно не думать о славе, о премиях. Он знает, что ему нужно копать отсюда и до конца жизни, и этим занимается. А что Вы копаете? – Узнаем со временем. Если откопаю что-нибудь, обязательно расскажу. Есть разные люди. Кто-то яблоки срывает, подставляет стремянки – когда-то плоды лучше, когда-то – хуже. Ньютон 11

ИНТЕРВЬЮ камушки собирал, как вы помните. Он говорил: «Я ничего не открыл, а просто собирал камушки на берегу моря. Когда-то камушек получался лучше, прозрачнее, а когда-то – хуже». Каждому свое. Копать немного тяжелее, поскольку не ясно, что выкопаешь: золотую жилу или пустую породу. Зато никто не мешает. В процессе копания отчитываетесь, сколько и чего накопали? – Моя главная обязанность – читать лекции студентам, потом уже лаборатория и наука. Наука – это счастливая возможность, когда студентов нет. За результаты исследований, как я считаю, ученый никому не должен отчитываться, разве что самому себе. Если получится что-то сделать и для других – это здорово. А как Вы гранты выигрываете: что обычно пишете в заявках? – В заявке нужно хорошо изложить свою идею, объяснить, почему этот грант следует давать вам, а не кому-то другому. Для этого хорошо бы иметь приличную статью и проделанную работу, которая показывает, что это новое направление, достойное финансирования. Тогда обычно легче. Ваш послужной список, импакт-фактор играют при этом какую-то роль? – Играют, конечно. Помимо этого, в Англии очень важно, откуда ты. Если из Оксфорда или Кембриджа, то грант получить, конечно, легче. Какой у Вас индекс Хирша? – Небольшой, 20. Я не верю в этот индекс, если честно, несмотря на то, что сумасшествие с его подсчетами затронуло все прогрессивное человечество. Как только он вышел, он был осмыслен. Но по прошествии 10 лет его актуальность сошла на нет. Если

вы посмотрите на количество журналов, оно экспоненциально возросло, как только людям сообщили, что они должны иметь большой индекс Хирша. Все профессора и прочие граждане, занимающие большие позиции, начали печатать не по 5, а по 15 статей в год. Соответственно, если в каждой статье вы хотя бы пяток-десяток своих работ процитируете, у вас через считанные годы будет индекс Хирша за 40. Большинство людей, у которых выходят десятки статей в год, часто в публикациях повторяют одно и то же, ссылаясь на одни и те же свои работы. Поднять за пять лет индекс Хирша ничего не стоит. В таком случае, м ожно ли создать более совершенную модель подсчета эффективности работы ученых? – На мой взгляд, нет. Это все бессмысленно. Нельзя одним числом отразить все многообразие работы ученого. Конечно, более или менее честным было бы в этих рейтингах учитывать небольшое количество журналов, публикующих что-то хорошее. Если ты там опубликовался, то чего-то в жизни, несомненно, достиг. В принципе, этого достаточно, чтобы можно было подавать на гранты. При всем этом надо понимать, что есть люди, которые только окончили институт, и они не могут публиковаться в крупных журналах, однако они тоже могут делать хорошую науку, и им тоже нужно давать шанс, давать гранты. Должно быть не так, как сейчас в той же Англии, где полюбили мегагранты. Мне кажется, нужно какую-то часть денег поделить на разумно маленькие гранты, чтобы давать их людям, которые скажут: «Я хочу это исследовать, потому что это интересно». Например, при существующей системе было бы невозможно выиграть грант на графен. Во-первых, никто бы не пове-

рил, что можно получить стабильный двумерный материал, так как теоретики показали, что это невозможно. Во-вторых, есть проблема с реферированием – люди, которые реферируют твои статьи или рассматривают заявки, в науке занимаются примерно тем же самым… Они могут воспользоваться твоей идеей.

ЧЕГО НЕ ХВАТАЕТ РОССИЙСКОЙ НАУКЕ Каковы, на Ваш взгляд, главные неудобства британской научной среды? – Конечно, в Англии тоже все забавно. Там очень большая конкуренция университетов, многие крупные гранты забирают Оксфорд, Кембридж и Лондон. Однако есть некий ненулевой процент грантов (~25 процентов), которые и другие могут честно выиграть. В этом, по-моему, главное отличие западной науки от российской, где гранты часто получают по знакомству. Откуда Вы это знаете? – Hearsay, как говорят англичане, то есть слух. В России нет прозрачности и есть возможность обналичивания, тогда как на Западе на что деньги попросил – на то и должен тратить. Опять же, в отличие от России, в Англии не бывает такого, чтобы вам сказали: «Идея хорошая, но мы дадим тебе 40 процентов от того, что ты просишь». У нас срезают максимум на 10 процентов, потому что все понимают, что если больше сократить, то работа просто не будет выполнена. Получится результат или нет – это уже другой вопрос. Но там точно нельзя взять грантовые деньги и послать всех к черту. Вы поддерживаете научные связи с российскими коллегами? – Когда-то поддерживал, в последнее время нет. В России в какой-то момент

»nanorf.ru новости 12

аналитика

карьера

В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ИНТЕРВЬЮ стало очень тяжело заниматься наукой, исследования практически не финансировались, и непонятно было, чем мы можем помочь друг другу. Сейчас стало полегче. Может, будем вместе что-то делать. Сколько, если не секрет, зарабатывает британский ученый? – Немного. В принципе, Россия могла бы легко платить такие же деньги. Почему она не хочет этого делать – хороший вопрос. А Вы бы ве рнулись работать в Россию на зарплату, сопоставимую с Вашей нынешней? – Я десять раз бы подумал. Вообще, я уехал довольно поздно, в 1998 году, и без особого желания. Просто тогда со здоровьем случились проблемы, надо было еще семью содержать, а я получал очень мало. При всей моей любви к родине нельзя было жить на мизерную сумму, которую еще не всегда выдавали. А зарабатывать постоянно грантами, чем мы тогда в основном занимались, очень тяжело. В результате, вместо того чтобы работать, становишься машиной для написания заявок на гранты. На самом деле я бы очень хорошо подумал, прежде чем вернуться. Я уже более десяти лет живу в Англии, все болееменее там знаю… Но все же Вы не исключаете возможность возвращения? – Я бы, может, и переехал куда-нибудь на временную позицию, на 7–10 лет . На Западе люди редко работают все время на одном месте. Часто выбирают new challenge, новое дело. Считаю, что это разумно. Необязательно все время сидеть неподвижно и говорить: «Я патриот этого места, я его очень сильно люблю». Иногда перемещение в пространстве приводит к появлению новых мыслей. Ты попадаешь в другое окружение, тебе задают другие вопросы, на них могут быть более интересные ответы. Что же касается российской на уки, то у меня полное ощущение, что на нее всем наплевать. Если есть нефть, то зачем нужна наука? Может быть, это и правильно – кто знает… Мне кажется, наверху решили: раз интеллигенция нас не любит, то вместо нее мы будем дружить с байкерами... Вы в курсе, как реформиру ется сегодня российская наука: появляются новые фонды поддержки, корпорации, то же «Сколково»? – Конечно. У меня здесь друзья, с которыми я постоянно общаюсь. Что же W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

касается реформ, то, думаю, есть еще много вещей, которые имеет смысл сделать, например Академию наук резко урезать. Почему? – Я был в академических институтах, в которых вообще ничего нет , кроме фирм. Очевидно, что ученые там совсем не появляются и науки никакой нет. Спорить не буду: есть институты, которые работают. Но их бы и оставить, а остальных подрезать и вынести часть науки за Москву, в деревню, построить нормальный академгородок. Не может наука жить в таком дорогом городе, в котором до работы добираться приходится часа полтора! Это бессмысленно, так же как и строить «Сколково» в самом лучшем районе, в котором понятно кто будет жить через некоторое время. А кто поедет в эту деревню? – Эйлер же поехал в грязный, мокрый Петербург, где нет лета… То было в XVIII веке... – Ученым не так много нужно: нормальная зарплата, еда, жилье и место, где делать на уку. Уже этого бывает достаточно, чтобы что-то разумное происходило. Сейчас, в принципе, если создать хорошие у словия жизни, заниматься наукой на современных приборах, пригласить некоторое количество ребят, которые все это построят… И Вы бы поехали в российскую глубинку? – Пока не знаю, это зависит от предложения. Скорее всего, пока Путин будет при власти, – нет. И не потому, что я Путина не люблю. Просто у него был карт-бланш, чтобы сделать хорошо. Он довольно долго был президентом, страна получала очень большие деньги, нефть стоила 150 долларов за баррель, стабилизационный фонд был огромный. Можно было сделать 3–4 нормальные научные программы. Почему он этого не сделал – вопрос без ответа. Я не большой поклонник управленцев типа Чубайса. Как он выжил на протяжении всей перестройки или приватизации, я не могу понять. Для меня очень странно, что он сейчас заправляет «Роснано». Полагаете, что все проблемы российской науки из-за несовершенства политической системы? – Однозначно. Можно все что угодно говорить по поводу Запада, но там есть выборы. Там реально одна пар-

тия может победить другую. В России выборов нет. Как ребята наверху договорятся, так и будет. Еще раз повторяю: может быть, это для России и разумно. Ее, как известно, умом не понять и аршином общим не измерить. У Вас какое гражданство? – Российское. То есть Вы будете голосовать на выборах президента РФ в 2012 году? – В жизни я голосовал два раза. Один раз против Тихонова, который был председателем Совета Министров в 1980-х годах и который в свои 80 лет (!) баллотировался в Верховный Совет СССР (если мне не изменяет память). Нам было интересно проверить, будет ли процент голосовавших «за» отличен от 100 процентов? Мы, кстати, были единственными людьми в нашем округе, которые спрашивали: «Где здесь кабинка для голосования?» После этого к нам приходил парторг института и убеждал: «Ребята, вам в этой стране еще жить». А ведь формально голосование было тайным... Второй раз я голосовал против Ельцина, вернее, «против всех» во время вторых выборов президента РФ в 1996 году. Идея была такая, что, если ты против всех проголосуешь, тогда новые кандидаты придут. Президент был болен, и было ясно, что он не будет управлять страной, что за ним встанет кто-то другой. Но в обоих случаях результаты выборов оказались таковы, что стало ясно: реальные голоса избирателей в них мало что значили. После этого я больше не голосовал. Нет, я не стал аполитичным. Но пока не будет ясно, что есть возможность хоть что-то поменять, какой смысл изъявлять свою волю? С ней все равно не считаются… Единственное, почему можно было бы пойти, – чтобы твоим голосом не воспользовались. Если отвлечься от политики, что, на Ваш взгляд, определяет успех в научном процессе? Может, есть еще какие-то приоритетные вещи, которые в должной мере не учитываются в организации российской науки? – Знаете, мне страшно повезло с командой, которую собрал в Манчестере Андрей Гейм. Поэтому, на мой взгляд, было бы здорово, если бы в России тоже поняли, что кадры решают все. В принципе, есть все, чтобы восстановить русскую научную школу, подорванную перестройкой и распадом Советского Союза. Было бы здорово, если бы это произошло в ближайшее десятилетие. Наталья Быкова 13

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ

Трудовые будни университета-завода: установлен суперстанок «Университет без завода будет выпускать невостребованных специалистов, а завод без университета никогда не сможет развиваться», – сказал в интервью STRF.ru Игорь Яминский, генеральный директор научно-производственного предприятия «Центр перспективных технологий». Сказал – сделал. И вот наши корреспонденты побывали на днях на заводе «Союз», где предприятие недавно арендовало цеха, и посмотрели, как здесь устанавливают новый суперсовременный станок.

Рабочая часть электроэрозионного станка

Сегодняшнее состояние завода, основанного почти семьдесят лет назад и бывшего гордостью оборонной промышленности, – плачевно. Цеха отданы под склады. Часть уникального производственного оборудования была выброшена за ненадобностью. Среди этого хлама легендарный металлообрабатывающий станок-«дедушка», честно прослуживший более века – с 1896 года, и продолжал бы работать и дальше, но все детерминировано, как в «Легенде о Нараяме». И люди… Люди не спешат уходить с завода, ждут. То оборудование, которое можно было спасти от нерачительных хозяев эпохи «перестройки», – спасли. Игорь Яминский как-то заметил: «Шаги, которые идут снизу, приводят пусть к небольшому, но успеху». И вот сегодня на заводе праздник: привезли новый электроэрозионный станок – четырехтонный гигант, изготовленный по последнему слову японской техники. Этот высокоточный станок позволяет работать с огромной глыбой металла. К основным его харак-

теристикам относятся следующие: он способен прорезать металл толщиной до 250 мм при общем весе до 0.5 тонны с точностью до 4 микрон. Как сказал нам менеджер фирмы – бывший инженер-электронщик, сопровождавший доставку этого оборудования, принцип, лежащий в основе его работы, был изобретен в России еще в сороковых годах, и сегодня к нам возвращается российское изобретение в виде японского станка. Оставшиеся на заводе рабочие пришли помогать выгружать и устанавливать его, деловито подцепляя краном и прикрепляя под платформу со станком подшипники для перемещения. Командовал разгрузкой самый старый рабочий, спокойно и неторопливо: «Слушай меня». Пришли женщины, принарядившиеся по поводу важного события. Откуда они узнали, что будут ставить новое оборудование? В атмосфере царило мощное ощущение спокойного праздника души этих людей, оно передавалось и нам.

Научно-производственное предприятие «Центр перспективных технологий» арендовало цеха на заводе «Союз» всего несколько месяцев назад. За это время несколько помещений уже отремонтировали, подготовили цех под новый станок и установили его. Теперь важно, сохранив старых специалистов завода, их бесценный опыт, обучить молодежь и начать производство. Планируется наладить здесь выпуск приборов для наноаналитики – сканирующих зондовых микроскопов, биосенсоров. В одном из помещений скоро откроется учебный центр. Новые специалисты «Центра перспективных технологий» пройдут обучение по программе, разработанной совместно с МГУ имени М.В. Ломоносова и ведущими производителями оборудования. Полное название программы «Опережающая профессиональная переподготовка по производству измерительно-аналитического оборудования для нанотехнологий в сфере материаловедения, биологии и медицины».

Цех встречает новый станок

Соседи по цеху – американский сверлильный и фрезерный станки были в свое время такими же модными и суперсовременными. Почти 70 лет они трудятся на заводе

На проволоку подается электрический ток, возникает искра между проволокой и металлической формой. Эта искра и режет металл

Игнат Соловей (х4)

Лариса Аксенова

В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ТОПЛИВО

Заправки зеленеют Любой автомобиль можно назвать химическим реактором на колесах. Орда этих непрерывно-периодических реакторов передвигается по поверхности нашей зеленой планеты. Они легко забираются в любые, самые дальние ее уголки и загрязняют их отходами своей жизнедеятельности. Имя им – миллиард. Бензины и дизельное топливо, которыми они чаще всего «питаются», дают сотни видов «вредностей». Главные продукты работы реактора внутреннего сгорания – это диоксид углерода, он же углекислый газ, вода, а также твердые частицы сажи нано, микро- и даже миллиразмеров. Вдыхание таких частиц приводит к астме, раку легких, сердечно-сосудистым заболеваниям. лены законодательные ограничения на предельно допустимые концентрации вредных веществ. Но твердые частицы сажи, бензол и бутадиен опасны в любых, самых минимальных количествах. Содержание этих выхлопных токсинов определяется не только конструкцией двигателя и режимами его работы, но и составом топлива. Поэтому комбинированием топлива разного вида можно в несколько, а то и в десяток раз снизить токсичность выхлопов, а значит, и воздуха, который вдыхает большинство урбанизированного человечества. К счастью, свобода выбора здесь велика, так как двигатель универсален по топливу и допу скает широкий диапазон вариаций. В высокотемпературных камерах сгорания моторов

Wolfram Burner

Основная причина загрязнения воздуха выхлопными газами – это неполное сгорание, то есть окисление углеводородного топлива. Часть неокисленного топлива может реагировать с прочими продуктами сгорания, порождая гидроуглероды, формальдегиды и прочие отсутствующие изначально вещества. Образуется моноксид углерода, он же угарный газ, а также бензол, бутадиен, продукты химических превращений разнообразных примесей и топливных присадок. К побочным продуктам принадлежат и вредные для жизни оксиды азота, моно- и диоксиды примесной топливной серы. В атмосфере они могут стать кислотой, в массовых количествах выпасть кислотным дождем. Дополнительный загрязнитель – это и несгоревшее топливо, доля которого существенно меняется в зависимости от режимов работы двигателя и состава топливной смеси. Как в любом химическом реакторе, изменение пропорций реагентов меняет выход реакции. Увеличение доли воздуха в топливовоздушной смеси снижает количество некоторых загрязнителей, но усиливает реакции соединения кислорода и азота воздуха с образованием оксидов азота. Под действием солнечного света автомобильный выхлоп дает приземный озон. Это очень активное и вредное в больших концентрациях соединение трех атомов кислорода, в свою очередь, разрушает оксиды азота и снижает их долю в загрязнении воздуха.

окисляются жидкие углеводороды, аммиак, природный метан и попутные газы нефтяного производства, спирты (метанол, этанол, пропанол, бутанол), солярка, парафины, растительные масла, животные жиры и пр. А также смеси названных веществ. В некотором смысле особняком среди моторных топлив стоит самый легкий газ нашей планеты – водород, чрезвычайно привлекательное топливо. Продукт выхлопа для него – вода. Что может быть экологичнее? Да и неполное сгорание и выброс водорода, по-видимому, не критичны для атмосферы. Она постоянно «продувается» водородом из земных недр, непрерывно уходящим в космос. Правда, некоторые ученые полагают, что водород вызывает утонение озонового слоя. Но есть одна существенная деталь. Водород как энергоноситель требу ет технологий безопасного производства, хранения, перемещения и заправки. Фактически он требует создания новой водородной энергетики. Задача автомобильная лишь отчасти. Еще столетие назад появлялись проекты транспортировки водорода по трубам как альтернатива передаче электроэнергии. Но человечество пока не пошло по этому пути. Современная органическая каталитическая химия достигла такого уровня развития, что принципиальных технологических границ между разными видами топлива фактически не стало. К примеру, еще во времена Второй мировой войны немецкие ученые на учились получать бензин из угля, тогда каталитический процесс Фишера—Тропша вносил существенный вклад в военную мощь вермахта. Вопрос преобразования одного топлива в другое определяется лишь экономической выгодой.

СВОБОДА ВЫБОРА Все автомобильные загрязнители воздуха давно изучены медиками, установW W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

Гибридный автомобиль на водородной заправочной станции, штат Орегон, США

richc.treo

ТОПЛИВО

Заправочная колонка Е85, штат Огайо, США

РЮМКА НА ПОЛ-ЛИТРА Традиционное топливо – это бензин и дизтопливо. Бензин используют в двигателях с принудительным зажиганием. Он представляет собой смесь легких фракций перегонки нефти. Это углеводороды с малыми добавками, основная задача которых – повысить детонационную стойкость. Дизтопливо, смесь более тяжелых фракций, применяют в моторах с самопроизвольным воспламенением смеси под давлением. Плотность бензинов составляет от 70 до 79 процентов плотности воды, дизтоплива – от 80 до 86 процентов. Температурный диапазон испарения дизельного топлива сдвинут в сторону более высоких температур относительно бензинов. Экологизацию автотранспорта во второй половине прошлого века в передовых странах начинали с у странения максимально вредных для здоровья человека топливных примесей и добавок, в первую очередь канцерогенов. Именно поэтому было запрещено применение этилированного бензина, содержащего примесь свинца. Замена его на другие антидетонаторы позволяет резко снизить загрязнение окружающей среды этим тяжелым металлом. Кстати говоря, каталитические нейтрализаторы западных автомобилей этилированный бензин категорически «не переваривают» и мгновенно выходят из строя. Полутрадиционным топливом сегодня можно назвать газ и спирт . Когда-то, на рубеже XIX и XX веков, они были популярнее бензина, про16

дававшегося в аптеках в качестве лекарства. С тех пор эти разновидности топлива сохраняли свою значимость, но по разным причинам никогда не составляли существенной доли в автомобильных энергоносителях. Их применение часто было вынужденным, вызванным локальными экономическими условиями или форсмажорными обстоятельствами. К альтернативному биотопливу относят твердые, жидкие и газообразные вещества, которые могут быть получены из возобновляемой биомассы растений и животных. Получение новых топливных смесей введением биотоплива – сегодня один из основных способов «оздоровления» выхлопа. За рубежом в бензин и дизтопливо часто добавляют 10–20 процентов спирта. Англия несколько лет назад даже законодательно установила обязательность пятипроцентного содержания биодобавок в любом углеводородном топливе. Такие пропорции позволяют не вносить изменения в регулировки двигателей.

