«Наукові розробки виникають не з «вакууму», а на ґрунті багаторічних фундаментальних досліджень»

В інтерв’ю програмі «Культура. Live» радіостанції «UA: Українське радіо «Культура»» заступник директора з наукової роботи Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України доктор фізико-математичних наук Георгій Фірстов розповів про наукові розробки Інституту, стан науки в Україні, а також про виклики, що постають на шляху від ідеї до її впровадження.

«Розробки нашого Інституту призначені для використання як у повсякденному житті, так і у сфері оборони та безпеки держави, — говорить учений. — Наведу кілька прикладів. Один із них — аморфні та нанокристалічні сплави, використання яких, скажімо, у вимірювальних трансформаторах мінімізує технологічні втрати електроенергії (ці втрати сягають понад 12% при використанні застарілих матеріалів!). Надзвичайно цікаві матеріали — титанові сплави; на їхній основі та з використанням 3D-технологій наші фахівці створили багатошарові структури, які захищають від бронебійних куль Б-32 калібру 7,62 зі сталевим осердям. Титанові сплави також широко використовуються в авіації та медицині; з них, зокрема, виготовляють імплантати та стенти. У медицині використовуються і наші «розумні» матеріали з ефектом пам’яті форми. Ще один результат учених Інституту, що стосується таких «розумних» матеріалів, — багатокомпонентні «високоентропійні» інтерметалеві сполуки для потреб авіаційної промисловості, ядерної енергетики (а саме, для систем захисту ядерних реакторів від перегрівання), видобувної та інших галузей. До наших вагомих здобутків належать і системи захисту від інфрачервоного випромінення або ж так звані «теплові невидимки»; технології напорошення, створені в Інституті, дають змогу «закрити» тепловий сиґнал безпілотних літальних апаратів, бронемашин, танків й інших об’єктів.

Але всі ці розробки не виникли з «вакууму»; вони були б неможливі без наукових шкіл, які досі існують у нашій установі (а їй цього року виповнилося вже 75 років). Їх заснували наші видатні попередники — представники першого покоління науковців Інституту металофізики. Серед них — академік Георгій Вячеславович Курдюмов (1902–1996), ім’я якого гордо носить наш Інститут. Це видатний учений, який, попри Холодну війну та «залізну завісу», користувався незаперечним авторитетом у світі. Зокрема, завдяки тому, що він передбачив таке явище, як пружні кристали мартенситу (експериментально це явище підтвердив його учень Лев Хандрос). А це ж найвищий пілотаж у науці — описати те, що ще не спостерігалося в експерименті. Аби досягти такого непересічного результату, потрібно було врахувати атомно-структурні механізми перебудови кристалічної ґратки, термодинаміку та кінетику мартенситних фазових перетворень, «батьком» яких вважають саме Георгія Вячеславовича Курдюмова. Врахування учнями та послідовниками, представниками його наукової школи міцності, пластичності водночас зі змінами в електронній структурі, квантовими ефектами дало змогу зберегти передові позиції у цьому напрямі досліджень.

Саме наукові школи уможливлюють, з одного боку, збереження найкращих наукових традицій, а з іншого — об’єднання зусиль досвідчених і молодих дослідників для інтенсивнішого ґенерування нових ідей. Поки що нам вдається залишатися на плаву, але нові загрози вже з’явилися на горизонті. На жаль, із кожним роком у наш Інститут приходить дедалі менше молоді. Не тому, що вона не бажає працювати в науці, а тому що в Україні деґрадує середня освіта — часто-густо випускники шкіл не мають достатньої підготовки для опанування університетських навчальних курсів. Чого тільки вартує прибирання фізики з програми середньої школи! Водночас, популяризація запозиченої у США практики так званої STEM-освіти — безсумнівний позитив.

