Публикации: Прочее (рубрикатор)

Практически все в нашей стране слышали о нанотехнологиях. Без этого волшебного слова не обходится ни один разговор на современные научные темы: от медицины и косметологии до производства и строительства. Мои знакомые часто просят меня как химика объяснить им, что такое нанотехнологии, и нередко задают свой вопрос лишь для того, чтобы узнать мое отношение к этому слову. Люди не спрашивают с таким же интересом, почему трава зеленая, небо голубое, а облака не падают (хотя ответы, на мой взгляд, гораздо интересней).

Благодаря активному проявлению внимания нанотехнологиям со стороны правительства, широкому освещению этой темы в СМИ и последовавшему необоснованному пиару всего, что касается «нано», в нашем обществе сложилось сильное предубеждение против нанотехнологий. К сожалению, иногда даже некоторые ученые и преподаватели, говоря о «нано», смущенно улыбаются, как будто говорят с вами о чем-то дурацком и совершенно ненаучном.

Я с этим столкнулась на 3 курсе химфака МГУ при переходе в новую спец.группу по нанотехнологиям. Многие преподаватели и студенты отнеслись к идее создания этой группы настороженно, так как ее специализация предполагала значительные отклонения от стандартного курса лекций, читаемого на моем факультете. К счастью, их опасения были напрасны, наша новая программа оказалась насыщенной и интересной. Самое большое впечатление на меня произвели лекции проф. д.ф-м.н. Ольги Игоревны Виноградовой (Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН) по курсу коллоидной химии. В отличие от классического курса «колдов» нам «мокрая» химия читалась в рамках предмета нанотехнологий, где золи и тонкие пленки уверенно назывались наносистемами. На семинарах мы обсуждали задачи современной коллоидной химии: проблему нахождения гладкого решения уравнения Навье-Стокса (последней нерешенной задачи классической физики), особенности нанолитографии, микрофлюидики… После таких лекций казалось, что нанотехнологии - это не что-то эфемерное, псевдонаучное, а действительно университетское, сложное, значимое, рождалась уверенность, что их изучение является фундаментальной дисциплиной.

Использование современных научных видеоматериалов, позволяющих увидеть проявление эффектов на границе раздела фаз в динамике, только способствовало укреплению этой уверенности. На одной из лекций мы рассматривали различные степени шероховатости реальных поверхностей, приводящие к различной смачиваемости, обсуждали влияние текстуры на краевой угол, предпочтения состояний капли (Касси/Венцеля).

Состояние Касси (слева) характеризуется очень малым гистерезисом краевого угла. Состояние Венцеля (справа) характеризуется гигантским гистерезисом краевого угла.

В качестве примера был показан видеоролик о «супергидрофобном» чайнике, с носика которого не могут стекать капельки. Фокус заключается в том, что благодаря внешней наноструктурированной поверхности носика краевой угол смачивания становится близок к 180°, что заставляет проливающиеся капли «отпрыгивать» от него.

Эффект чайника: гидрофильный носик (слева), «супергидрофобный» носик (справа).

В то время мне предстоял выбор темы дипломной работы, один из вариантов которой предполагал выращивание углеродных нанотрубок на волокнах и изучение свойств композитов на их основе («лес» из нанотрубок позволяет значительно увеличить сцепление волокон друг с другом). Научная проблема заключалась в определении условий для равномерного нанесения никелевого катализатора на волокно. Для достижения необходимой густоты «леса» предлагалось выращивать нанотрубки в несколько стадий. Мне эта идея казалась не очень осуществимой, так как из лекций по коллоидной химии я уже знала, что текстура материала очень сильно влияет на его смачиваемость. Однако, для моих коллег понятие «состояние Касси», о котором нам так много рассказывали на наших специализированных лекциях, ни о чем не говорило. Этот факт сильно повлиял на мое отношение к новой спец.группе.

Неодобрение некоторых преподавателей и однокурсников к экспериментальному курсу по нанотехнологиям представилось мне просто упрямым нежеланием признать существование разрыва между «старым» фундаментальным знанием и современным. Предвзятое негативное отношение к приставке «нано» в нашем обществе сыграло с нами в итоге очень злую шутку: мы перестали воспринимать процесс развития как должность, мы прозевали момент становления новой «классики». Предмет нанотехнологии не может быть факультативом (и что еще хуже, данью моде), в университете он должен стать классической дисциплиной.

И эта проблема наблюдается не только в рамках МГУ. Приведу еще один пример: популярный в последние годы сериал для продвинутой молодежи «Теория большого взрыва» про друзей-ботаников, несмотря на клише «тупой американский», заставляет очень многих российских студентов копаться в Википедии, чтобы понять их юмор. Конечно, химикам-физикам с этим проще, мы и без доп. разъяснений можем посмеяться над их «технарскими» шутками (почему костюм зебры напоминает эффект Допплера, почему обычный скотч в том году был эффективней коллайдера и т.д.).

Шелдон Купер в костюме «Эффект Допплера», кадр из сериала «Теория большого взрыва».

Но когда главные герои оживленно обсуждают за завтраком существование бозона Хиггса, книги Стивена Хокинга, лично я слегка в растерянности. Да, конечно, мы шутим с друзьями научными шуточками, но неразрешенные проблемы физики (увы!) - далеко не наш конек. Этот заставляет серьезно задуматься над тем, насколько мы современны. Во время стажировки в Бостоне я много общалась со студентами MIT, их представление о современной науке совершенно другое, чем у нас. Для них нанотехнологии - это что-то вроде ньютоновской механики, классика. Мне бы очень хотелось, чтоб это же ощущение всецело передалось и нашим студентам. Надеюсь, так и будет.