БРАЗИЛИЯ – СТРАНА ЗЕЛЕНЫХ… Спирты как топливо стойки к детонации (октановое число 90) и дают меньше нагара в камере сгорания. Вредность их выхлопов снижена. Минус спиртов – это недостаток легких фракций, облегчающих запуск мотора, и низкая теплота сгорания. Они также провоцируют коррозию металла. Энергосодержание этанола в единице объема примерно на

треть ниже, чем у бензина. Метанол, кроме этого, очень токсичен. Многие автомобилисты знают, как болит голова, если в салон попадают пары купленной у обочины «левой незамерзайки». Прием внутрь этого по запаху неотличимого от обычного алкоголя спирта гарантирует тяжелую поездку на вечную стоянку. Метанол получают из природного или биогаза, этанол – ферментацией сахаров и крахмалов, иногда целлюлозы. Бутанол изготовляют в основном из водорослей, размножающихся на солнечном свету. Его вырабатывают после извлечения из них масел, идущих на биодизельное топливо. Энергосодержание бутанола всего на десяток процентов ниже бензинов, поэтому его иногда называют биобензином. Его можно сразу заливать в бак обычного авто. Самые известные «спиртовые» страны – это государства обеих Америк. В Латинской Америке биотопливо выгодно благодаря поддерживаемому государством производству спиртов из сахарного тростника. Широкое их использование в Бразилии определяется и несколькими десятками тысяч продающих его АЗС. В этой стране с 1993 года законодательно даже запрещена продажа чистого бензина, но в соседних государствах он есть. В США, производящих больше всех в мире сельхозпродукции, государство реализует целевые программы, поддерживающие производителей биотоплива.

ФЛЕКСЫ Сегодня, когда массовые автомобили часто изготовляют по модульному принципу и на одну модель приходится несколько вариантов мотора, от инженеров не требуется особых усилий по адаптации двигателя под экотопливо. Цена вопроса – пара сотен долларов. Для автомобилей, которые потребляют смеси двух видов топлива в разных пропорциях, существует специальный термин FFV (flexible fuel vehicles), означающий гибкие по топливу средства передвижения. Бензобак у них одинединственный, но в него можно заливать разные смеси. Управляющая электроника автоматически установит задержку зажигания топливной смеси и режимы ее инжекции по данным электронного лямбда зонда о пропорции смеси. В именах моделей крупных автопроизводителей обычно в том или ином варианте встречается слово flex (звучит как «флекс»). Это Flexifuel от V olvo, Total Flex от Volksvagen, Flex Power от Chevrolet, Hi-Flex от Renault, Flexifuel для европейского или Flex для бразильского варианта Ford Focus. Флекс В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ТОПЛИВО может потреблять чистый бензин, чистый этанол Е100, а также смеси этих топлив в любой пропорции. Флексы внешне никак не отличаются от традиционных автомобилей. В связи с этим известен следующий курьез. Еще пять лет назад две трети их владельцев в США просто не знали, чем владеют, – разницы-то в цене нет. Только три года назад продавцы стали маркировать кузова особыми шильдиками, а бензобаки – желтыми крышками с названиями топлива, например «E85/бензин». Буквы и цифры обозначают вид и процентную долю спиртов, например М85 содержит 85 процентов метанола в бензине. В среднем же в мире в качестве топлива наиболее популярен хорошо всем знакомый алкоголь, этанол. В США и Европе флексы оптимизированы для доли бензина не менее 15 процентов (топливо E85). Это позволяет надежно запускать мотор при пониженных температурах. Зимой применяют 70–75 процентов смеси. В теплой Бразилии это не критично, там многие автомобили имеют дополнительный маленький бачок для старта при температуре ниже 15 градусов. Правда, пару лет назад появилось новое поколение автомобилей, которые в нем не нуждаются. Не стоит путать флексы с их двухтопливными и многотопливными собратьями, у которых несколько баков для разного топлива, но которым недоступно изменение пропорции смеси. Еще в 1996 году F ord Taurus стал первым флексом, имеющим версии для езды на Е85 или М85. Volkswagen Golf 1.6 Total Flex был первым бразильским флексом, который заправлялся смесью от Е20 до Е25 и Е100. Он был так успешен, что теперь флексы выпускают и остальные автопроизводители этой страны: Chevrolet, Fiat, Ford, Peugeot, Renault, Honda, Mitsubishi, T oyota, Citroen, Nissan. На сегодня в Бразилии «бегает» дюжина миллионов смесевых авто, на четверть меньше – в США. В остальных странах их много меньше. Если флекс дооборудовать газобаком, он станет трехтопливным. Как, например, Multipower Engine Chevrolet Astra. Первым же из многотопливных был бразильский Fiat Siena Tetrafuel 1.4, который мог ездить на Е25, Е100, бензине и природном газе.

ОТВЕТ ЕВРОПЫ Биологически возобновляемым бывает и дизельное топливо. На него идут растительные масла, животные жиры и даже рыбий жир. Энергосодержание таких топлив слегка меньше традиционного дизтоплива, а цетановое чисW W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

Модель автобуса «Икарус-280» с CNG двигателем (дизель+метан) Cummins

ло – выше. Это значит , они требуют либо дальнейшей химической обработки, либо перенастройки моторных инжекторов и модификации мотора. Биодизельное топливо содержит больше связанного кислорода, чем обычное, а значит, дает меньше загрязняющих атмосферу выбросов. Это топливо лучше смазывает двигатель, но в нем нет серы, с которой связана смазочная способность обычного дизтоплива. Обозначения биотоплива и его смесей аналогичны спиртовым, например В100, В 25, B5, B2. Аналогична и идеология его использования. В Европе его добавляют в традиционное для улучшения экологичности выхлопа. Это выгодно и экономически, так как дизельный двигатель из-за своего более высокого КПД и большего энергосодержания топлива на единицу объема позволяет экономить больше топлива на единицу пути, чем бензиновый. Биодизтопливо получают в государствах с развитым производством растительных масел. Можно изготовить его из подсолнечного, пальмового, горчичного, конопляного, кокосового масла, но рапсовое и соевое вне конкуренции. В США на последнее приходится 90 процентов биодизтоплива. Здесь фермерыпроизводители широко используют его для своих автомобилей, тракторов, сельхозмашин. Более же всего популярно биодизтопливо в Европе. Почти девять десятых его мирового производства приходится на Европейский союз. Несколько модифицированные дизельные автомобили могут ездить и на

стопроцентных растительных маслах, к примеру, на использованных и отфильтрованных пищевых жирах. Три года назад даже английский «Макдональдс» анонсировал производство биотоплива из отработанных масел своих ресторанов. Для своих же автомобилей. Однако при низких температурах масла имеют тенденцию к замерзанию, поэтому автомобиль оборудуют дополнительным бачком для старта на обычном дизтопливе. Использованное в кулинарии растительное масло иногда имеет повышенную кислотность, что ведет к более быстрому износу двигателя. Биодизельное топливо не имеет этих проблем, его вязкость низка, кислотность нулевая. Емкость мирового рынка биодизельного топлива – десятки миллионов тонн, обычного дизтоплива – на порядок больше. Совокупное производство растительных масел в мире немногим более ста миллионов тонн. Треть из них приходится на пальмовое и соевое масла.

ВОЗВРАЩЕНИЕ К ИСТОКАМ Более радикальный подход – полностью поменять вид топлива. Однако здесь потребуется существенная «перенастройка» двигателя. Сегодня опять в моде незабытое старое топливо, состоящее из легких углеводородов. Это газ. Он бывает двух видов: сжатый природный (CNG – co mpressed natural gas), состоящий на 85–90 процентов из метана, и сжиженный (LPG – liguefied petropleum gas); попутные нефтяные и газы газоконденсатных месторождений, 17

ТОПЛИВО в основном пропан-бутановая смесь. Для создания запаса хода на многие сотни километров первый закачивают в газобаки в сжатом до пары сотен атмосфер виде, второй заливают в сжиженном при 20 атмосферах виде. Эти технологии, пожалуй, основное препятствие на пути применения данного топлива. Газ более стоек к детонации, его октановое число – около сотни, с ним легче приготовить гомогенную смесь, он дает меньше нагара и меньше смывает масляную пленку со стенок камеры сгорания. При езде на таком варианте топлива сроки всех регламентных работ удлиняются, а значит, уменьшается стоимость эксплуатации автомобиля. Но самое главное: в несколько раз снижается вредность выхлопа. Сгорание природного газа дает минимум диоксида из всех видов невозобновляемого топлива. Экологичность газа дает возможность использовать его даже в закрытых помещениях, например на вилочных погрузчиках фирмы Mitsubishi. Есть у газа и недостатки, основной – плохой запуск двигателя при низких температурах. Из-за образования ледяных пробок в системах топливоподачи ставят подогреватели. В холодное время года двигатель обычно запускают на бензине, а после прогрева переводят на газовое топливо. С технической точки зрения переход на газ – один из самых простых вариантов модификации автомобиля. Она хорошо отработана и продолжает совершенствоваться. Для этого за рубежом и частично у нас серийно производятся герметичные газобаки, надежные, управляемые электроникой редукторные системы, снижающие давление по пути от бака к камере сгорания, и пассивные и активные смесители, обеспечивающие стабильность и качество газо-воздушной смеси. Фирменная продукция всегда гарантирует надежность работы двигателя на холостом ходу и отличную динамику разгона переоборудованного автомобиля. Оборудование, оснащенное микропроцессором, позволяет легко устанавливать его на инжекторные автомобили. Характеристики работы двигателя с этой системой мало чем отличаются от работы на бензине. Мощность двигателя остается прежней, а моторесурс и экологичность существенно возрастают. Опыт автора показывает, что на правильно оборудованном газовой системой автомобиле при переключении топлива в движении щелчком тумблера никаких изменений работы мотора заметить нельзя. 18

основные потребители – «рабочие лошадки» ПАЗ, «Газель», отечественные ВАЗы, а также японские инжекторные машины. В стране 100 тысяч газомобилей, на Украине, к примеру, вдвое больше. Сейчас спрос на газ стабилен, хотя бывал он и ажиотажным – вследствие повышения цен на бензин.

ЭКОБИОЭКЗОТИКА

Схема силовой установки Fiat Multipla Bipower. Зеленым обозначены «газовые» части. Из пресс-материалов FIAT

Автоконцерны давно производят и серийные автомобили с газобензиновыми двигателями. Таковы, например, итальянский Fiat Multipla Bipower или немецкий Opel Zafira CNG. Из последних отметим интеллектуальный и экологичный автомобиль Honda Civic 9 с широким набором силовых агрегатов, среди которых есть и двигатель на природном газе. А в Южной Корее, например, два года назад фирма Hyndai начала продажу инжекторного автомобиля Elantra LPI Hydbryd. Это первое гибридное авто на сжиженном газе.

КТО ГАЗУЕТ? Во всем мире возрастает интерес к газу как альтернативному и экологичному топливу для двигателей внутреннего сгорания. Перевод автомобилей на экологичный газ становится приоритетной целью всех развитых стран – особенно с разработкой месторождений сланцевого газа в США и ряде стран Европы. Самый распространенный газ – природный, в его потреблении лидируют Пакистан, Иран, Аргентина, Бразилия – примерно по два миллиона авто в каждой стране. На сжиженном газе в мире ездит десяток миллионов авто. В США он занимает третье по популярности место после бензина и дизтоплива. Однако во многих европейских странах на газомобили у становлен более высокий дорожный налог. У нас число автомобилей на газе тоже неуклонно растет, хотя и медленно, в основном у коммерсантов. На территории России находится от трети до половины всех мировых запасов природного газа, так что нам сам бог велел идти по этому пути. Было принято официальное решение о том, что стоимость природного газа не может превышать некоторой доли цены на бензин. В нашей стране переход на газ для автомобилей позволяет снизить расходы на горючее примерно на треть. У нас

Мы рассказали о видах наиболее распространенного топлива, но разнообразие его чрезвычайно велико, есть и довольно экзотические вариации. Например, в Канаде успешно используют аммиак. Для езды на нем и дизельные, и бензиновые двигатели требуют минимальной модификации. Аммиак получают из воды и воздуха в особых реакторах, питаемых от электросети. Цена его – около пятидесяти центов за литр. Хотя аммиак токсичное вещество, на практике он не более вреден, чем бензин или газ. Экология от такого топлива вообще не страдает. В выхлопе – азот и водяной пар. Другое топливо, продукт сельского хозяйства и животноводства – биогаз эквивалентен природному метану, но он требует серьезной очистки. Его применение определяется спецификой страны и имеющимися технологиями. Особенно много его вырабатывается летом, когда он не потребляется для отопления. В тяжелые военные времена или в отдаленных регионах дооборудованные автомобили могут «бегать» даже на дровах, точнее на дровяном газе.

ЗЕЛЕНЫЙ ПУТЬ Сейчас экономическая ситуация в мире такова, что альтернативное топливо буквально дышит в спину традиционному. Первое становится выгодным, чуть второе дорожает... Плюс таким его делают административные акты государств, стремящихся обеспечить свою энергетическую и продовольственную безопасность, – далеко не у всех в мире есть источники углеводородного топлива. Экотопливных автомобилей в мире немногим больше двух процентов, то есть речь идет о двадцати миллионах. Если же тенденции потребления топлива сохранятся, то к середине века их число достигнет четверти всех авто. Но сегодня задача состоит в том, чтобы выхлоп представлял собой естественное природное вещество, к примеру, воздух, азот, чистую воду, или же этого выхлопа не было бы вообще. Это принципиально разрешимая даже с двигателями внутреннего сгорания задача. Александр Гурьянов В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ИНТЕРВЬЮ

Даже в самых лучших вузах квалификация профессорско-преподавательского состава не столь уж высока по научной части. В университете даются базовые лекции, но вряд ли преподаватели читают иностранные журналы, следят за научной деятельностью коллег. Поэтому цель научно-образовательных центров, работающих сегодня в рамках ФЦП «Кадры», – немного расшевелить студентов, считает заведующий лабораторией Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения РАН, членкорреспондент РАН Павел Плотников. Павел Игоревич, в чем Вы видите основные плюсы и минусы организации ФЦП «Кадры», при подде ржке которой в настоящее время работает на учно-образовательный центр (НОЦ) Института гидродинамики? – Вы знаете, сама идея создания на учно-образовательных центров не новая – НОЦ существуют не первый день. Просто раньше деньги выделялись по другим каналам. Смысл всего этого предприятия в том, что молодые люди проходят дополнительное обучение в научной лаборатории. Плюс уже состоит в том, что они попадают на практику в академический институт, потому что, как ни крути, именно в академических институтах в основном сосредоточена исследовательская работа. Особых минусов в организации этого проекта я не вижу. Разве что издержки 94-го закона, о которых сегодня не говорит только ленивый. Из-за того что показатель цены в этом законе имеет довольно большой вес, порой возникают абсурдные ситуации. Простой пример Математического института им. В.А. Стеклова РАН, который всегда проигрывает из-за того, что выставляет цену несколько выше, чем конкуренты. Хотя очевидно, что именно эта на учная организация сможет обеспечить наивысшее качество работы по проекту. Большинство институтов – и мы не исключение – пытается сбалансировать показатели в заявках на W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

лоты таким образом, чтобы все же были шансы на победу в конкурсах. Варьировать здесь, конечно, можно. Но можно и дальше пойти. Иногда небольшим организациям, вузам очень важно само участие в конкурсе, поэтому они выставляют смешную цену, скажем, 100 тысяч рублей, – и выигрывают лот. Что Вам удалось сделать за годы участия в программе? – Все очень просто – есть индикаторы, на которые нужно ориентироваться. Мы все строго соблюдаем. Ведется на учная работа, пишутся статьи в журналы с высоким импакт-фактором. Сейчас на всех уровнях проводится политика, стимулирующая повышение качества статей, и мы ее придерживаемся: публикуемся в таких изданиях, как «Архив рациональной механики и анализа», Philosophical transaction. В нашей области это весьма авторитетные журналы. Каким образом подбираете аспирантов, студентов для совместной работы? – Здесь ситуация такая: ни для кого не секрет, что мы находимся в демографической яме, поэтому приходится работать со всеми, кто сам изъявляет желание попрактиковаться. Любой человек получает всемерное содействие. Что потом из него выйдет, зависит от его индивидуальных способностей. На первых порах никаких условий мы ему не выдвигаем.

ИППИ

Решать задачи, а не гнаться за Америкой Павел Плотников: «Если вдруг появится талантливый молодой человек, то, поверьте, и ставки, и деньги, и возможности для него всегда найдутся. Никакой проблемы в этом нет. Беда в том, что не попадаются такие люди!»

Конечно, где-то в глубине души мы не равнодушны к тому, насколько студент любознательный и какой у него средний балл оценок в институте, потому что работать с круглыми троечниками не всегда хорошо. Но слабые студенты, как правило, сюда и не приходят . Все же математическая физика – довольно сложная область знаний. Сколько человек на сегодняшний де нь проходят обучение в Центре? – Сейчас у нас не менее десяти студентов и примерно шесть аспирантов. Но это переменные величины: одни защищаются и уходят, другие приходят. На этот вопрос лучше отвечать весной, когда идет набор. Какие задачи Вы пе ред ними ставите: проводить исследования, ориентируясь на мировой уровень науки? – Говорить о мировом уровне и соответствующем соревновании крайне вредно, даже бессмысленно. Это проигрыш с самого начала. Правильный подход состоит в следующем: у нас есть некоторые задачи, справиться с которыми можно при определенной квалификации, и нужно готовить людей, которые могли бы решать эти задачи, причем делать это достаточно успешно. На эту тему я могу рассказать нечто вроде исторического анекдота. Вопрос такого рода – сравнение с мировым 19

ФЦП уровнем – обсуждался после ру сско-японской войны начала ХХ века, которую, как известно, Россия проиграла. Тогда были выделены большие деньги на ликвидацию пробела в науке и технике. Был поставлен вопрос: что нам делать? Либо создавать нечто, что обеспечит прорыв, выведет страну на передовые линии, или поступить както иначе? Покойный академик Крылов на заседании Г осударственной думы очень четко объяснил: «Пока вы стараетесь организовать прорыв, вы проиграете, не у спев ничего сделать. Нам надо понять, какие задачи мы хотим решать и чего от нас жизнь требует. Исходя из этого следу ет планировать свою деятельность». Тогда он сумел убедить власть. Итог: все флоты, которые были построены в мире перед Второй мировой войной, были быстро списаны, а флот, возведенный Крыловым, плавал до 50-х годов ХХ века, благополучно удовлетворяя всем требованиям того времени. Речь идет не о достижении мирового уровня в процессе соревнования, а о том, что люди должны уметь решать задачи, которые перед ними ставят. В 50–60-е годы удавалось таких людей воспитывать. Я сам эту систему воспитания немного захватил. В ней очень четко обозначена простая и, на мой взгляд, единственно верная цель научной подготовки. Удается ли повысить квалификацию студентов и аспирантов в процессе подготовки? – Если говорить откровенно, даже в самых лучших вузах квалификация

профессорско-преподавательского состава не столь уж высока именно по научной части. В университете даются базовые лекции, но вряд ли преподаватели читают иностранные журналы, следят за научной деятельностью своих коллег. Поэтому наша цель – студентов немножко расшевелить, приобщить к исследованиям, снабдить теми знаниями, которыми они не обладают на данный момент. И это нам удается. Как Вы думаете, останутся ли в на уке ребята, с которыми Вы занимаетесь? – Я считаю, совершенно необязательно, чтобы все они шли в на уку. Тем более что наше государство ведет планомерное сокращение этого сектора. Принцип такой: если вдруг появится талантливый молодой человек, то, поверьте, и ставки, и деньги, и возможности для него всегда найдутся. Никакой проблемы в этом нет. Беда в том, что не попадаются такие люди! Что же касается подозрений насчет того, что мы готовим кадры для заграницы, я прихожу к выводу, что заграница теряет свою популярность. По крайней мере, у меня были два студента, которым предлагали неплохие условия во Франции, и они оба отказались ехать. Здесь они получали сопоставимую зарплату, если не больше. За границей жить хорошо, но там есть и свои минусы: чужой язык, чужая среда, давление, некоторая дискриминация. В наших технологических фирмах, по крайней мере до кризиса, с зарплатами было ничуть не хуже.

Выходит, они остались работать в коммерческом секторе… А что, собстве нно, получает наука, готовя эти кадры? – Само по себе воспитание более интеллектуальных людей – цель нашего НОЦ, да и, на мой взгляд, образовательной системы в целом. Кто-то из этих студентов, аспирантов, наиболее любознательных и усидчивых, обязательно останется в науке, даже несмотря на то, что в коммерческом секторе более привлекательные условия. Это трудно объяснить, но работа в науке приносит удовольствие. Каким бы вы ни были плохоньким, слабеньким научным работником, если хоть раз в жизни вы сделали пусть очень маленькое, ерундовое, но открытие, то вы уже испытываете эйфорию, вас охватывает азарт. Этот элемент нельзя сбрасывать со счетов. Даже если зарплаты будут очень маленькими, кто-то этим точно будет заниматься. Продолжите ли Вы работу с м олодежью в том случае, если ФЦП «Кадры» бу дет закрыта или же если не выиграете следующий конкурс по этой программе? – НОЦ организационно может на какоето время уснуть, но работа с молодежью, конечно, будет продолжаться. Приток свежих сил крайне важен, особенно в академической науке. Студенты могут приходить и уходить, но если их совсем нет, жизнь полностью замирает. Любая система со временем консервиру ется, и ее надо обновлять. Эта часть на уки – работа с молодежью – очень важная составляющая. Может, 20–30 процентов времени я этим и занимаюсь. Наталья Быкова

ИнформНаука

агентство научной информации

10 лет на ры

нке научно -техни инфор ческой мации

Над чем работают *** российские ученые? Мы ждем новостей из первых рук. Присылайте пресс-релизы, свежие научные статьи, доклады http://www.strf.ru, раздел Информнаука +7 (495) 930-88-50, 930-87-07 e-mail: editorial@informnauka.ru 20

Наши подписчики: «Известия», «Вокруг cвета», «МК» и другие федеральные В М И Р Е Н А Н О | № 1 0 2 0 1СМИ 1 | W W W. N A N O R F. R U

НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ

Нобелевская премия мира поможет женщинам в трудную минуту

Эллен Джонстон Сирлиф – президент Либерии, одной из беднейших стран мира, известной прежде всего своим удобным флагом: в Либерии официально зарегистрировано больше 10 процентов мирового флота. Сирлиф – единственная женщина-президент в Африке, этот пост она завоевала на выборах 2005 года. Получив образование в Гарварде (магистр госуправления, 1971), начала работу в правительстве своей родины, дослужившись до министра финансов. После захвата власти Семюэлом Доу в 1980 году покинула страну и работала в финансовых структурах США и Кении, затем в ООН. Пыталась принимать участие в выборах в Либерии с 1985 года, неоднократно арестовывалась по указанию Доу, но отпускалась на свободу по требованию мировой общественности. Участвовала в президентских выборах в 1997 году, после поражения бежала из страны. Когда очередная гражданская война закончилась, Сирлиф была приглашена в переходное правительство, а в 2005 году смогла выиграть во втором туре президентских выборов, проиграв в первом туре легендарному футболисту Джорджу Веа. Такая победа W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

над маскулинностью вызвала ликование женщин-политиков всего мира, на инаугурацию с поздравлениями прибыли Кондолиза Райс и Лаура Буш. Придя к власти, Сирлиф провела реформу армии, сократила государственный долг, наладила выплаты зарплат бюджетникам и организовала массовый приток иностранных инвестиций в сырьевой сектор экономики страны. В 2007 году указом президента начальное образование в Либерии было объявлено бесплатным и обязательным. Ключевым шагом Сирлиф стало учреждение Комиссии по установлению исторической правды и примирению, которая занялась расследованием преступлений двадцатилетней гражданской войны. В итоге сама президент попала в список из 50 лиц, которым было предложено на 30 лет запретить заниматься политикой из-за участия в войне. Ей инкриминировалась поддержка диктатора Чарльза Тейлора в начале его деятельности. В состав списка пятидесяти попали и политические противники Сирлиф. В итоге решения комиссии были оставлены парламентом без поддержки как антиконституционные. Нарушив данное избирателям слово (но не нарушив законодательства Либе-

Таваккул Карман

рии), Сирлиф объявила о своем участии в президентских выборах 2011 года. Учитывая дату этих выборов – 11 октября этого года – решение Нобелевского комитета выглядит как политическое. Лейма Роберта Гбови – политический активист из Либерии, организатор движения за мир в 2003 году , в результате которого к власти пришла Эллен Сирлиф. С 2000-х годов руководила ненасильственными акциями протеста либерийских женщин, объединившими представительниц разных народностей и вероисповеданий. Акции принудили Чарльза Тейлора сесть за стол переговоров с противниками и стали одной из причин окончания затяжной гражданской войны.

Лейма Гбови

Michael Angelo

Эллен Джонстон Сирлиф

Canada2020

Нобелевский комитет Норвегии объявил лауреатов премии мира за 2011 год. Ими стали Таваккул Карман, Лейма Гбови и Эллен Джонстон Сирлиф, награжденные «за их борьбу за безопасность женщин, за права женщин на полноправное участие в мирном процессе». «В этом году мы решили подчеркнуть важность борьбы за права женщин <...>. Есть признаки, что женщины вновь проигрывают в демократическом процессе», – пояснил глава комитета Торбьерн Ягланд. Выбор лауреатов – в том числе сигнал арабскому миру о демократии и правах женщин, добавил он в ходе пресс-конференции.

Таваккул Карман – политик и журналист из Йемена, одна из лидеров оппозиции, пытающаяся запустить на родине революцию по египетскотунисскому сценарию. Известна как активный борец за права женщин и за демократию в Йемене с начала 2000-х годов. Член руководящего совета объединенной оппозиционной партии, сформированной в основном исламистами. 21

СЕРДЦЕ По словам Ягланда, Карман «продемонстрировала свою смелость за много лет до старта революции». Т ак, в 2004 году она в ходе конференции сорвала с лица никаб и призвала арабских женщин последовать этому примеру. В 2007–2010 годах участвовала в десятках демонстраций в Сане, в 2011 году организовала ряд крупных публичных выступлений, в том числе День гнева в Адене 3 февраля. Несколько раз арестовывалась властями за роль в организации акций протеста. Деятельность Сирлиф, Гбови и Карман отмечена десятками международных призов и наград. Нобелевская премия мира – одна из пяти премий, упомянутых Альфредом Нобелем в завещании, текст которого гласит: «Одна [пятая] часть – для человека, больше всего или лучше всех трудившегося ради братства народов, ликвидации или снижения численности регулярных армий, организации и продвижения конгрессов мира». Премия мира по ряду параметров отличается от остальных нобелевских номинаций. Во-первых, победителя выбирают не в Швеции, а в Норвегии. Парламент этой страны назначает комитет из пяти человек, который и называет победителя. В этом году его возглавляет Торбьерн Ягланд, генеральный секретарь Совета Европы, председатель парламента, бывший премьер-министр Норвегии. Номинировать кандидатов могут депутаты парламентов и члены правительств различных стран, судьи международных судов, международных комитетов и бюро по вопросам мира, ученые (философы, историки, юристы и политологи), ректоры университетов, лауреаты прошлых лет. Другое важнейшее отличие премии мира заключается в том, что ее ла уреатами могут быть организации. Лидер по числу премий – Международный Красный Крест (1917, 1944, 1963). Торжественное вручение премии традиционно проходит в декабре. Размер полной Нобелевской премии в каждой номинации составляет 10 миллионов шведских крон (около 47 миллионов рублей), эта сумма делится среди лауреатов. Нашим соотечественникам премия мира присуждалась дважды: в 1975 году – Андрею Сахарову, а в 1990 году – Михаилу Горбачёву. В различное время на премию официально номинировалось немало российских граждан и выходцев из России. Больше всего номинаций получили Лев Толстой, Николай Рерих и Николай II. Информация о номинантах раскрывается спустя 50 лет после присуждения премии. Иван Стерлигов 22

Физика Более чем у 5 миллионов американцев возникает фибрилляция предсердий – опасное состояние сердца, которое может увеличить риск развития инсульта и других серьезных осложнений. В то время как фибрилляцию желудочков можно успешно лечить с помощью имплантируемых дефибрилляторов, сходная шоковая терапия при фибрилляции предсердий оказывается неприемлемой. Многие пациенты говорят, что электростимуляция предсердий настолько мучительна, что они предпочли бы жить с риском смерти, чем испытать ее повторно. Над решением этого вопроса профессор Игорь Ефимов работает в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, США (Washington University in St. Louis, WUSTL) с 2004 года. Его исследовательская группа разрабатывает имплантируемый предсердный дефибриллятор, который восстанавливает сердечный ритм низкоразрядным импульсом. Эта инновация позволит сделать процесс дефибрилляции относительно безболезненным.

ДЕТСТВО В СИБИРИ В крупный научно-исследовательский институт, расположенный в сердце Америки, Ефимов приехал из гораздо более прохладного Сибирского края Советского Союза. Он вырос в секретном городе Красноярск-26. Сталин издал указ о строительстве города после речи Уинстона Черчилля о «железном занавесе» в 1946 году. Эта речь давала понять Сталину, что Советский Союз и Запад, бывшие союзники во время Второй мировой войны, становились врагами. Жители Красноярска-26 перерабатывали плутоний и строили спутникишпионы. «Мой родной город был создан по указу Сталина, – сказал Ефимов, – так же было и с моей alma mater – МФТИ, создание которого стало другой реакцией на речь Уинстона Черчилля о “железном занавесе”». Ефимов получил ученую степень кандидата наук в области экспериментальной ядерной физики. «После того как я получил ученую степень,– говорит он, – и набрал свою фамилию в PubMed, я увидел сотни статей в области физики элементарных частиц многих сотен ученых. Я понял, что, если бы я был частью таких огромных команд, было бы трудно внести личный вклад в развитие на уки. Поэтому вместо этого я решил пойти в биологи».

Он никогда не предполагал, что может эмигрировать. Он не только вырос в секретном городе – он был обучен обращению с межконтинентальными баллистическими ракетами и системами наведения в обмен на освобождение от призыва в армию. «Я никогда не думал, что они позволят мне уйти», – сказал Игорь Ефимов. Но в 1991 году в стране был путч, и все изменилось. «Я защитил диссертацию на Рождество, в 1991 году, – поясняет Ефимов. – После этого пришлось ждать утверждения ученой степени в ВАКе до марта 1992 года. А месяц или два спу стя Ельцин распустил КГБ и открыл границы. Я сразу же начал искать позицию постдока в США и Европе». «Я принял первое предложенное мне место, – сказал он. – И мы с семьей остались с двумя чемоданами и всеми сбережениями, которые составили 800 рублей. По курсу того времени они стоили шесть или семь долларов». Он купил билеты на самолет на деньги из фонда, учрежденного русскими эмигрантами для помощи отъезжающим соотечественникам. После работы в нескольких других университетах в 2004 году он прибыл в WUSTL.

СЕРДЦЕ – ОЧЕНЬ СЛОЖНОЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Область научных интересов Игоря Ефимова – нарушения сердечного ритма, известные как аритмии – термин, который включает в себя большое количество различных состояний. Одно из самых опасных – фибрилляция желудочков, при которой мышцы крупных насосных камер сердца сокращаются несогласованно, вместо того чтобы делать это ритмично. Как это может происходить? Дело в том, что клетки сердечной мышцы обладают тем же свойством, что и нервные ткани, – в них возникает так называемый потенциал действия и распространяются электрические волны. В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

СЕРДЦЕ

efimov.wustl.edu

больного сердца Эта способность, как правило, нарушается, когда происходит сбой, что может привести к генерации электрических импульсов, которые распространяются кругами, вместо того чтобы перемещаться от одного конца сердца к другому и затем останавливаться. Когда процесс «перезагрузки» охватывает все сердце и оно сокращается хаотично, это называется фибрилляцией. Поскольку это непростое состояние, Игорь Ефимов считает, что оно не может быть исправлено простыми методами лечения.

РЕДУКЦИОНИЗМ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ НИКОГДА НЕ ПРИВЕДЕТ К УСПЕХУ В статье, опубликованной в недавнем выпуске Circulation Research, он замечает, что в области физиологии сердца давно бродят идеи редукционизма – представлений о том, что любая система может быть понята исходя из понимания ее частей. Он считает отправным моментом редукционизма 1952 год, когда Алан Ллойд Ходжкин (Alan Lloyd Hodgkin) и Эндрю Хаксли (Andrew Huxley) открыли потенциал действия на гигантских аксонах кальмаров. Углубляясь дальше в этом направлении, физиологи сердечно-сосудистой системы сфоку сировались на сердце, затем – на его тканях, следом – на гладкомышечных клетках и в конце концов на ионных каналах миоцитов. Игорь Ефимов считает, что чем проще вещи, тем более сложно они устроены. Ионные каналы имеют множество изоформ и состоят из множества субъединиц и неожиданно открытых вспомогательных белков. Они также являются частью комплекса сигнальных путей, активиру емых W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

Справка STRF.ru: Ефимов Игорь Рудольфович, Lucy and Stanley Lopata Distinguished Professor в Университете Вашингтона в Сент-Луисе, вице-президент RASA, глава академического комитета, член совета директоров Cardialen Inc. Ранее работал в Институте биофизики РАН в Пущино, в Университете Питтсбурга и Университете Case Western Reserve. Колумнист газеты «Московские новости», ведет блог http://iefimov.livejournal.com/ «Ефимов просто удивительный человек, – говорит его коллега, профессор медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе Ричард Шуслер. – Он один из самых творческих людей, которых я знаю. Иногда я в самом деле боюсь с ним разговаривать, потому что, только я начну говорить, он скажет: “О-о, о-о, о-о, вы видели эту статью в Science” или “Я разговаривал с этим парнем и ...”. Он всегда кипит идеями». разнообразными электрическими и механическими стимулами. Хуже того, способы лечения, основанные на таком редукционистском подходе, не оправдались. «Становится очевидным, что сейчас мы должны двигаться в направлении интеграции, – говорит Игорь Ефимов. – Мы должны объединить все эти знания и создать системный целостный взгляд на сердце, если мы собираемся выполнить свои обещания». Это – путеводная звезда, к которой ученый пытается проложить курс для своей лаборатории. Одним из его новых подходов является исследование сердечно-сосудистых заболеваний на человеческом

сердце, а не в сердцах мышей – наиболее популярных моделях животных в кардиофизиологии. Он сотрудничает с местными учреждениями, которые предоставляют его лаборатории человеческие сердца. Они либо удалены у пациентов, подвергшихся трансплантации сердца, либо это органы, которые были пожертвованы на исследования, но оказались непригодными для трансплантации. Используя красители, чувствительные к изменению электрического напряжения, в его лаборатории создают карту, в которой невидимые волны электрических потенциалов, захлестывающие сердечные камеры, отображаются как видимые, ярко окрашенные волны. Хотя эта программа стартовала только три года назад, результаты работы уже продемонстрировали, что человеческое сердце совершенно отлично от мышиного и ставит под сомнение использование животных моделей в сердечно-сосудистых исследованиях. Другая цель исследований Игоря Ефимова – фибрилляция предсердий. И опять-таки он считает , что лечить надо все сердце, а не его части. Желудочковые дефибрилляторы имплантируют на 30 лет, и клинические исследования показывают, что они спасают жизни. Но пациенты с фибрилляцией предсердий чувствуют воздействие электрического импульса, и эту боль трудно терпеть. Команда Ефимова разработала безболезненный имплантируемый дефибриллятор, который «разрывает деструктивные электрические цепочки» в сердце, обеспечивая поступление низкоразрядного импульса лишь в определенные «опорные точки». Для производства дефибрилляторов и развития данной технологии он основал компанию CardiaLen. Если все пойдет как запланировано, через год начнется первый этап клинических испытаний дефибриллятора. «Если бы у меня были средства для существования, я бросил бы свою работу и согласился бесплатно работать у него в лаборатории постдоком», – сказал профессор Шуслер. Диана Лутц Оригинал: Diana Lutz. Washington People: Igor Efimov. Biomedical engineer works to restore the heart’s rhythm. WUSTL.Sept 21, 2011/. 23

Agsandrew/Dreamstime.com

НАНОМОТОР

Hello MOTOR Обзор самых интересных наномоторов: биологический, тепловой, достойный книги рекордов Гиннесса, и, возможно, самый первый Иван Охапкин

Пожалуй, самым сложным и при этом самым любопытным объектом очень небольших размеров стоит называть наномотор. Все дело в движении: подковать блоху — полдела, главное, чтобы на ней можно было после этого ездить. Иначе говоря, заставить мельчайшие объекты двигаться, причем не хаотически, а целенаправленно — это задача посложнее, чем просто их сделать. Можно сказать, высший пилотаж современной нанотехнологической мысли. Тут даже аналогии с макро-

миром напрашиваются: автомобиль собрать не вопрос, но ведь он еще должен ездить. Поэтому мы решили посмотреть, есть ли среди искусственных наномоторов что-нибудь достойное внимания. Оказалось, что есть. До совершенства природных они, правда, пока не добрались. Но ученые постараются ускорить этот процесс: устройства, приводимые наномоторами в движение, откроют немало возможностей, о которых пока никто и не догадывается. В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

НАНОМОТОР

Самый маленький

В первый раз в качестве наномотора выступила столь малая молекула как бутилметилсульфид, всего лишь 1 нм длиной. Создатели наномотора даже хотят подать заявку в книгу рекордов Гиннесса, однако наномотор может послужить и науке, к примеру для прокачки жидкости через узкие трубки в устойствах, которые сами не намного крупнее.

Ранее было известно, что молекулы могли превращать в движение энергию света или химических реакций. В данном случае — это прямое преобразование электричества в кинетическую энергию одной маленькой частицей. Итак, Чарльз Сайкс из Унивеситета Тафтс (Бостон, США) с коллегами взяли молекулу бутилметилсульфида (в ней к атому серы с

МОЛЕКУЛА БУТИЛМЕТИЛСУЛЬФИДА ПРЕОБРАЗУЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В ЭНЕРГИЮ ВРАЩЕНИЯ

СЕРА

УГЛЕРОД

ВОДОРОД

Кончик иглы, с которой стекает ток

одной стороны прикреплено 4 атома углерода, а с другой — один) и заякорили ее атомом серы на поверхность меди. Получилось что-то похожее на несимметричный пропеллер (см. схему), который может вращаться вокруг атома серы (Nature Nanotechnology, DOI: 10.1038/nnano.2011.142.). Над молекулой ученые поместили металлическую иглу шириной в несколько атомов. Когда через нее потек электрический ток к слою меди, молекула завертелась со скоростью примерно 50 оборотов в секунду. Пропеллер асимметричен, и его можно ориентировать двумя способами относительно поверхности. И лишь в одной из ориентаций вращение происходило не случайным образом, а в большей степени по часовой стрелке, что и позволило исследователям классифицировать полученное устройство как мотор. Сайкс надеется в будущем использовать его для снижения трения потока жидкости в наноразмерных трубках.

МЕДЬ

Самыми близкими к идеальным моторам пока остаются биологические наноструктуры. Вот, к примеру, фермент АТФ-синтаза — крайне сложная структура, которая синтезирует молекулы АТФ — топливо для живых клеток. За установление механизма ее работы Джону Уокеру и Полу Бойеру вручена Нобелевская премия по химии. АТФ-синтаза нас интересует как мотор, работу которого можно упрощенно описать следующим образом. Мембранный комплекс F0 (см. схему) под действием электрического тока протонов начинает крутиться с высокой скоростью, вращая соединенную с ним субъединицу γ. Субъединица γ, по форме длинный цилиндр неправильной формы, вращаясь, циклически изменяет свойства расположенных вокруг нее неподвижных субъединиц α и β (их всего 6, по три каждой); это приводит к синтезу в них молекул АТФ. За один оборот фермент успевает синте-

зировать три молекулы АТФ; конкретные участки, из которых те «вылетают», располагаются в субъединицах β симметрично, под углом 120 градусов. В последние годы, правда, обнаружилось, что и неподвиж-

ные α и β тоже определенным образом могут вращаться, но это уже частности. АТФ-синтаза остается пока недостижимым идеалом, одним из самых совершенных природных наномоторов.

Вращающийся комплекс F0

Шесть долек — субъединицы α и β — неподвижны. Через них проходит синтез АТФ АТФ

Эта часть АТФазы фиксирует α и β в неподвижном состоянии

F0 вращает цилиндрическую субъединицу γ W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

NIH

Самый идеальный

НАНОМОТОР

Самый первый?

на длинную нанотрубку вешали металлическую пластинку, концы нанотрубки закрепляли на электродах, причем так, чтобы она могла в них проворачиваться (см. схему). Размер пластинки был порядка 300 нм, а толщина нанотрубки — 10. Снизу, справа и слева поставили еще три электрода,

которые играли роль статора — через них проходит электрический ток, создающий переменное магнитное поле для вращения пластинки. Ток подводился через нанотрубку и к самой пластинке. В итоге последняя вращалась безо всякого механического износа для всей конструкции; авторы мотора считают, что это возможно в довольно высоком интервале температур, давлений и даже в агрессивном химическом окружении (Nature, т. 424, с. 408). Насколько быстро происходило вращение? Ученые могут сказать, что быстрее 30 оборотов в секунду; более точно это установить не давали ограничения зондового микроскопа.

нетка» (см. схему). «Монорельс» закреплен на специальных термочувствительных элементах — «станциях». Если через «монорельс» пропустить ток и нагреть его середину до 1000 градусов Цельсия, то «вагонетка» вместе с грузом начинает ползти к одной из «станций». И даже если ток пустить в обрат-

ную сторону, она продолжит двигаться в том же направлении. Авторы работы из Автономного университета Барселоны (Испания) объясняют это особым током — фононным (фонон — элементарное колебательное возбуждение в кристалле), — возникающим в нанотрубках.

ИГНАТ СОЛОВЕЙ/STRF.RU

Не поручимся за то, что этот мотор действительно самый первый, ведь общепринятой классификации наномоторов и хронологии их создания пока нет. Но что один из самых ранних — это точно. И устроен достаточно просто. Алекс Зеттл и его коллеги из Национальной лаборатории в Беркли (США)

Самый горячий

Этот мотор также работает «на нанотрубках», как и предыдущий. Только если там нанотрубка выступает одновременно в виде шарнира и проводника с электричеством, то здесь — как железная дорога и проводник тепла. Точнее, нанотрубок здесь даже две — одна «монорельс», а другая — «ваго-

ГРУЗ «СТАНЦИЯ»

«СТАНЦИЯ»

ИГНАТ СОЛОВЕЙ/STRF.RU

«МОНОРЕЛЬС»

«ВАГОНЕТКА»

1000 град. Цельсия Статья опубликована в журнале New Scientist №10, 2011 год 26

В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ВИЧ

Успехи российских ученых в борьбе с ВИЧ-инфекцией Руководитель лаборатории иммунохимии Института вирусологии имени Д.И. Ивановского РАМН Эдуард Карамов рассказал о работах российских ученых по исследованию инфекции ВИЧ/СПИД на конференции Российско-американского научного форума. В последние годы на территории России резко возросла численность инфицированных ВИЧ/СПИД. Если до 1995 года на всей территории страны было не более 1000 случаев ВИЧинфицирования, то сегодня, только по официальным данным, насчитывается более 600 тысяч инфицированных, а по экспертным оценкам, их число достигает 1.5 миллиона человек. «В последние годы мы превысили порог в 1 процент инфицированных от всего взрослого населения страны, – рассказывает профессор Карамов. – Проблема осложняется еще и тем, что большинство ВИЧинфицированных в России заражены вирусом гепатита Б и С, имеют туберкулез и большинство из них – внутривенные наркоманы». В последние годы главная причина смертности от СПИДА– туберкулез. В течение последних лет менялся характер циркуляции различных генетических субтипов этого вируса. Сейчас главный циркулирующий субтип этого вируса – подтип А1. Другие вирусы представляют собой лишь минорные компоненты. Первый российский штамм вируса иммунодефицита человека был изолирован в 1985 году в лаборатории иммунохимии Института вирусологии имени Д.И. Ивановского. На сегодняшний день молекулярная генетика виру сов иммунодефицита в России изучена очень подробно. В прошлом году была опубликована 500-страничная монография, где впервые был представлен атлас распространения вирусов иммунодефицита, циркулирующих в России и Евразии. В этом году российским ученым удалось провести клонирование функциональных белков оболочки новых изолятов вируса, которые были получены от людей, находившихся в периоде острой инфекции. Такие клоны чрезвычайно важны для создания вакцины. В России успешно закончены клинические испытания 1 фазы российской вакцины против ВИЧ/СПИД. Она представляет собой рекомбинантный белок. Этот белок конъюгирован с оригинальным российским иммуноW W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

логическим адъювантом полиоксидонием, который широко используется в российской антигриппозной вакцине «Гриппол». Испытания российской вакцины против ВИЧ начались еще в 2004 году, но были остановлены из-за прекращения финансирования уже на следующий год. Утвержденная на саммите «Большой восьмерки» в Санкт-Петербурге декларация должна была поспособствовать ускорению разработки вакцины в России и Восточной Европе. С этой целью была утверждена российская вакцинная программа на 2008–2010 годы. Трем российским центрам по разработке вакцин – московскому, санктпетербургскому и новосибирскому – из федерального бюджета был выделен 1 миллиард рублей. Однако на 2011– 2012 годы аналогичная программа не прошла утверждение, и финансирование уже во второй раз было прекращено. Кандидатная российская вакцина уже прошла клинические испытания на добровольцах, получены положительные результаты, вакцина внесена во все международные вакциновые листы. Тем не менее дальнейшие работы по созданию вакцины не могут быть продолжены до восстановления финансирования. Помимо работ по созданию вакцины очень активно развивается в профилактике ВИЧ/СПИДА применение микробицидов. Это новый класс иммунобиологических препаратов – гелевые и мазевые композиции, которые прерывают половую передачу не только вируса иммунодефицита человека, но и других патогенов, передающихся половым путем. В России создано несколько микробицидных препаратов на основе гуминовых кислот, растительных полифенолов и нуклеозидных препаратов. Это совсем новые разработки – некоторые еще даже не запатентованы. Исследователи ВИЧ/СПИД не остались в стороне от нанореволюции. Большой коллектив российских ученых синтезировал новые нанобиоматериалы – нанопленки, которые обладают

антибактериальной активностью, что показано на нескольких видах бактерий, и обладают антиВИЧ-активностью. Такие пленки имеют большой потенциал применения в медицине. Совместно с Курчатовским центром и физическим факультетом МГУ им. М.В. Ломоносова Институтом вирусологии создана технология упаковки целого ряда антивирусных препаратов в наночастицы. В качестве биоконтейнеров для доставки препаратов и вакцин используются наночастицы кремния. Лазерное облучение мелкопористого кремния приводит к тому, что гидрофобный кремний становится гидрофильным и его можно применять в водных средах. Оказалось, что нанокристаллы кремния сами по себе обладают высокими вирулецидными свойствами, то есть они способны разрушать вирусные частицы – и не только вируса иммунодефицита человека. Важную роль в анализе сложнейших взаимодействий между вирусной инфекцией и иммунной системой человека играют математические модели. В России не так много работ, которые прогнозируют развитие эпидемии, просчитывают возможный экономический ущерб от этой эпидемии, и совсем мало работ, которые моделируют биологические системы. Поэтому особое значение имеет работа ведущего отечественного математика, профессора Сергея Гончарова, который в соавторстве с академиком РАН Валерием Черешневым создал многоуровневую математическую модель взаимодействий между различными компартментами иммунной системы человека и возбудителем инфекции. Созданная модель позволяет по-иному взглянуть на патогенез ВИЧинфекции и послужит для детального изучения иммунных реакций человека. В рамках российско-американского сотрудничества на конференции был объявлен новый конкурс грантов в области исследования ВИЧ-инфекции. Учредителями этой программы выступили Российский фонд фундаментальных исследований и Национальный институт здоровья США. История российско-американских взаимодействий в области биомедицины и изучения инфекционных болезней имеет на своем счету множество у спешных работ: это изучение полиомиелита, глобальная вакцинация против оспы, гриппа, онкогенных вирусов. И теперь открывается новый этап сотрудничества – работа ученых двух стран по исследованию пандемии вируса ВИЧ/СПИД. Владислав Новиков 27

МВА

las - initially

Диплом на три буквы

Будущее отечественных программ MBA под сомнением. С одной стороны, их поддавливает магистратура, с другой – западные бизнесшколы. Плюс российские работодатели не особенно жалуют обладателей дорогих «зеленых корочек», забывая об их особых познаниях в бизнесе и нацеленности на карьерный рост сразу после приема на работу. В этих условиях нашим бизнес-школам приходится очень тяжело, и, по мнению экспертов, многим из них в скором времени ничего не останется, как признать свою неконкурентоспособность. Несмотря на то что спрос на дипломы MBA по-прежнему есть, налицо тенденция к полной девальвации российского бизнес-образования. 28

Тяжелые времена российским программам MBA пророчат сами руководители отечественных бизнес-школ. Выступая на недавнем круглом столе в РИА «Новости», декан Высшей школы бизнеса МГУ Олег Виханский признал, что этот проект уже сейчас находится в глубоком кризисе и требует существенной трансформации. Однако понять, что с ним надо делать, пока никто не в силах. «Пропадает рынок, под который изначально составлялись эти программы, – рынок 30-летних слушателей, – отметил Виханский. – Мы пытаемся разбить его на два сегмента: один для совсем молодых ребят , только окончивших бакалавриат, а второй – для совсем взрослых людей, примерно между 40 и 50 годами, которым не нужны базовые знания в области финансов и стратегии, а просто необходимо для себя определиться, как дальше вести бизнес». Причин того, что отечественное бизнес-образование оказалось в подвешенном состоянии, несколько. В первую очередь это перегрев предложения на рынке. Как отмечает ректор Института бизнеса и делового администрирования Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ (РАНХиГС) Сергей Мясоедов, бурный рост рынка, на котором вращались довольно приличные деньги, вызвал и большое количество «пены» – всевозможных фирм и фирмочек, предлагающих псевдо MBA, что обрушило престиж продукта. На фоне этого очень ясно обозначилось непонимание отечественными работодателями ценности бизнесобразования. Если в США и ряде европейских стран, как известно, степень MBA служит обязательным условием для

Если в США и ряде европейских стран, как известно, степень MBA служит обязательным условием для принятия кандидата на менеджерскую должность, то в России гораздо больший вес имеют предыдущий опыт работы, а также личные связи. В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

МВА

Рынок бизнес-образования, и сегодня имеющий тенденцию к разделению на элитарное и относительно дешевое и «скороспелое», будет четко разграничен, а в будущем и вовсе сокращен до минимума. принятия кандидата на менеджерскую должность, то в России гораздо больший вес имеют предыдущий опыт работы, а также личные связи. Многочисленные социологические опросы показывают , что знания, полученные российскими слушателями в бизнес-школах, впоследствии, как правило, не находят применения в отечественных компаниях, а руководители этих компаний ценят сотрудников с MBA не больше, чем тех, кто не имеет престижных корочек, и во время кризиса увольняли их не реже, чем всех остальных. Впрочем, спрос на дипломы бизнесшкол порой искусственно создают менеджеры по персоналу, как правило, не понимающие смысла иностранной аббревиатуры, но желающие доказать своему начальству и коллегам, какую сложную вакансию они закрывают и каких высококлассных специалистов подыскивают. «Эта прослойка кадровиков сделала MBA своеобразным пропуском в компанию, который нужно только однажды предъявить на входе и больше можно никому не показывать, – пришла к выводу эксперт в области бизнес-образования Ольга Гозман. – Поэтому появилось много желающих получить по дешевке MBA, в какой угодно школе или даже просто купить диплом. Их цель – попасть в определенную фирму». Кроме всего прочего, во время финансового кризиса рынок бизнес-образования серьезно, на 20–30 процентов, просел, что прошло относительно безболезненно для очень малого числа бизнес-школ. Плюс к этому на рынок пришел новый игрок, претендующий на лакомый кусок пирога MBA, – магистратура по менеджменту. В ближайшие пять лет, по оценкам Сергея Мясоедова, порядка 40 процентов молодежной аудитории MBA уйдет на магистерские программы, предлагающие менее дорогие и, по российским меркам, более престижные дипломы. Независимым бизнес-школам, не встроенным в структуру вузов, придется искать альянсы с более сильными в финансовом плане игрокаW W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

ми, в роли которых могут выступать, например, крупные коммерческие компании или госкорпорации. Рынок бизнес-образования, и сегодня имеющий тенденцию к разделению на элитарное и относительно дешевое и «скороспелое», будет четко разграничен, а в будущем и вовсе сокращен до минимума. Сохранить устойчивые позиции, скорее всего, удастся лишь школам, имеющим международную аккредитацию (сегодня в России их 11) и авторитетный преподавательский состав, с приглашенными из крупных западных вузов профессорами. Им, впрочем, тоже придется нелегко, поскольку в новых у словиях они уже будут конкурировать не столько с удержавшимися на плаву посредственными отечественными школами, сколько с сильными западными. Потенциальные слушатели MBA, едва ли стесненные в средствах на образование (сегодня MBA в ведущих российских бизнес-школах стоит не менее 450 тысяч рублей), сегодня еще нередко выбирают обучение в России, потому что в основной своей массе получали первое образование в СССР и не очень хорошо владеют английским. Но уже через несколько лет, когда до MBA дорастет поколение 1990-х и 2000-х, у которого нет проблем с иностранными языками, предпочтение будет отдаваться западным школам. И даже если к тому времени ведущие отечественные школы заработают себе имя, сопоставимое с мировыми брендами (во что, конечно, пока трудно поверить), и в их стенах будут преподавать признанные во всем мире гуру бизнеса, все равно российские слушатели будут стремиться на Запад, хотя бы для того, чтобы окунуться в новую среду и получить новые впечатления. За слушателей придется серьезно бороться, приглашать за очень хорошие гонорары иностранных преподавателей. За счет этого и цены на обучение в отечественных бизнес-школах устремятся к мировым, и конкурентные условия для них станут еще более жесткими. Правда, каких дивидендов ждут от выхода в «большое плавание»

наши школы, честно говоря, пока не очень понятно. «На сегодняшний день школы, получившие международную аккредитацию, к сожалению, ни в чем не выиграли, – пришел к выводу Сергей Мясоедов. – Приток новых слушателей – не более 5 процентов, то есть в пределах статистической погрешности. Но ведущие игроки все равно идут на глобальные рынки, потому что понимают: либо будут оценивать себя по международным стандартам качества и на них же ориентироваться, либо – снова строить социализм в отдельно взятой стране». Председатель Совета Минобрнауки России по программе MBA, ректор Высшей школы международного бизнеса РАНХиГС при Президенте РФ Леонид Евенко признал, что сама идея бизнес-образования изначально была чуждой нашей стране, в которой управленцев не учили за два года, а растили чуть ли не десятилетиями. И это тоже одна из причин, по которой не приходится рассчитывать на бурный расцвет программ MBA в России. При самом пессимистичном варианте развития событий этот вид образования вообще исчезнет в России. В более оптимистичных сценариях рисуется его развитие в элитарном сегменте, с постоянным стремлением к повышению качества и гонкой за мировыми стандартами. Леонид Евенко полагает, что профессиональному сообществу в области бизнес-образования для сохранения своих пока еще прибыльных проектов необходимо объединиться в саморегулирующуюся организацию и двигаться вперед единым фронтом. Что это даст в целом российской системе образования? Очевидно, хорошую почву для развития конкуренции на рынке образовательных услуг, где пока что хозяйничает, причем не всегда эффективно, государство. В итоге это должно способствовать повышению качества программ дополнительного образования всех вузов и школ. Но опять же надо оговориться, что это возможно лишь в том случае, если массовое стремление замкнуться в национальном колорите с такими известными пороками, как продажа дипломов и экзаменов или выдача псевдодипломов, не девальвирует робкие попытки единичных учебных заведений встроиться в международное образовательное пространство. Наталья Быкова 29

ТЕПЛОВИЗОР

Тепло сердечное Сердце – самый «горячий» орган человека. Удивительно, но еще с древних пор ему приписывали подобные свойства. А мы это можем достоверно узнать с помощью тепловизора – прибора, который рисует тепловую карту организма по его излучению в инфракрасном спектре. Как тепловизор помогает врачам ставить диагнозы и какова в этом роль нанотехнологий – в статье Натальи Веденеевой.

Когда мы употребляем термин «тепловидение», то на ум первым делом приходит сложная аппаратура для слежки за военными объектами или людьми, – если вспомнить знаменитого «Терминатора»… То, о чем вы прочитаете дальше, немного перекликается с «Терминатором», однако в тепловизор мы будем смотреть не на солдат вражеской армии, а на патологии человеческих органов. Речь пойдет о том, как тепловидение может помочь современной медицине.

Тепловые снимки человека. Справа – шкала соответствия цвет-температура

В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ТЕПЛОВИЗОР В конце XX – начале XXI века в науке о жизни произошла настоящая революция. Человека как биообъекта стали переосмыслять на молекулярной основе: к каким болезням он генетически предрасположен, каков глубинный механизм его иммунной защиты. Говорят, что к 2025 году медики окажутся способными чуть ли не с рождения ребенка смоделировать на основе знаний о его геноме и фенотипе все будущие болезни и самые оптимальные способы лечения. Одним из способов добраться до сути вещей будет матричное тепловидение. Так что же можно увидеть, рассматривая различные участки тела человека в инфракрасном (ИК) диапазоне длин волн?

Во время эпидемии «свиного» гриппа в аэропортах тепловизоры использовали в медицинских целях – вычисляли людей с повышенной температурой

ОТ ЛАДОНИ ДО ТЕПЛОВИЗОРА

PIXAC/DREAMSTIME.COM

О том, что температура человека является показателем его физиологического состояния, известно давно. Температуру кожи человека для диагностики использовал еще Гиппократ (примерно 460–377 гг. до н.э.). В те далекие времена температура оценивалась просто на ощупь. Однако этот метод был весьма субъективен. Затем, примерно в XVI веке, появились ртутные термометры, в 60-е годы XX века – термочувствительные пленки и жидкокристаллические термометры. Но все они требовали контакта с больным, измеряли температуру локально и не обладали высокой точностью. Ее удалось добиться только в 70–90-х годах, с появлением дистанционных методов измерения температуры методом тепловидения. Впрочем, первое обследование с помощью ИК-области спектра применил еще в 1956 году Рэй Лоусон. Он использовал для ранней диагностики опухолей молочных желез у женщин военный прибор ночного видения. В зонах фор-

W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

Пока реальные закупки тепловизоров по всему миру составляют всего лишь 0.4 % от всего медицинского оборудования. 31

ТЕПЛОВИЗОР

«Сейчас нанотехнологии готовят еще один переворот в области тепловидения, когда даже самые чувствительные сегодня приборы будут выглядеть примерно на порядок хуже, чем те, что появятся лет через 10». ЭТО ИНТЕРЕСНО

Величина отбора клетками кислорода из крови в разных органах напрямую связана с величиной отдаваемого ими тепла. Так, — клетки скелетных мышц в покое потребляют всего 1.6—2.4 микролитров (мкл ) кислорода на 1 г ткани за 1 минуту; — клетки печени потребляют 19— 33 мкл на 1 г ткани за 1 минуту; — головной мозг — 35 мкл; — почки — 50—60 мкл; — сердце — 70—100 мкл (в покое).

мирования опухоли в ИК-диапазоне наблюдалось повышение температуры. И это при том, что традиционными, рентгеновскими, методами выявить зарождение болезни еще не получалось. Достоверность определения рака груди, особенно на ранней стадии, составила, по данным Лоусона, около 60– 70 %. С тех времен технологии создания тепловизоров успели претерпеть такие изменения, что их сложно сравнивать с предшественниками. «“Приборы третьего поколения”, как их называют, в сотни раз превосходят по чувствительности, быстродействию и пространственному разрешению “приборы первого поколения”, — говорит профессор, ведущий научный сотрудник Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО Р АН Борис Вайнер. — Этим они обязаны нанотехнологиям, которые позволили перейти от одиночного фоточувствительного приемника ИК-излучения к двумерным матрицам из миниатюрных детекторов на полупроводниках. В медицине такие приборы стали появляться около 15 лет назад». Современные тепловизоры (а точнее, их программное обеспечение) уже позволяют проводить цифровую обработку ИК-изображения в реальном масштабе времени, вычислять параметры теплового рельефа, создавать компьютерные архивы изображений, для того чтобы сравнивать их потом в разное время. Согласно прогнозам, в будущем тепловизионные кабинеты появятся в каждой уважающей 32

себя поликлинике. Пока же реальные закупки тепловизоров по всему миру составляют всего лишь 0.4 % от всего медицинского оборудования. Видимо, потенциальных пользователей отпугивает высокая цена аппаратов. А может быть, смущает необходимость охлаждения прибора? Кроме того, о них по-прежнему мало информируют практикующих медиков. Но вполне вероятно, что скоро все изменится. «Без охлаждения высочайшая чувствительность и быстродействие тепловизоров невозможны, — говорит Борис Вайнер. — Но сейчас очень активно развивается другое направление — приборы на неохлаждаемых микроболометрах (в них измеряется не число поглощенных фотонов и интенсивность ИК-излучения, как обычно, а воздействие ИК-излучения на электрическое сопротивление детекторов. — Ред.). Они не требуют глубокого охлаждения и работают при комнатной температуре. Чувствительность их пока не дотягивает до охлаждаемых, но стремительно к ним приближается». Подобные приборы, конечно же, — существенное продвижение вперед: не надо носить с собой жидкий азот или подключаться к микрохолодильнику, который создает глубокое охлаждение. И вполне возможно,

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Температура левой половины тела у людей в 54% случаев несколько выше, чем правой. Это, возможно, связано с асимметричным расположением сердца.

что новое поколение медицинских тепловизоров переломит отношение врачей к себе. «Основная проблема в медицинском тепловидении, которую сегодня надо решать, — считает Борис Вайнер, — это создание в медицине принципиально новых диагностических методик, ориентированных на использование высоких технических возможностей тепловизоров нового поколения. Это резко увеличит достоверность диагностики и возродит

Тепловизионная камера (немедицинского назначения)

интерес врачей к этому действительно уникальному и не имеющему аналогов методу исследования функционального состояния организма человека».

ЧЕЛОВЕК – ТЕПЛОВАЯ МАШИНА Имеются сообщения о том, что по наличию в теле человека зон с аномально высокой или низкой температурой можно распознать до 150 заболеваний, причем на ранних стадиях их развития. Разберемся, как же по теплу, которое излучает наше тело, можно узнать о болезни. Начнем с того, что человек — это сложная термодинамическая система, работа которой направлена на выработку энергии и поддержание постоянной температуры внутри организма. В любом процессе энергия не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую. В конечном итоге значительная ее часть превращается в тепло и равномерно распределяется по телу, создавая необходимые условия для жизни. Однако мало кто задумывается, что разные участки тела всегда имеют разную температуру. Традиционный показатель 36.6 °С фиксируется только в подмышечной впадине. Ближе к сердцу температура возрастает до 37 °С и выше, а в конечностях может и вовсе снижаться до 32–28 градусов. 100 % энергии мы получаем с пищей, половина ее уходит на обеспечение биохимических процессов, до 45 % – на метаболизм и не более 25 % – на механическую работу по сокращению мышц. Топливными элементами организма служат клетки. В 90 % случаев они используют для получения тепловой энергии окисление углеводов (например, глюкозы) и лишь в 10 % – окисление жиров. В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ТЕПЛОВИЗОР

DR. ARTHUR TUCKER/SPL/EASTNEWS

Вены светятся ярким светом, что в данном случае свидетельствует о варикозной болезни

ПОРТРЕТЫ ХОЛОДНЫХ РУК И ГОРЯЧИХ НОГ Научившись измерять интегральные количества выделяемого организмом тепла, ученые с помощью тепловидения получили возможность дополнить эти параметры инфракрасными (температурными) портретами человека. Такие портреты помогают понять, как распределяется тепло по организму. Ведь от этого зависит работа многих органов. За гармоничное распределение тепла по телу отвечает сердечно-сосудистая система, а точнее, сужение и расширение сосудов и изменение частоты сердечного пульса. У некоторых пожилых людей может наблюдаться самопроизвольный спазм капилляров конечностей, который приводит к низкой температуре рук и ног. На тепловизоре это выглядит в виде затемнения в области конечностей. В преклонном возрасте сужение сосудов может быть вызвано отложениями холестерина на их стенках. Однако если такое наблюдается у молодых, это говорит уже о патологии, причиной которой может быть расстройство нервных систем регуляции. Спазм капилляров приводит к тому, что становится невозможным поступление крови в капилляр, а кислорода – в ткань. Если человеку с таким диагнозом нельзя помочь медикаментозно, обращаются к помощи хирургов, которые иногда операционным путем восстанавливают микроциркуляцию крови. Несколько лет назад на базе хирургического отделения Московской медиW W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

цинской академии им. И.М. Сеченова с помощью тепловидения были обследованы более 1000 человек с варикозным расширением вен. Изображения таких ног в инфракрасном диапазоне можно посмотреть на фото вверху. Вены светятся ярким светом, что в данном случае свидетельствует о патологическом выделении тепла.

СНАЧАЛА СЛЕДСТВИЕ, ПОТОМ ПРИЧИНА Тепловидение, в отличие от всех прочих методов обследования, очень удачно совмещает в себе возможность получения картинки патологии и при этом абсолютную безвредность как для больных, так и для медицинского персонала. Оно бывает весьма эффективным при диагностике рака молочной железы, сосудистой системы, оценке кровоснабжения мозга при черепно-мозговых травмах и пересадках тканей. Т о есть успех есть там, где тепловизор надежно регистрирует распределение температуры на поверхности кожи. Однако некоторые специалисты высказывают сомнение в том, что визуализированное ИК-изображение с поверхности кожи может информировать врача о глубинных процессах в организме, к примеру, в печени или почках. По их мнению, оценить такие органы с помощью тепловизора можно лишь на операционном столе, обнажив их перед аппаратом. Есть и более оптимистично настроенная группа медиков. Они считают, что многие патологии органов можно обна-

ружить, регистрируя изменения температуры нервных рецепторов (точнее, усиление их теплового излучения), расположенных на поверхности тела и связанных с внутренними органами. Это можно сделать, только если тепловизоры станут еще чувствительнее, т.к. дополнительное количество тепла от рецепторов, по сравнению с общим фоном, очень невелико. «Сейчас нанотехнологии готовят еще один переворот в области тепловидения, когда даже самые чувствительные сегодня приборы будут выглядеть примерно на порядок хуже, чем те, что появятся лет через 10», – считает Борис Вайнер. Такой крутой поворот связан с тем, что под каждым фоточувствительным элементом матрицы тепловизора в лабораториях с помощью нанотехнологий уже научились делать своего рода индивидуальный чип, который обрабатывает сигнал лишь с этого одного элемента. Подобных элементов в матричном фотоприемнике порядка 100 000 – будет в нем и 100 000 чипов вместо одного, как когда-то 100 000 чувствительных элементов заменили один-единственный

ЭТО ИНТЕРЕСНО

В тропиках Южной и Центральной Америки обитает насекомое клоп-хищнец (Rhodnius prolixus). Укус его небезобиден, поскольку клоп переносит болезнь Чагаса. Этот клоп обладает ИКчувствительностью, что позволяет ему найти направление к наиболее теплой точке человеческого лица — губам (именно там сосуды ближе всего подходят к поверхности кожи). Поэтому его иногда называют «поцелуйный клоп».

фотоэлемент в детекторе ИК-излучения. В итоге можно надеяться, что с новой чувствительностью тепловизоров, а также с появлением алгоритмов обработки информации от рецепторов, возможности метода тепловидения станут гораздо шире. Наверное, рановато, но ученые уже сейчас задумываются над тем, что они будут делать дальше, после раскрытия температурной тайны человеческого тела. С помощью современной техники они мечтают в будущем расширить возможности нашего восприятия так, чтобы увидеть мир не только в инфракрасном диапазоне, но одновременно и сложными глазами пчелы или лягушки, и в цвете, и черно-белым, и плоским, и выпуклым. Может, тогда мы научимся лучше разгадывать его тайны? Статья опубликована в журнале New Scientist №10, 2011 год 33

МНЕНИЕ

Мышиная возня

«У каждого из нас сосуды поражены атеросклерозом, у всех есть бляшки», – сидя за столиком московского кафе, спокойно рассуждает Юрий Котелевцев – ведущий научный сотрудник Кардиологического центра Медицинского колледжа Эдинбургского университета, один из победителей конкурса мегагрантов Министерства образования и науки РФ. Ему хочется верить, что вместе с тысячами коллег, работающих по всему миру, он приближает тот день, когда с атеросклерозом будет покончено.

и революция долголетия

Глядя в окно на проходящую мимо шумную компанию школьников, Юрий Васильевич продолжает: «Вот даже у них уже есть небольшие fatty streaks в сосудах». Когда он говорит о своей научной работе, то норовит смешать русский и английский, что вполне объяснимо: рабочим языком для него давно стал английский – более 20 лет живет и работает за рубежом, а возвращаясь в российскую науку, сравнивает себя с «солдатом иноземного строя». С августа девяностого по октябрь девяносто второго – Париж, всемирно известный Коллеж де Франс, Лаборатория имени Клода Бернара, основоположника современной фундаментальной медицины. Потом – Эдинбургский университет, прославленный прежде всего как центр биомедицинских исследований, молекулярной и клеточной биологии. С ноября 2010 года много времени проводит в Пущинском научном центре под Москвой.

Игнат Соловей

ХОЛЕСТЕРИН НЕ ПРОЙДЕТ

Котелевцев изучает сердечно-сосудистые заболевания. Результаты его исследований опубликованы в Cell, PNAS, Journal of Clinical Investigations – престижных зарубежных научных изданиях, он автор нескольких международных патентов. Некоторые из этих работ в ближайшей перспективе могут материализоваться в лекарственных препаратах от диабета второго типа, ожирения и, возможно, болезни Альцгеймера. В 1997 году Котелевцев создал линию мышей, у которой посредством изменения генома в стволовых клетках был удален («нокаутирован») ген, ответственный за восстановление внутриклеточного кортизола. В результате у нокаутной мыши повысилась чувствительность клеток печени к инсулину – нокаут привел к устойчивости к диабету В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ИНТЕРВЬЮ второго типа. Эта работа стимулировала ведущие фармацевтические фирмы к созданию ингибиторов фермента, с участием которого возникает диабет второго типа. Более 20 кандидатных молекул из этого ряда уже проходят доклинические испытания, а один из ингибиторов недавно успешно прошел фазу клинических испытаний. В настоящее время Котелевцев работает в области атеросклероза и убежден, что в скором времени человечество сможет избавиться от этого заболевания, как сравнительно недавно избавилось от оспы и полиомиелита. «Я не говорю о вакцинации, хотя, как ни удивительно, даже и в этом направлении уже есть интересные публикации. Может быть, это будут лекарства или просто пищевые добавки. Изменить образ жизни человеку трудно, а добавлять в пищу препарат, который снижает проникновение и отложение холестерина в стенках артерий, – легче», – предполагает Котелевцев. «Незаконного» проникновения частиц, несущих холестерин в стенки артерий, можно избежать, если стабилизировать гликокаликс – гидрофильный барьер на внутренней стенке сосуда, образованный в основном гиалуронаном, полимером на основе гиалуроновой кислоты. «Способность клеток синтезировать гиалуронан падает с возрастом. Кроме того, гликокаликс “слущивается” под действием воспалительных процессов, а также от недостатка кислорода или избытка свободных радикалов, – объясняет Юрий Васильевич. – Как следствие, может повышаться проницаемость стенок сосудов для холестерина. Женщины пользуются гидратирующими кремами для кожи, содержащими гиалуронан. А не можем ли мы придумать внутреннюю косметику для сосудов?» Для того чтобы сосуд не пропу скал ненужный ему холестерин, надо прежде всего разобраться с механизмами транспорта этого вещества. Т ут фантазии Котелевцева выливаются в реальные исследования с применением современной мультифотонной микроскопии: «Сейчас стало возможным с очень высоким разрешением посмотреть на стенки сосуда в живой мыши. Для этого используются мультифотонные микроскопы – с их помощью можно, не взрезая сосуд, очень хорошо видеть, что внутри него происходит».

СВЯЗАННЫЕ ОДНИМ ГЕНОМ В середине 1970-х академик Юрий Овчинников, основоположник отечественной биоорганической химии и W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

биотехнологии, открыл кафедру биоорганической химии на биофаке МГУ, где учился приехавший из Феодосии Юра Котелевцев. На новой кафедре начинающий ученый занялся химией белка. Диссертация была посвящена фотоаффинному мечению рецептора ацетилхолина, участвующего в передаче нервного импульса в синапсе. После защиты некоторое время работал ассистентом на кафедре, но вскоре перешел в лабораторию Министерства здравоохранения, где под руководством профессора Ювеналия Васильевича Постнова группа молодых биофизиков изучала нарушения ионного транспорта при гипертонии. «Ювеналий Васильевич меня сразу взял старшим научным сотрудником, хотя я тогда был еще молодым человеком», – вспоминает Юрий Котелевцев, который предложил попытаться отыскать генетические маркеры заболевания (любые наследуемые признаки заболевания, включая отклонения от нормы, на уровне биохимии), идя не от фенотипа, не от физиологии, а от гена. «Это так называемый обращенный подход – reverse genetics, – Юрий Васильевич тут же дает аналог термина на английском, будто уточняя смысл сказанного или даже расширяя его. – Тогда было известно еще мало маркеров; мы использовали такой маркер, как полиморфизм рестрикционных участков ДНК. Ферменты рестриктазы в строго определенных местах режут ДНК. Если в этих местах нуклеотидный состав ДНК отличается от нормы, то уже не режут (явление, когда ген может присутствовать в хромосомах различных особей в разных вариациях, называется полиморфизмом – ред.)». В итоге длины фрагментов порезанной нормальной ДНК будут отличаться от длин фрагментов ДНК с отклонениями. Есть методы, позволяющие эти фрагменты различить и понять, в чем суть отклонений. Котелевцев с коллегами начали искать, с какими проблемами, вызывающими гипертонию, соотносятся подобные отклонения в ДНК (ученые называют такую взаимосвязь сцеплением). Одними из первых они опубликовали работу по сцеплению рестрикционного полиморфизма с нарушениями ионного транспорта у больных крыс. Это, как считает Котелевцев, а также то, что

Постнов был хорошо известен на Западе, и помогло ему получить место приглашенного ученого в College de France в лаборатории академика Пьера Корволя. Здесь Котелевцев снова принялся за поиск – уже тех последовательностей ДНК, которые были бы ассоциированы с гипертензией (как и гипертония – систематически повышенное давление в сосудах – ред.) человека. «Мне очень повезло. Уже через пару месяцев после приезда в Париж мне удалось найти ген, изменения в котором могут вызывать гипертонию. Это ген белка ангиотензиногена, из которого потом получается ангиотензин – гормон, регулирующий кровяное давление и в основном влияющий на работу почек», – объясняет Юрий Васильевич, изучивший наследование вариантов этого гена в трехстах семьях французов. В семье гипертоников могли рождаться дети-гипертоники, а могли и здоровые. Зная генотипы родителей, Котелевцев строил модель, которая показывала, случайно или нет наследуется тот или иной ген с гипертонией. Чуть позже исследования были повторены в Юте (США) на 500 американских семьях. Котелевцев обнаружил, что определенный вариант гена четко ассоциирован с повышенным давлением. Впервые была установлена взаимосвязь какоголибо гена вообще с наследственной гипертонией. Это открытие, сделанное почти два десятилетия назад, стимулировало поиск новых генетических маркеров гипертонической болезни. Опубликованная в 1992 году в журнале Cell статья процитирована к настоящему времени более 1300 раз. «Было установлено, что участок хромосомы, содержащий полиморфный ген ангиотензиногена, наследуется сцепленно с артериальным давлением, но оставалось неясным, каким образом те вариации гена, которые мы нашли, влияют на структуру самого белка или, возможно, на скорость транскрипции. Поэтому мне хотелось докопаться до механизмов, а исследования на людях этого сделать не позволяли», – признается Котелевцев, всецело заряженный идеей поиска окончательного ответа на поставленный вопрос. После двух лет работы во Франции Котелевцев получил позицию Welcome Trust Fellow в Эдинбурге. Выбирая меж-

Юрий Котелевцев: «Изменить образ жизни человеку трудно, а добавлять в пищу препарат, который снижает проникновение и отложение холестерина в стенках артерий, – легче». 35

МНЕНИЕ

Котелевцев Юрий Васильевич, специалист в области создания и изучения трансгенных моделей сердечнососудистых заболеваний. Ведущий исследователь Кардиологического центра Королевского медицинского исследовательского института Эдинбургского университета. Кандидат химических наук. В 1978 году окончил биологический факультет МГУ. В 1982 году защитил кандидатскую диссертацию в институте Биоорганической химии под руководством академика Ю.А. Овчинникова. Работал на кафедре биоорганической химии МГУ, затем во Всесоюзном кардиологическом центре АМН СССР под руководством профессора Ю.В. Постнова. В рамках Постановления Правительства России № 220 «О мерах по привлечению ведущих ученых в российские образовательные учреждения высшего профессионального образования» Котелевцевым создана лаборатория модификации генома стволовых клеток в Пущинском государственном университете. Имеет шесть международных патентов, более 60 публикаций. ду Шотландией и США, где была не менее хорошая лаборатория, руководствовался тезисом «ближе к России» и длительностью контракта (сразу на пять лет против трех с одним годом испытательного срока). «Я продолжил заниматься артериальным давлением и ангиотензином, их взаимосвязью и взаиморегуляцией через гормон, который называется альдостероном. Он очень похож на кортизол, гормон стресса, – настолько, что оба могут перекрестно активировать свои рецепторы. С альдостероном связана еще одна интересная вещь: при некоторых гипертониях наблюдаются все признаки его избыточного выделения в кровь (это приводит к повышению давления), хотя на самом деле концентрация гормона не увеличивается», – Котелевцев описывает синдром кажущегося избытка альдостерона. Кристофер Эдвардс и Пол Стюарт из Эдинбурга и Джон Фандер из Австралии высказали гипотезу, что причина этого синдрома в том, что из-за некоей мутации активацию рецепторов альдостерона у больных «незаконно» вызывает кортизол. Иными словами, он исполняет роль альдостерона, и тогда кажется, что того в крови слишком много. У людей же без мутации здоровый ген якобы кодирует фермент, окисляющий кортизол рядом с этими рецеп36

торами в почке. Грубо говоря, снижает концентрацию кортизола и тем самым не позволяет повышаться давлению. В распоряжении исследователей в Эдинбурге была ДНК пациента с таким синдромом. Котелевцев исследовал соответствующий ген, но мутаций не выявил. Усомнился в том, что изменения именно в этом гене приводят к гипертонии. Решил проверить это на мышах. Так называемая нокаутная технология позволяет отключить любой ген, чтобы узнать, как его отсутствие скажется на жизнедеятельности организма. Нокауты на мышах только что были описаны будущими нобелевскими лауреатами Марио Капекки, Мартином Эвансом и Оливером Смитисом, и эти технологии развивались в Центре геномных исследований в Эдинбурге. Котелевцев получил мышь с аналогом этого гена и «нокаутировал» ген в ее потомстве – никакой гипертонии не было. «Стало понятно, что нужно искать мутацию не в том гене, в котором мы искали, – говорит Юрий Васильевич и последующей фразой приковывает еще большее внимание к своему рассказу. – Но случилось еще интересней. Оказалось, что тот ген, который я уже «нокаутировал», все-таки регулирует концентрацию кортизола, но он ее не снижает, а увеличивает. А его выключение снижает кортизол в печени, а чем меньше кортизола, тем выше чувствительность к инсулину и тем меньше организму его требуется. Таким образом, мы создали не модель гипертонии, а модель устойчивости к диабету второго типа». В то время пока Котелевцев получал свои важнейшие результаты, стало ясно, что существует еще один фермент, который действительно выполняет защитную функцию в почке и окисляет кортизол. Последовал и его «нока ут», который воспроизвел синдром кажущегося избытка альдостерона и подтвердил гипотезу Эдвардса, Стюарта и Фандера.

К ГИДРОФИЛЬНОМУ БАРЬЕРУ «Вообще, гипертония, как и атеросклероз, – это не болезнь, а фактор риска, – уточняет Юрий Васильевич. – Когда эти два фактора встречаются, то риски очень сильно возрастают и человек с повышенными холестерином и артериальным давлением рискует умереть от инфаркта или инсульта». Чтобы противостоять зловредному сочетанию указанных факторов, Котелевцев создал линию мышей с двумя выключенными генами: первый ответственен за удаление из крови холестерина, второй

инактивирует кортизол и не дает ему, в свою очередь, «незаконно» активировать рецептор альдостерона. Другими словами, у мышей не удалялся холестерин из крови и постоянно активировался рецептор, повышающий давление. «Когда мы посмотрели на этих мышей, то оказалось, что у них не только давление возрастает, но еще и стремительно развивается атеросклероз, даже если их не кормить жирной пищей. Артерии труднопроходимы из-за бляшек, работа сердечно-сосудистой системы затруднена, идет гипертрофия сердца – оно увеличивается примерно в два раза, что приводит к сердечной недостаточности», – Котелевцев рассказывает о модели, с помощью которой можно, например, исследовать действие антиатеросклеротических лекарств или понять, как на людей, перенесших инфаркт и инсульт, действуют диуретики. «Механизм точно не известен, – констатирует Юрий Васильевич, – но мы надеемся, что наши мыши помогут это понять и “посоветовать” сделать лекарства, которые будут действовать более эффективно, чем существующие». В лаборатории модификации генома стволовых клеток, создаваемой в Пущинском государственном университете, Котелевцев собирается сделать ставку именно на нокаутные технологии. Цель – выявить потенциальные мишени для лекарств, которые бы предотвращали развитие атеросклероза на ранних стадиях. «Атеросклероз – это очень широко, им занимаются десятки тысяч исследователей. Я хочу сосредоточиться на первых фазах. И это тоже широко – хочу сконцентрироваться на гликокаликсе, гидрофильном барьере, которым сейчас еще только начали заниматься, – сужает исследовательское поле Котелевцев. – Он состоит из длинных полимерных цепей углеводов, соединенных между собой и с мембраной белками. Этот барьер, как кажется мне и другим исследователям, является первым важным барьером для проникновения холестерина в стенку сосуда, особенно в тех местах, где это проникновение “незаконно”». Котелевцев собирается воздействовать на молекулярный механизм «нелегального» проникновения холестерина в стенки сосудов мыши. Быть может , управление этим механизмом даст ключ к предотвращению одного из самых распространенных и коварных сердечно-сосудистых заболеваний. Галина Казарина В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

frcsyk

Прощай, Energizer

Сегодня ученые решили полностью пересмотреть всю концепцию хранения электроэнергии. Возможно, недалек уже день, когда необходимый заряд смогут накапливать самые обыкновенные материалы – например, пластмасса или бетон. Батарейка как таковая останется в прошлом. П л а с т и к о в ы й к о р п ус в а ш е г о смартфона будет не только выполнять защитную функцию, но и обеспечивать питание аппарата. Электричество для бытовой техники в вашей квартире будут генерировать пол и стены, и даже самая обычная бумага станет элементом цепи. Если Эмилю Гринхалю, материаловеду из Имперского колледжа Лондона (Великобритания), удастся осуществить свой проект, то в первую очередь изменения произойдут в автомобилестроении. Кузова машин начнут делать не из стали, а из специальных сплавов, способных аккумулировать заряд и отдавать его двигателю. «Источником питания может стать крыша, капот или дверь», – говорит ученый.

ЗАДАНИЕ ОТ РАЗВЕДКИ Эта идея впервые возникла в 2003 году. К Гринхалю пришли из военного ведомства с предложением разработать новый материал для беспилотных летательных аппаратов, с достаточной прочностью, чтобы выдерживать нагрузки, и в то же время способный запасать энергию. Ученый тут же взял под козырек и взялся за дело. W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

Начать он решил со всем известного углеродного волокна, поднявшего на новый уровень аэрокосмическую промышленность. Этот материал уже давно используется для армирования пластиков, применяемых, к примеру, в пассажирских самолетах Boeing 787 Dreamliner. Как выяснилось, композиты на его основе являются хорошими проводниками. «Мы были удивлены, узнав, что некоторые виды волокна отлично подходят на роль электродов», – рассказывает Лейф А сп, сотрудник шведского научно-исследовательского института «Свереа» (Гетеборг, Швеция). Гринхалю пришла в голову мысль создать не батарейку, а суперконденсатор. Обычный гальванический элемент состоит из катода и анода, помещенных в электролит. При замыкании цепи ионы начинают двигаться в растворе, из-за разности потенциалов двух металлов возникает ток. Таким образом, в данном случае электричество хранится в химической форме. Конденсаторы же работают по-другому. В них весь заряд аккумулируется на металлических пластинах, разделенных изолирующим слоем. Емкость таких источников питания зависит от формы и размеров их обкладок. Гринхаль решил увеличить площадь полезной поверхности устройства, чтобы оно могло запасать больше энергии. Каждое волокно он покрыл слоем торчащих во все стороны углеродных

Есть одна вещь, которую можно считать и огромным достижением, и огромной проблемой современных технологий. Это батарейка. С одной стороны, она дала нам такие возможности, о каких в недалеком прошлом никто не мог и мечтать. Ежегодно на производство элементов питания для бытовых электроприборов тратится около 50 миллиардов долларов. В то же время этот источник тока доставляет нам немало хлопот. Инженеры ломают голову, пытаясь втиснуть его в миниатюрные устройства, а миллионы людей по всему миру проклинают его маленькую емкость, когда их фотокамеры и сотовые телефоны отключаются в самый неподходящий момент. нанотрубок и прикрепил получившиеся «волосатые макаронины» к двум плоским электродам, между которыми проложил слой стеклоткани. Всю эту конструкцию ученый заключил в корпус из полимерного каучука. В итоге нанотрубки принесли двойную выгоду: благодаря им не только стал накапливаться больший заряд, но и повысилась прочность изделия, так как, во-первых, они обеспечили более тесную связь пластин с внешним покрытием, а во-вторых, взяли на себя роль «оттяжек», не позволяющих тонким углеродным нитям деформироваться при нагрузке. В результате получилась очень крепкая и легкая панель с удельной емкостью 1 ватт-час на килограмм, что примерно в 20 раз меньше, чем у обычного суперконденсатора. Сегодня Гринхаль возглавляет проект под названием Storage, в котором принимают участие несколько европейских компаний, в том числе концерн «Вольво». Специалисты работают над созданием электромобиля, где вместо большой стальной панели, встроенной в пол – композитный суперконденсатор. Такое конструктивное решение позволит уменьшить вес транспортного средства на 15 процентов. Гринхаль уверен в том, что ему удастся повысить эффективность своего изобретения, но вынужден признать, что по емкости оно, скорее всего, никогда не сможет сравниться с

«Источником питания может стать крыша, капот или дверь», – говорит ученый. 37

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

КОМПЬЮТЕРЫ ЛАЙТ Тем не менее технология Г ринхаля может улучшить характеристики гибридных автомашин, особенно тех, что снабжены системой рекуперативного торможения, которая обеспечивает превращение кинетической энергии автомобиля при его остановке, в электрическую. Суперконденсаторы способны быстро его накапливать и возвращать автомобилю во время ускорения. Это позволяет уменьшить вес и размеры основного аккумулятора, а также продлить срок его эксплуатации. Однако некоторые члены консорциума Storage вынашивают идею полного отказа от традиционных источников питания, применяемых сегодня в электромобилях. Асп предлагает придать композитную структуру самим литийионным элементам. А так как один из электродов в них делается из графита, то на помощь снова могут прийти углеродные волокна, поскольку они представляют собой не что иное, как графитовые нити. Ученый планирует помимо жидкого электролита использовать в новых батареях поликарбонаты и утверждает, что в итоге его изделие по энергоемкости не будет уступать существующим на сегодняшний день аккумуляторам. Идея Аспа годится для снижения веса бытовых приборов, в частности ноутбуков и сотовых телефонов, и обеспечения их работы без подзарядки в течение более долгого времени. Однако новые усовершенствованные модели появятся лишь тогда, когда углепластики станут более доступными по цене. В первую очередь модернизация коснется самых дорогих продуктов на рынке электроники, и автомобили могут не попасть в эту категорию. «По словам специалистов компании “Вольво”, стальные панели слишком утяжеляют кузов машины, поэтому рано или поздно нам все равно придется заменить их более легкими», – говорит Гринхальд. Кстати, как выяснилось, композитный аккумулятор можно сделать не только из дорогих высокотехнологичных материалов, но и из того, что буквально валяется под ногами. 38

В 2007 году Гордон Берстайн и Эрек Спекерт из Кембриджского университета (Великобритания) доказали, что стены и полы зданий и даже дорожные покрытия могут сами по себе выступать в качестве огромных батареек. Бетон содержит миллионы мельчайших пор, заполненных водой, и поэтому ведет себя как проводник второго рода (т.е. проводимость обеспечивается не электронами, а ионами). Если его поместить между стальным катодом и алюминиевым анодом, по нему потечет ток небольшой силы. Именно это наблюдали исследователи в своем опыте – до тех пор, пока коррозия не разрушила электроды (ECS Transactions, DOI: 10.1149/1.2838188). Далее было предпринято еще несколько попыток создать бетонный элемент питания. Команда ученых из Г осударственного университета в Буффало (штат Нью-Йорк, США) попробовала в качестве «плюса» использовать смесь сажи и цинковую пыль, а в роли «минуса» – сажу, смешанную с порошком диоксида марганца. Эти высокодисперсные системы обеспечили лучшую связь между электродами и электролитом. Тем не менее испытания показали, что удельная емкость всего устройства составляет всего лишь какие-то микроватт-часы на килограмм. Разработчики считают, что она может возрасти, если добавить к предложенному составу соли и полимеры (Cement and Concrete Composites, т. 32, с. 829). Если предположить, что на строительство среднего американского дома уходит до 12 тонн бетона, а на небольшое офисное здание его требуется примерно в тысячу раз больше, можно представить себе, сколько энергии могли бы запасать полы и стены. Это было бы особенно полезно в тех случаях, когда нет возможности подключиться к обычной электросети либо требуется срочно перейти на автономный режим питания, а также когда нужно стабилизировать напряжение тока, поступающего от установленных на крыше фотоэлементов. Некоторые предлагают задействовать для запасания электричества бумагу. Наделенная новыми свойствами, она нашла бы самое широкое применение. Батарейку, которая была бы не толще газетного листа, уже давно ждут производители электронных книг и одеж-

ды со всевозможными вшитыми в нее устройствами (например, музыкальными плеерами). Разработку источников тока на бумажной основе, которые занимали бы минимум места в современных приборах, осуществляет компания P aper Battery (Трой, штат Нью-Йорк).

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОРИГАМИ Исследование специалистов из Политехнического института Ренсселира (штат Нью-Йорк) показало, что хранить энергию способен лист самой обычной целлюлозы. Ученые пропитали его раствором электролита и встроили в него массивы углеродных нанотрубок, которые взяли на себя роль электродов. Удельная емкость полученного материала составила 10 ватт-часов на килограмм. Это значит, что десяток страниц формата А4 в сумме имеют такой же заряд, как у обычной батарейки типа ААА (Proceedings of the National Academy of Sciences, т. 104, с. 13574). Что касается Paper Battery, ее глава Шрифал Мехта не захотел рассказывать о своем изобретении в деталях. Он лишь упомянул о том, что секрет технологии заключается в особых чернилах, наносимых послойно на бумагу, – благодаря их особому составу можно получать как суперконденсаторы, так и аккумуляторы с высокой энергоемкостью. В течение двух лет Мехта собирается наладить массовое производство своих изделий. «Мы уже ведем переговоры с заказчиками, которые в данный момент тестируют наши экспериментальные образцы», – сообщил он. Эти супертонкие батареи, получившие название PowerWrapper, предполагается встраивать в корпуса ноутбуков и салоны автомобилей, размещать в интерьерах квартир. Проложенные под крышей или прикрепленные к внутренним и внешним стенам зданий, они будут запасать энергию, полученную от фотоэлементов и ветровых турбин, и отдавать ее по мере необходимости. В них можно завернуть все что угодно, говорит Пуликель Аджаян, один из разработчиков продукта. Так что осторожнее ходите по бетону и не хлопайте крышкой лэптопа. Пока еще рано говорить «прощай» пальчиковой батарейке и всему ее роду, но уже сейчас стоит оказать почтение тем, казалось бы, простым и скромным материалам, которые завтра могут прийти ей на смену. Джеймс Митчелл Кроу Статья опубликована в журнале New Scientist №10, 2011 год В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ЕВРОСОЮЗ ках VII-й РП появилось множество проектов, которые открывают доступ европейцам к российским исследовательским программам. «Это проект BILAT-RUS, направленный на укрепление двустороннего научно-технического сотрудничества с Россией. Проект ERANET-RUS, основная цель которого – присоединение России к европейскому научно-техническому пространству и координация между европейскими и отечественными научно-техническими программами. <…> Был создан специальный интернет-портал, на котором можно найти руководство по научно-техническому сотрудничеству между Россией и ЕС. Также есть список программ, в которых можно принимать участие, а также база данных российских институтов, уже не первый год реализующих международные проекты, – рассказала г-жа Пикалова. – Кроме того, по вопросам улучшения мобильности исследователей мы собирали анкеты наших организаций и вузов, которые, по их мнению, готовы пригласить к себе европейских ученых для проведения научных работ. К сожалению, заполненных анкет было немного».

Завлечь в Россию Сегодня Россия – один из наиболее активных партнеров Евросоюза в области научно-технического развития. Только в 2011 году 440 российских ученых были задействованы в 288 исследовательских проектах, на финансирование которых ЕС в общей сложности потратил более 56 миллионов евро. Однако подобное сотрудничество носит в основном односторонний характер. Европейские ученые неохотно едут работать в Россию. О том, почему так происходит и как изменить ситуацию, говорили в Высшей школе экономики (НИУ ВШЭ) на конференции «Международное сотрудничество в сфере науки и образования». НОВЫЙ ДОСТУП К РОССИЙСКИМ ПРОГРАММАМ

W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

ТРИСТА ЛАБОРАТОРИЙ ДЛЯ УСПЕШНОЙ ИНТЕГРАЦИИ

Игнат Соловей

Российские ученые проявляют больший интерес к международным на учным проектам Евросоюза, чем их коллеги из других стран, констатировал министр – советник по науке и технологиям Представительства Европейского cоюза в РФ Мануэль Халлен. Это касается как числа заявок, поданных по линии VII-ой Рамочной программы (1591 в 2007–2010 годах), так и количества исследователей, в конечном счете получивших грантовую поддержку (323 в 2007–2010 годах). Больше всего наших соотечественников трудится в таких областях, как здравоохранение, биотехнологии, нанотехнологии и науки о материалах. По линии предыдущей, VI Рамочной программы в Россию было направлено порядка 120 миллионов евро. Сейчас эта цифра уменьшается, хотя количество отечественных ученых, занятых в европейских научных проектах, продолжает расти. Это связано с тем, что в настоящее время наша страна софинансирует многие из этих исследований. Однако другие ожидания от двустороннего сотрудничества – в частности, привлечение европейских ученых в российские лаборатории и вузы – пока ощутимых результатов не принесли. За исключением победы в конкурсе мегагрантов, которая предполагает приезд в Россию сразу нескольких европейцев, исследователи из стран ЕС

Игорь Проценко: «Ведущие университеты должны получить возможность по целевым направлениям посылать людей на учебу за рубеж под гарантии трудоустройства в российском бизнесе»

неохотно едут к нам работать. Правда, директор Центра международных проектов Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ, сопредседатель Рабочей группы Россия-ЕС по исследованиям в области мобильности кадров Анна Пикалова отметила, что сейчас в рам-

По мнению директора Департамента международной интеграции Минобрнауки России Игоря Проценко, главное условие успешной интеграции в мировое научное пространство – наличие среды, «в которой существуют лаборатории и центры компетенции мирового уровня». Созданием такой среды должны заниматься национальные исследовательские университеты (НИУ). Именно на их базе в ближайшие 10 лет должно появиться около трехсот сильных лабораторий. Примерно по 10 лабораторий на каждую критическую технологию. «Таким образом, помимо базиса для подготовки высококвалифицированных специалистов для экономики, мы получаем необходимый уровень научной конкуренции и развиваем среду для научных исследований», – пояснил г-н Проценко. Весной прошлого года правительство приняло ряд постановлений, направленных на развитие этих лабораторий: № 218 (о сотрудничестве вузов и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства), № 219 (о господдержке инновационной инфраструктуры в университетах) и № 220 (о привлечении в российские вузы ведущих ученых). 39

hse.ru

ЕВРОСОЮЗ

Анна Пикалова: Сейчас в рамках 7-й РП появилось множество проектов, которые открывают доступ европейцам к российским исследовательским программам

dfg.de

Кроме того, закон об одностороннем признании дипломов сейчас прошел первое чтение в Государственной думе. «Он предполагает, что автоматически будут признаваться дипломы 200–300 ведущих зарубежных университетов, которые будут утверждаться на основании международных рейтингов. Также в список этих вузов попадут учебные заведения, которые ведут подготовку по определенным государством приоритетным специальностям», – отметил Игорь Проценко.

Мануэль Халлен: Российские ученые проявляют больший интерес к международным научным проектам Евросоюза, чем их коллеги из других стран

Еще один важный момент, на который обратил внимание директор Департамента международной интеграции Минобрнауки России, – это рынок для специалистов, прошедших обучение в этих научно-образовательных центрах. По его мнению, необходимо создавать среду, лояльную к таким специалистам. «Например, корпоративная среда ведущей компании России должна воспринимать людей с европейским образованием или опытом работы за рубежом. Они должны иметь возможность раскрыть те таланты, которые сформировали во время обучения как в российских, так и в зарубежных цен40

трах мирового уровня», – подчеркнул Проценко и добавил, что в настоящее время во многих компаниях и вузах люди, получившие западное образование или стажировавшиеся за границей, к сожалению, «выдавливаются средой, потому что они понимают, что необходимо изменять процессы управления как в бизнесе, так и в вузах. Без критической массы таких людей не удастся избавиться от перекосов, которые возникли в 90-е годы и связаны с неэффективностью образовательного процесса, работы аспирантуры и научных исследований». По словам Проценко, ведущие университеты должны получить возможность по целевым направлениям посылать людей на учебу за рубеж под гарантии трудоустройства в российском бизнесе. В августе этого года НИУ получили такое право. Сейчас обсуждается вопрос о финансировании этого направления и в федеральных университетах. Для привлечения в Россию зарубежных специалистов рассматривается возможность проведения производственных учебных практик для иностранных студентов на российских предприятиях. «Сейчас такая работа в полном режиме ведется с Германией. В случае у спеха эта практика будет распространена и на другие страны», – уточнил Проценко. К сожалению, о том, что подписание законов и постановлений в нашей стране не всегда служит поводом для их исполнения, директор Департамента международной интеграции Минобрнауки России ничего не сказал, но участники конференции все же напомнили ему об этой вечной российской проблеме. В частности, сотрудник Казанского государственного университета сообщил, что, несмотря на принятое правительством в декабре прошлого года решение об отмене специальных квот при приглашении на работу в вуз иностранных преподавателей, в республиканском Управлении миграционной службы руководство вуза заставляют оформлять для них разрешения на работу. «Не может быть! Это 385-ФЗ! Не имеют права нарушать!» – не поверил Проценко и пообещал лично во всем разобраться, то есть в очередной раз переключить работу на ручной режим. Не исключено, что такие же настройки потребуются и при реализации новых инициатив, о которых рассказали на конференции. Впрочем, россияне к ним уже привыкли, а вот европейцы этих наших особенностей могут и не понять.

Сергей Ступицкий: «Пример из революции дает основание предполагать, что использовать вычислительные возможности мозга не так уж и сложно, достаточно задерживать или подменять невыгодную информацию в ключевых точках»

Сергей, кто из современных фантастов, на Ваш взгляд, наиболее интересен? – Для начала надо уточнить: что каждый из нас подразумевает под «интересностью» фантастики? Оригинальную идею? Новое фантастическое допущение? Глубокий драматизм и психологизм, помещенные в необычный антураж? Или, может быть, легкость восприятия текста и положительные эмоции, которые он рождает? Здесь у каждого свой ответ. Осмелюсь выделить Олди (Генри Лайон Олди, псевдоним украинских писателей-фантастов Дмитрия Громова и Олега Ладыженского. – STRF.ru) с их замечательными космооперами, Лукьяненко с тонким чувствованием того, что хочет читатель в данный момент, Каганова, чьи рассказы читаются с улыбкой, несмотря на довольно серьезные вопросы, поднимаемые в тексте. Достойных авторов столь же много, сколь и определений «интересности». Какие слабые стороны Вы отмечаете в произведениях этого жанра? – Слабые стороны в фантастике? Возможно, это недостаточная техническая подкованность авторов. Писать о захвате человеческого мозга наноустройствами довольно сложно, имея только общие представления о про-

Альфия Еникеева В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

ИНТЕРВЬЮ

Захват мозга по сценарию Октябрьской революции О своем отношении к возможной связке «человек – наноустройство» рассказывает Сергей Ступицкий (литературный псевдоним – Сергей Вордин), инженер по безопасности вычислительных сетей в городе Чехове, автор более 20 научно-фантастических рассказов, финалист конкурсов «ХиЖ2009», Аэлита-NAG, «Рваная Грелка-21». Одно из его произведений – «Аромат жасмина» – победило в конкурсе научно-фантастического рассказа Nanofiction, организованном журналом «Российские нанотехнологии» в рамках Всероссийского конкурса «Наука – обществу» – 2011. цессе. Но главное оружие фантаста – способность правдиво доказать читателю, что написанное возможно. Человечество, как всякая сложная структура, сильна синергией всех ее членов. Кому-то дается придумывать возможности, а кому-то – их воплощать. Всем известным примером является робот, которого нафантазировал Карел Чапек. Прошло немного времени, и нашлись люди, воплотившие фантазию в жизнь. В рассказе «Аромат жасмина» Вы затрагиваете проблему взаимоотношений робота и человека. Это Вас беспокоит? Не кажется ли Вам, что в современном мире люди становятся исполнителями чужой воли? – Исполнение чужой воли – это краеугольный камень многих произведений, и не только фантастических. Нет ни одного человека, который избежал бы чужих влияний. Желание сравняться с Творцом и даже превзойти его толкает нас к экспериментам, последствия которых трудно предсказать. Но не окажемся ли мы сами в роли тех, кого хотят догнать и обогнать? Стать марионеткой собственного творения обидно, согласитесь? Что Вы хотели донести до читателя рассказом «Аромат жасмина»? – Однажды у меня зашел спор с одним писателем по поводу этого рассказа. Он W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

утверждал, что захватить человеческий мозг невозможно. Для этого «сеть» наноботов должна самостоятельно осуществлять «целеполагание» – сама ставить перед собой цели и сама их достигать. То есть, по его мнению, «для того чтобы использовать такую систему, как человеческий мозг, пользователь должен быть также познающей системой с такой же или более высокой сложностью…» Тогда я привел ему один пример из нашей истории – захват Петрограда в 1917 году. Разве солдаты и матросы знали, как управлять городом? Нет, они всего лишь взяли под контроль трафик: почту, мосты, телефон, телеграф. «Мозг» – Петроград, тем самым был лишен возможности осуществлять взаимодействие между своими частями и подразделениями. И что произошло дальше? На «сеть» рабочих и матросов стали работать те, кто понимал в устройстве города больше. Все внешние признаки «захвата мостов» я постарался показать в рассказе. Пример из революции дает основание предполагать, что использовать вычислительные возможности мозга не так уж и сложно, достаточно задерживать или подменять невыгодную информацию в ключевых точках. Читать рассказ будут люди, разбирающиеся в вопросе куда глубже, чем я, потому приглашаю их выразить свое мнение.

Обратная связь пойдет мне на пользу. Давно ли пишете? Расскажите о Вашем первом рассказе. – Писать я начал не так давно – три года назад. Первый рассказ назывался «Ганс». Это история о давно прошедшей войне, об уважении к поверженному врагу, о «плохом» с обывательской точки зрения человеке, который делает добро и даже не понимает этого. Проба пера оказалась удачной: рассказ стал финалистом и призером многих конкурсов. Как инженер по безопасности вычислительных сетей Вы непосредстве нно связаны с современными технологиями. Что можете сказать об их будущем? – Глобализация коснулась всех отраслей деятельности человека. Мы уже не представляем себе жизнь без трансконтинентальных перелетов, интернета, мобильной и спутниковой связи. Беспроводные сети занимают все большую часть рынка информационных технологий. Человечество не хочет быть ни к чему привязанным. Ему нужны паруса, а не якоря. Думаю, развитие технологий обязательно пойдет по этому пути. Сергей, кто они – первые критики Ваших рассказов? Наверное, Ваши домашние – самые строгие судьи Вашего творчества… – Конечно, сначала я даю почитать произведение близким людям. Их мнение часто бывает решающим, приходится править текст, иногда менять полностью. Но это – лучший камертон, ведь написанное должно быть понятным, настраивать на свою волну, не давать бросить чтение. У писателей есть такое понятие – «идеальный читатель». Это тот , кто скажет правду и заметит недочеты. Найти такого читателя трудно. Но мне повезло – мои близкие как раз из таких. Расскажите о Ваших дальнейших творческих планах. – В любом деле принято ставить цели. Сначала я хотел научиться писать, чтобы получалось не хуже, чем у… Далее шел список авторов, на которых я бы хотел равняться. Но учеба – процесс бесконечный. Внутренний цензор все равно никогда не успокоится и не перестанет говорить: «То, что ты пишешь, – плохо». Ему не угодишь, потому учиться я не бросаю, но цели теперь ставлю поскромнее. Например, хотел опубликоваться – и теперь, благодаря конкурсу, это осуществится. Следующим этапом станет что-то масштабнее рассказа – нужно стремиться брать новые вершины. 41

SCIENCE FICTION

AndreuArt

Аромат жасмина

Людей осталось совсем мало. А те, что сумели выжить, слабо напоминали человека разумного. Скорее хищника в момент острой нехватки еды. Толстый слой пыли покрывал все вокруг. Охотники давно вынесли из этого района последнее съестное, и можно было не опасаться случайной встречи. Однако береженого Бог бережет. Ян обосновался за вертикально вздыбленной бетонной плитой. Страшно зудела рука у локтя. Просто изматывала. От неподвижности ноги начали затекать, а приступы кашля сгоняли с места: любой обладатель ушей мог догадаться: за плитой кто-то прячется. Проклиная застарелый бронхит, Ян вышел. 42

Когда-то здесь высился центр огромного города. Крыши строений задевали вершинами небо; сновали люди; гудели мобили; пахло разогретым асфальтом и жасмином, который рос вдоль всех улиц. Теперь же промозглый ветер поднимал пыль над развалинами, а вдалеке виднелась полоска выгоревшего леса. В прошлый раз Ян приметил почти целый компьютерный стол. Где-то там, за согнутым пополам столбом освещения. Если сейчас быстро проскочить через открытый участок, окажешься в нужном месте. Он откашлялся и побежал, пригибаясь к земле. Под ногами захру стели

битые стекла и камни. Пыль поднималась от каждого шага. Перескочив обгорелый остов мобиля, Ян резко взял влево и замер, прижавшись спиной к кирпичной кладке. Сердце бешено колотилось. До согнутого циркулем столба осталось несколько метров. Ящики стола оказались закрытыми на ключ. Ян достал нож и попробовал вскрыть замки, но безу спешно: руки дрожали от возбужденного ожидания. Тогда он перевернул стол и попросту выломал днища одно за другим. Его глаза радостно вспыхнули, когда в последнем ящике нашелся жгут спутанных кабелей. Судорожно дергая провод за проводом, Ян добрался до разъемов и не сдержал счастливый возглас. Скомкав кабели, он сунул их за пазуху. – Медленно подними руки, чтобы я их видел, – послышался хриплый голос сзади. В спину что-то уперлось. Ян понял, что это и послушался. Его ударили под колени. Потом – наотмашь по голове. На какое-то время свет померк, а потом в сознание вклинилось недовольное ворчание: – Что, совсем нет еды? Ян затряс головой. В ушах звенело. Высокий бородатый человек задумчиво разглядывал кабели: – Зачем тебе это? – Я великий ученый, – без юмора ответил Ян, но незнакомец расхохотался, по-детски закидывая голову и держась рукой за живот. – И тебе нужны эти провода? – спросил он, отсмеявшись. – Очень, - признался Ян. – Что ты можешь дать за них? – Еду. Воду. Сколько нужно. – Сколько нужно? – незнакомец снова рассмеялся. Воспользовавшись этим, Ян бросился на него. Но реакция у противника оказалась отменной. В голове Яна вспыхнули алые сполохи, и он растянулся в пыли. Верхняя губа сразу вспухла. Во рту появился привкус крови. Незнакомец явно раздумывал, что делать с поверженным дальше. Он обыскал Яна. Забрал нож. Повертел в пальцах бензиновую зажигалку. Сунул в карман. Потом присел на корточки и, глядя в лицо, с ухмылкой перерезал все кабели. На скулах Яна вздулись желваки. Он бросился на обидчика, но снова оказался на земле. – А ты упрямый, – похвалил его незнакомец. – Меня зовут Док. Теперь будешь приносить мне треть всей еды, которую сумеешь найти. Дели честно, иначе я тебя убью. – Док ловко покрутил в пальцах нож, так что не ясно было, с какой стороны может последоВ М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

АРОМАТ ЖАСМИНА

W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

дочь чудом уцелела. Ян вытянул с шеи медальон, приложил к губам и спрятал обратно. Он никогда не заходил домой сразу. Долго следил, чтобы никого не оказалось рядом. В сумерки пробирался к входу. Электронный замок принимал карточку и впускал в лабораторию. Оборудовали ее задолго до Большого взрыва. Идея Яна не нашла поддержки в институте. Со временем его даже вынудили уволиться. Но отказываться от своей работы он не собирался. Нужные приборы купил, а некоторые попросту украл из института. Отыскал

опытных микроинженера и программиста и сумел заразить их своей идеей. Все было почти готово, когда Большой взрыв спутал карты. Часть лаборатории обрушилась. Инженер погиб под завалами. Неясным осталось, жив ли программист: он жил в другом конце города. Вместе с дочерью Ян переоборудовал одну из комнат в жилую. В свои девять лет Оля стала отцу отличной помощницей. Она несла груз свалившихся на детские плечи обязанностей с честью, как и подобает дочери ученого. Следила за генератором, готовила еду

RalphyMyBoy

вать удар. Увидев беспокойство в глазах Яна, хмыкнул и добавил: – Это мой район. Найдешь меня под мостом. Я там живу. Ясно? Ян ничего не ответил. – Ну, слово сказано. – Док поднялся и пошел не оглядываясь. Ян взвыл. Провода обидчик унес с собой. А ведь среди них находился тот самый интерфейсный кабель, за которым Ян охотился уже много месяцев. «Выследить! Отобрать!» – заметались в голове мысли. Ян рванул на шее ворот и почувствовал шнурок медальона, подаренного дочкой: бутылочного горлышка, сточенного до узкого колечка. Мысль о дочке охладила. Преследовать Дока нельзя. Винтовка в его руках пока не стреляла, но это не значит, что она и потом не выстрелит. Кто позаботится об Оле, если с ее отцом что-то случится? Ян тяжело вздохнул. Знакомство с хозяином района он посчитал единственным плюсом сегодняшней вылазки. Этот человек выгодно отличался от других. За последние месяцы Ян насмотрелся на то, как ведут себя люди развалин. А Док, вместо того чтобы убивать конкурентов, собирает с них дань. Достойный прогресс в поведении. Если сегодня будут другие нападения, можно будет отфутболивать к Доку. Пусть отрабатывает. Не даром же ему отдавать треть найденной еды? Кстати, а как он узнает, что еды именно треть? Он усмехнулся и, не таясь, зашагал домой. И вдруг увидел провод, свисающий с перекрытия. Замерев от неожиданности, Ян воровато огляделся и полез наверх. От поднявшейся пыли нутро выворачивало наизнанку. Давясь кашлем и срывая кожу о камни, он взобрался на уцелевшую площадку. Провод оказался тем самым. Вожделенным! Интерфейсным! Разъем «папа-мама», с небольшим блоком стабилизации посередине, как раз для связи вычислительного и инженерного модуля. Скажи кому в прошлые времена, что такой кабель может стать дефицитом, тебя подняли бы на смех. Теперь же Ян готов был расцеловать свою находку. «И всего в двух шагах от бункера!» – горько улыбнулся он. Развалины дома виделись с площадки как на ладони. Они отлично маскировали вход под землю. В этом доме когда-то жила семья микробиолога Яна Анатольевича Спасского. От тяжелых воспоминаний по спине пробежал холодок. Он потерял всех во время Большого взрыва. Т олько

SCIENCE FICTION из сублимированных продуктов, поддерживала чистоту... Он представил, как через минуту войдет в дом и дочка бросится ему на шею. Потом пригласит ужинать... Ян поймал себя, что улыбается, думая об этом. Хорошо, что у них с Олей нет проблем с едой. А все благодаря нежеланию Яна отвлекаться от работы. Когда он оборудовал лабораторию, предусмотрел и хранилище продуктов, которых хватит еще на пару месяцев. За это время нужно закончить работу. Непременно. Пальцы опять коснулись медальона, Ян вздохнул и прокрался к входу. Карточка скрылась в отверстии, замок щелкнул и тяжелая створка приоткрылась. С внутренней стороны на замке горела цифра два – столько раз открывалась дверь в отчетный период. Ян нарочно ввел в замок эту задачу: Оля выросла, ей тяжело оставаться в четырех стенах, но снаружи ребенку не место. После Большого взрыва люди озлобились. На Земле свирепствуют новые болезни, да и старые, о которых и думать забыли, вдруг выбрались на свет. Чтобы защитить себя, Ян использовал специальную мазь. Наносил ее на слизистую носа и мог не бояться передающихся по воздуху болезней. Но мази почти не осталось. Да и вообще, снаружи девчонке не место. – Ты веселый, – радостно встретила его Оля. Ян вытащил из-за пазухи кабель и хвастливо покрутил им. – Тот самый? – изумилась дочка. Он кивнул и расхохотался. – Это значит, что скоро я смогу выйти на улицу? – Конечно! – он кинулся к приборам. – А как же ужин? – девочка с любопытством следила за отцом. Таким возбужденным она его давно не видела. – Подождет, – буркнул Ян. Его мысли были уже не с дочерью. Та обиженно опустила голову. Ян спохватился и, чтобы загладить вину, предложил: – Хочешь, посиди со мной. – А ты опять станешь рассказывать о своем изобретении? – девочка сморщила нос. – Рассказывать? – задумчиво пробормотал Ян, – Ну, нет! К черту слова! Отодвинув Олю в сторону, он подошел к приборам и нетерпеливо потер ладони. Движения стали судорожными, торопливыми. Ян соединил модули кабелем. Оля несколько раз пробовала что-то спросить, но безуспешно. Отец не слышал ее. Наконец он резко отпря44

нул и повернулся. В глазах плескалось счастье. Ян принялся мерить комнату шагами. Наконец остановился посередине, откашлялся и произнес пафосно, словно с трибуны: – Дочь! Сегодня великий день! Твой отец Ян Спасский создал бота, способного излечивать от любых болезней. – Пап, только не начинай… – умоляюще попросила Оля. Отец непонимающе уставился на нее, кивнул, запустил пальцы в волосы и снова заходил по комнате, произнося скороговоркой: – Меня всегда удивляло, почему до этого никто не додумался раньше? В кровь больных помещали наноботов, те устраняли инфекцию и все! Сначала и я хотел создать программу-маркер… – Пап! – позвала Оля. – …боты следили бы за поведением лейкоцитов и помогали им в борьбе с воспалением. Но ведь лейкоциты иногда пропускают угрозу. Сделать же бота, способного самостоятельно определять болезнь, никто так и не сумел. А всего-то нужно было – собрать данные об известных микробах, да сделать слепок организма больного. Слепок покажет, когда в пациента проникнет зараза. Представляешь, как просто? Но они начали мне твердить, что тогда нужно оснастить бота интеллектом, а следующим шагом что будет? Саморазмножение? Этого они очень боялись… – Папа!!! – крикнула дочь. – …мне обещали проблемы с законом, говорили, что такие боты станут угрозой человечеству. Может, они и правы, но ведь моя идея избавит людей от болезней! Если раньше это было не так актуально, то теперь, когда нас почти не осталось, а болезней все больше и больше… – он говорил так воодушевленно, что в конце концов сорвался на крик. Вид перепуганной Оли остановил его. – Что? – спросил Ян. – Твои глаза, – прошептала девочка. – Они чужие. Ян повернулся к зеркалу и увидел, что в его взгляде действительно есть что-то от безумца. Сбавив тон, он сказал спокойнее: – Ольк, ну ты что? Просто я наконец-то сдвинулся с мертвой точки. Боты готовы. Я ввел в них программу. Внутри тела человека они будут двигаться самостоятельно, используя глюкозу и аминокислоты. – Он опять затараторил: – Правда, с обратной связью у меня проблемы. Много приборов погибло, и звук

высокой частоты создать нечем. Боты останутся глухи к моим командам. Ну, ничего! Хватит и заложенной программы. У меня есть единственное сомнение – в их жизнеспособности. Размер ботов получился великоват . Как отреагируют на это лейкоциты? Не начнется ли отторжение? – Ну пап! – всхлипнула Оля. Ян скользнул взглядом по дочери, но говорить не перестал. Его глаза словно остекленели. Казалось, он не понимает, где находится. Он говорил вслух, но слушатели его не интересовали. Оля испуганно глядела на незнакомого отца. Тот бубнил о бортовых резервуарах с балластом, которые пришлось убрать из ботов, чтобы освободить место для компьютера. О том, что без этого резервуара боты станут неотличимы от естественных клеток крови, значит, останутся в организме навсегда. Восхищался своей идеей как средством борьбы с будущими нечистоплотными учеными, которые возжелают создать ботов-разрушителей. Детища же Спасского быстро отследят таких ботов и уничтожат. – Пап! – не выдержала Оля. – Папа! – она закричала. – А? – встрепенулся он. – Что? – потом усмехнулся: – У тебя глаза, как блюдца, Олька! Ты чего? – Он сделал шаг в сторону дочери, но та отстранилась и выбежала из комнаты. Ян пожал плечами. Оглядел лабораторию и потер уставшие глаза. Хотелось работать и работать, но организм сегодня сильно устал. Нужно отдохнуть. Завтра. Все завтра. Следующие несколько дней он работал. Отвлекался лишь на короткий сон и еду, которую приносила Оля. Все получалось так, как задумал, и Ян не обращал ни на что внимания. Даже усилившийся кашель не смог отвлечь от работы. Наконец все было готово. Счастливо улыбаясь, он торжественно позвал Олю, пообещал, что теперь-то все будет отлично, и засобирался наверх. Ботов предстояло испытать. Ян впервые выступал в роли охотника. Чтобы убедиться в способностях ботов, предстояло найти больного человека. Лучше даже, если тот окажется при смерти – с таким возни меньше. До самого вечера Ян не встретил ни единой души. Он находился недалеко от моста, когда вспомнил о Доке. Чем черт не шутит, может этот разбойник знает, где найти больных? В район моста он забрался впервые после взрыва. Раньше здесь зеленел парк, а теперь редкие деревья тянулись вверх обгорелыми спичками. В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

Под мостом Док оборудовал себе целый дом. Стены сложил из обломков. На крышу водрузил листы нержавейки. Дом посверкивал стеклами в окнах, что вообще выглядело картинкой из другой жизни. Самому Яну ни разу не удалось встретить наверху целое стекло. На стук никто не ответил. Ян толкнул дверь и шагнул в полумрак. Тусклый свет из занавешенных окон падал на кровать. Там, завернувшись в одеяло, лежал Док. Ствол винтовки был направлен на дверь. Ян замер. Увидел, как в темноте блеснули глаза. – Распахни шторы! – хрипло произнес Док. – Не вижу, кто ты? Солнечный свет залил комнату. Ян повернул лицо к Доку и содрогнулся. Тот выглядел очень больным. Лицо покраснело и опухло. Воспаленные глаза беспорядочно перескакивали с предмета на предмет. На руках и шее – сыпь. – А! – скороговоркой пробормотал больной. – Великий ученый! Не приближайся. У меня тиф. Ян сделал шаг назад. – Откуда знаешь? – Ты думаешь, я из пальца высосал кличку Док? – Покажи язык! – потребовал Ян. Больной с трудом послушался. Язык оказался обложен коричневым налетом. – Ты прав, – пробормотал Ян, отступая к двери, заметил на столе свою зажигалку и положил в карман. Прежде чем выйти, пообещал: – Я вернусь и вылечу тебя. Док нервно расхохотался. Ян слышал его смех долго, пока не свернул от моста к площади. В лаборатории он наскоро натянул на себя костюм для работы с опасными веществами и кинулся обратно. Рядом с домом Дока топтался какой-то оборванный мужичок с жуткой язвой в половину лица. – Где босс? – прохрипел он. – Я принес треть. – Сам бы и спросил. Там не заперто. Ян без стука распахнул дверь. Оборванец попятился, развернулся и кинулся прочь. У ченый пожал плечами и вошел в дом. – Кто здесь? – прохрипел Док. Он метался в кровати, дышал прерывисто и часто. Ни слова не говоря, Ян подошел и вколол больному раствор с наноботами. – Что это? Твое лекарство, великий ученый? – Док нервно дернулся, попытавшись сесть, но сил не хватило, и он обмяк, слабо и часто втягивая воздух. Все так же молча, Ян вышел. Около дома стояла двадцатилитровая W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

KristinLovesPhotography

АРОМАТ ЖАСМИНА

канистра. Из-под крышки пахнуло бензином. Решив, что больной не будет возражать против такой платы за лечение, Ян прихватил добычу с собой. – Что это? – спросила Оля, увидев отца. – Один больной расплатился. Там бензин. Нашему генератору хватит на день. Топлива осталось мало. Ян рассказал о своих похождениях. Оля слушала, затаив дыхание. Для нее все, что происходило наверху, было сродни приключенческому роману. – Пап, ну возьми меня с собой в следующий раз, – попросила она. – Возьму. Но чуть позже. Знаешь, дочка, если завтра у меня будут результаты, мы сможем вернуться жить наверх. Обещаю. Весь вечер девочка радостно щебетала, представляя, как ее встретит мир наверху. Ян почувствовал себя злым кротом, который лишил маленькую Дюймовочку солнечного света. Назавтра Доку стало лучше. Ян пробыл у него недолго, но у спел заметить, что болезнь отступила. Биохимический тестер показал, что в крови больного заразы нет. И все бы хорошо, но Док вдруг перестал говорить. Он вообще не реагировал на внешние раздражители. Так и не поняв природы этого явления, Ян вернулся к себе. Весь следующий день пациент старался заговорить. Он, словно младенец, невпопад складывал слоги, мычал и двигал губами. Но не сумел произнести ни единого путного слова. На улице Яна поджидал еще один сюрприз. К Доку явилась делегация.

Несколько человек в драной, много раз латаной одежде стояли перед дверью. На них нельзя было глядеть без содрогания. Один баюкал руку на перевязи. Торчащие из повязки пальцы казались высохшими. На лицах многих виднелись язвы. У одного только глаза блестели из-под грязных бинтов, закрывавших всю голову. Люди потребовали предъявить им Дока. У них, мол, договор с боссом. А если его нет, то договор будет расторгнут. Ян вынес из дома винтовку и прогнал делегацию, но подумал, что больному здесь оставаться нельзя. Это опасно, учитывая, чем Док промышлял раньше. Взвалив нелегкую тушу себе на спину, Ян отнес Дока в бункер. На входе он по привычке проверил датчик и внутренне содрогнулся, когда вместо обязательной двойки увидел цифру четыре. Это означало, что в отчетный период двери открывались четыре раза! Ян взволнованно позвал: – Оля! Олюнь! Где ты? Девочка вышла, как ни в чем не бывало. – Ты выходила наверх? Она мотнула головой. – Ты выходила! – взвился он. – Я знаю это точно! – Но я только рядом с домом, – со слезами в голосе прошептала дочка. Его сердце забилось, как сумасшедшее. Ян хватал ртом воздух, не в силах справиться с нервным возбуждением. Девчонка все же добилась своего! Вышла наверх. Но как? Тут Оля увидела Дока. – Ты нес этого дядю от самого моста? – спросила она и тут же закрыла рот руками. – Ты ходила к мосту? – спросил он упавшим голосом. Внутри все оборвалось. Лицо вмиг посерело. Он почувствовал, что задыхается и с силой втянул в себя сухой кондиционированный воздух. Девочка начала оправдываться: – Я за тобой шла, если бы со мной что-то случилось, ты бы у слышал и меня защитил. Я ведь в безопасности была, пап? Он только ку сал губы. Ян вдруг вспомнил, что в прошлый раз не смотрел на датчик. Значит , дочь могла выходить не единожды. – Сколько раз ты поднималась? – выдавил он из себя. – Три, – призналась она, потупив взгляд. – Ты была у моста. А в хижину заходила? Девочка кивнула и почесала голову. 45

– Что ты делаешь? – спросил он. – Что? – не поняла она. – А! Это? Чешется. – Голова болит? – одними губами произнес он. – Ломает немного и знобит. У Яна подкосились ноги. Он вытянул из кармана тестер и проверил кровь дочери. Внутри у него все похолодело от внезапно открывшейся правды. У дочери тиф! Как он мог ее защитить, если угрозой наверху оказались не злые люди, и даже не бактерии с вирусами, о которых он много твердил, а крохотная вошь? Оля еще что-то говорила. О том, что наконец-то видела мир, о найденной карточке в развалах дальней комнаты, благодаря которой сумела выйти из бункера. Ян ругал себя последними словами за беспечность. И вдруг замер: «А чего я так перепугался? – спросил он себя. – Ведь у меня есть лекарство!» Он бросился в лабораторию, приготовил раствор и вернулся в комнату. Оля сидела на кровати, уставившись в одну точку. Ян проследил ее взгляд и увидел Дока. Тот стоял в углу и слегка покачивался. – Он говорит, – шепнула Оля. – Что? – не понял Ян. – Что-то о благодарности. Сказал, что они признательны за возможность. Ян отмахнулся. Сейчас не до благодарностей. Лечение закончится, тогда и отблагодарит. Вдруг он спохватился: – Они? Док сказал они? – Ага. Именно так. А еще, что начинает доклад создателю. Яна удивили слова дочери. Он подошел к больному. Тот выглядел потерянным. Глаза не моргали. Лицо застыло восковой маской. Остановившийся взгляд казался направленным внутрь. Док перевел взгляд на ученого и произнес непослушными губами: – На сознательном уровне использование голосовых связок носителя является предпочтительным. Ян отступил на шаг. Что-то неживое слышалось в голосе больного. Механическое. Будто слова произносил ретранслятор текста. В детстве Ян позволял себе загонять в компьютер главы из полюбившихся книг и слушать, как механический голос смешно начитывает знакомые фразы. Но от следующих слов Дока, стало не до смеха: – Десять в двадцатой степени терафлоп операций в секунду стали совокупной вычислительной мощностью связанных в сеть наноботов 46

и мозга носителя. Жизненный опыт носителя по кличке Док дает основание понимать, что совместная сущность возможна. Ян задрожал всем телом. Оля стояла рядом и чесала голову. – Не чеши! – взвыл Ян, чем перепугал дочку до слез. Она пулей выскочила из комнаты. А Ян, дрожащими губами добавил: – От укуса вшей беды не будет. В их слюне тифа нет. Но чесать нельзя! Док стоял в углу. Произошедшая сцена нисколько его не тронула. – Сеть снабжена нескончаемым источником энергии, – сказал он безразлично. – Сам носитель станет ее поставщиком. Внешняя связь с сетью невозможна, этот пункт исключен Создателем. Вывести боты из организма носителя также затруднительно. Сеть замаскирована под обычные клетки крови… Ян слушал его слова и не мог поверить, что сам недавно говорил о том же. Но совсем в другом ключе! С первых слов Дока Ян понял, что именно произошло. Программу, заложенную в наноботы, разрабатывали так, чтобы устройства могли использовать мозг человека, если собственных вычислительных мощностей не хватит для каких-то задач. Теперь получалось, что перед Яном стоял не Док, а суперкомпьютер, способный… Что умеет получившаяся машина, Ян даже представить не посмел. – Обнаружена возможность использования бактерий в качестве внешнего переносчика, – заявил Док. Ян испуганно прислушался. Внешнего? Они хотят распространяться воздушно-капельным путем? Из соседней комнаты слышались рыдания дочери. «Она умрет без лекарства», – подумал он обреченно. Что-то щемящее зашевелилось внутри. Безысходное. Перед глазами промелькнули картины мучительной смерти Оли. В ладони Ян сжимал шприц с раствором. Этот раствор мог бы спасти девочку. Внутренне содрогнувшись, он направился к ней, но наткнулся на стеклянный безжизненный взгляд Дока и остановился. Ян облизал пересохшие губы и снова взглянул на шприц. А получит ли Оля спасение, если ввести ей раствор? – Обнаружена возможность подавить интеллект человека-носителя и оставить его тело лишь в качестве внешней оболочки, – от этих леденящих душу слов, ученый остолбенел. – Нет, – прошептал он. – Т аких способностей в программу не закладывали…

TheFotoGraffer

SCIENCE FICTION

А Док холодно продолжил: – Обнаружена способность воспроизводства. – Что? – недоверчиво прошептал Ян. – Они что, самообучаемы? В сознании Яна рухнуло все, к чему он стремился последние годы. Его детище оказалось монстром, способным уничтожить не только всех в этом бункере, но и остатки человечества. Люди для этого монстра – лишь транспорт и вычислительные способности мозга. Смерть от тифа стала вдруг похожа на легкое избавление по сравнению с зависимостью от наноботов. Он несколько секунд разглядывал шприц, а потом отшвырнул прочь. Док перестал раскачиваться и взглянул на ученого. Немигающие глаза сверкнули угрозой. Он двинулся на Яна. Не глядя, взял со стола нож, продолжая говорить: – Обнаружена угроза уничтожения сети. Ян кинул в Дока первое, что попалось под руку, и выскочил в лабораторию. Оля испуганно сжалась, когда он пробежал мимо. У входа загромыхал канистрой. – Пап, что ты делаешь? – спросила девочка. Он не ответил. Трясущимися пальцами вытащил из кармана зажигалку. Чиркнул колесиком, язычок пламени на мгновенье появился и потух. Ян открыл канистру и пробежал с ней по комнатам, обливая бензином все вокруг. Стукнул Дока наотмашь. Канистра угодила в лицо. Тот упал, но сразу поднялся и медленно пошел следом. Ян закончил В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

АРОМАТ ЖАСМИНА обливать приборы, вылил последнее на генератор и снова достал зажигалку. Та искрила, но пламени не давала. Док приближался. В его руке посверкивал нож. От запаха бензина у Яна начала кружиться голова. Он зашелся в приступе кашля, упал на колени и стал чиркать зажигалкой у пола, надеясь, что разлитый бензин воспламенится от искр. Его пальцы не слушались, в груди рос крик, готовый сорваться с искаженных нетерпением губ. Когда Доку осталось пройти два шага, бензин все же полыхнул. И в то же мгновенье Ян погрузился во тьму . Радостная улыбка застыла на его лице. В мозгу восторженной птицей билось единственное слово: «Успел!» Кашлять не хотелось. За много лет Ян настолько привык к своему постоянному кашлю, что сейчас почувствовал себя странно. В теле ощущалась приятная легкость и нега, словно он только что нырнул из жаркой бани в ледяную прорубь. Сквозь смеженные веки проникал свет. Не искусственный свет. Теплый. Солнечный. Ян открыл глаза. Он приготовился увидеть все что угодно. Рай, куда его заслуженно поместили после всего; какой-нибудь оазис с наложницами; или вселенскую пустоту, в которой он плывет, обретя нирвану. Но реальность потрясла куда больше. Увидеть подобную картину Ян никак не ожидал. Он лежал на террасе деревенского дома. В проеме белоснежных перил открывался вид на уходящую вдаль дорогу. До самого горизонта тянулись поля. Пахло куриным супом и какими-то цветками. Как ни силился, он не смог вспомнить название. Он повернул голову и увидел спящую в кресле-качалке девушку. Что-то знакомое было в ее чертах. Мучимый невероятным интересом, Ян кашлянул. Девушка вздрогнула, открыла глаза и испуганно ойкнула. Потом вскочила и опрометью бросилась в дом, повалив что-то по дороге. От ее истошного крика зазвенели стекла: – Он очнулся! Сей же час дом ожил. На террасу выбежали полная розовощекая женщина в переднике и седой бородатый мужчина, чье лицо так же показалось знакомым. Девушка вышла вперед и упала Яну на грудь. Ее губы повторяли одно слово: – Папа! Он отстранил ее. Ошарашено вгляделся в лицо. Узнал. Женщина в переднике всплеснула руками и со словами: W W W. N A N O R F. R U | №10 2 0 11 | В М И Р Е Н А Н О

– У меня ж там обед готовится! – скрылась в доме. Благодаря ее зычному и глубокому голосу, Ян вдруг почувствовал, что все происходит наяву. Он проводил женщину взглядом и встретился глазами с бородачом. Тот чему-то задорно улыбался. – А ведь я над тобой смеялся, великий ученый! – сказал мужчина. Ян содрогнулся: – Док? – осторожно произнес он. И вдруг заговорил быстро, боясь, что его перебьют: – Но как? Я же взорвал нас всех! Я сжег лабораторию. Никто не должен был уцелеть. От взрыва генератора полквартала взлетело бы на воздух! Док выглядел ошарашенным: – Шутишь? – только и спросил он. Ян начал запальчиво рассказывать последний день. А помнил он его отлично. Ведь для него все случилось только что. Когда рассказ закончился, Док пожал плечами, улыбнулся и тихо сказал: – Вообще-то все было не так. Ян осекся. – То есть? – удивленно спросил он. – У меня готово три варианта рассказа. Ты какой предпочитаешь, быстрый, честный или трагический? – Начни с быстрого. – Ты гениальный ученый. Ян подождал продолжения, а когда понял, что это все, поморщился: – Ну, нет! Этого мало. – Тогда честный: ты гениальный ученый, который чуть не рехнулся. – Все равно мало. – Остается самый длинный. – Док взял кресло и уселся напротив. Оля не могла оторваться от отца. Глядя на ее беззвучные слезы, Ян чувствовал, что сам готов разрыдаться. Он провел рукой по своей шее. Пальцы скользнули по шнурку. Ян потянул за него и поднес к глазам зеленое колечко бутылочного горлышка – медальон, обточенный когда-то дочерью для отца. Приложив колечко к губам, Ян замер, пряча подкатившие слезы. Док, казалось, не замечал всего этого. Он вальяжно развалился в кресле и произнес: – Начнем с того, что тиф вызывает нарушения психики. Начало показалось многообещающим. – Где ты его подцепил, я не знаю, но за то, что меня заразил, я готов был на части рвать гениального ученого. Брови Яна удивленно поползли вверх. – Да. Это ты стал причиной нашей болезни. Мой организм, ослабленный

жизнью под открытым небом, с некачественным питанием и постоянными стрессами, сдался раньше всех. Думаю, что в первую нашу встречу, ты и подарил мне тифозную вошку. – Черт, – пробормотал Ян. – Я боялся вирусов и бактерий в воздухе. Мазал слизистую носа, чтобы от них защититься… – Ага, – Док улыбнулся. – Беда пришла, откуда не ждали. Ну, не отвлекай. Ты заразил меня, а потом вылечил. Наноботы в один миг поставили меня на ноги. Правда, я пару дней не мог говорить. Ну, до момента, когда ты притащил меня к себе, наши истории совпадают. Но вот дальше твой рассказ занесло куда-то не туда. Ян приподнялся на локтях и впился взглядом в Дока. – Когда я оказался в лаборатории, ты увидел у Оли симптомы болезни. Я думаю, что именно это стало последней каплей, и ты съехал с катушек. Сначала ты действительно хотел все поджечь. Бегал по лаборатории с канистрой. С закрытой, почему-то. А потом вдруг упал и забился в припадке. Нужных лекарств я в бункере не нашел, потому мы с Олей попросту привязали тебя к кровати. Так ты и провалялся несколько дней, пока я изучал записи экспериментов. Вот тогда я и поверил, что ты гений. Оставим в стороне моральный и юридический аспекты задумки. Сама идея с базой данных всех известных микробов и слепком организма проста до гениальности! Почему никто не додумался до этого раньше? Ян и сам не раз задавал себе такой вопрос. – Сделать новый раствор с ботами не составило для меня труда, – продолжил Док. – Я ввел инъекцию тебе и Оле. Она выздоровела быстро. Но вот с тобой дело пошло хуже. Воспаленный мозг отказывался выпускать тебя в мир. С тех пор девять лет прошло, между прочим. Благодаря одному гениальному ученому мир успел стать прежним. А ученый все никак не хотел на это чудо взглянуть. Ян не мог поверить у слышанному. Он потянул в себя воздух, пьянея от его естественной чистоты, и вспомнил, что цветки, аромат которых так густо растворен вокруг, называются жасмин. И вдруг из глубины дома послышался зычный голос женщины в переднике. Правда, звучал он как-то безжизненно, механически: – Ошибка! Для этого объема куриного супа требуется двадцать грамм соли. Сергей Вордин E-mail: stupitsky@mail.ru 47

РУБРИКА

В М И Р Е Н А Н О | №10 2 0 11 | W W W. N A N O R F. R U

В МИРЕ

№ 10 2011

Нанореволюция, где ты?