Друга причина — відсутність належних умов праці. В Україні багато талановитої та винахідливої молоді, чималу кількість якої ми втрачаємо вже на етапі після захисту кандидатської дисертації. Здавалося б, економіка розвивається, можливостей сьогодні більше, ніж будь-коли раніше, але престиж наукового фаху — дуже низький, передусім через низьку заробітну плату. Перший абзац пункту 2 статті 36 Закону України «Про наукову і науково-технічну діяльність» визначає державні ґарантії щодо заробітної плати молодшого наукового співробітника, яка має бути не нижчою за 11 прожиткових мінімумів, тобто близько 25 тис. грн, тоді як реальний оклад на цій посаді нині втричі менший — не перевищує 8 тис. грн. А працівник зі ступенем кандидата наук має отримувати ще й 15% надбавки. Тобто, за законом, місячна заробітна плата українського науковця мала б сягати щонайменше 1–1,5 тис. євро, але дію цього положення призупинено до 2023 року. Це потрібно негайно змінити.

І, нарешті, ще одна проблема нашої науки — хибні очікування з боку суспільства та влади. Науку часто плутають з інноваціями, ученим дорікають їхньою неспроможністю довести розробку до виробництва; проте це — окреме завдання, яке потребує додаткових ресурсів: і фінансових, і людських. Згідно з розробленими в NASA рівнями готовності технологій (technology readiness levels), шлях від наукової ідеї до готового продукту поділяється на три етапи. Перший — ґенерування ідеї, після якого на розробку очікують дві «долини смерті». Перша — перехід від ідеї до дослідного зразка. Полегшити його покликані так звані відділи досліджень і розвитку (research & development departments, R&D). Саме в таких підрозділах працюють висококваліфіковані дослідники, інженери, технологи провідних високотехнологічних компаній світу. Саме такі підрозділи є споживачами продукції науковців. Друга «долина смерті» — впровадження дослідного зразка у масове виробництво. Цим опікуються підрозділи з інновацій (research & innovation, R&I). Трапляються й випадки так званих швидких інновацій (fast track innovations), але дуже рідко.

Налагоджене 1993 року при Інституті металофізики виробництво аморфних нанокристалічних стрічок не було ані стартапом, ані швидкою інновацією, але досі приносить користь. Його продукція широко застосовується. Такі інноваційні ініціативи необхідно підтримувати.

Ученим нашого Інституту нерідко доводиться частково перебирати на себе функції технологів. Так було, наприклад, при впровадженні сплаву ХТН-61 на ЗМКБ «Прогрес» ім. О.Г. Івченка. Сплав використовується в українському авіадвигуні Д-18Т і працює у надзвичайно аґресивному середовищі — при згорянні палива за температури у 1000°С. При цьому безперебійну роботу двигуна ґарантовано на 8 тис. годин. Це — результат, який вражає. Крім того, вже створено сплав ХТН-62; він має кращі властивості, зокрема вищі жаростійкість, жароміцність, зносостійкість. На підході — сплав ХТН-63.

Щоб ідея не залишилася тільки ідеєю і заради неї було успішно прокладено шлях у виробництво, варто кооперуватися з вітчизняними й іноземними партнерами: університетами, науковими інститутами, промисловими підприємствами. Можливості для цього є. По-перше, потрібно намагатися публікувати результати своїх досліджень у рейтинґових фахових журналах. По-друге, шукати співпраці на інтернет-платформах Європейської дослідницької ради (European Research Council), програми «Горизонт Європа» й інших і подавати заявки на фінансування. Якщо ідеї, розробки, технології справді вартісні, їх обов’язково помітять і підтримають.

Наприклад, на межі 1990-х і 2000-х років я стажувався у департаменті матеріалознавства Льовенського Католицького університету (м. Льовен, Бельгія), який спільно зі ще десятьма партнерами та компанією «Даймлер-Крайслер» брав участь у створенні технологій очищення автомобільних вихлопних газів. Цей проєкт на рівних засадах фінансували Європейська Комісія і «Даймлер-Крайслер». Наша мета полягала в очищенні вихлопів від оксидів азоту (NO_x), які, вступаючи в реакцію з атмосферною вологою (наприклад, під час дощу), утворюють шкідливу для здоров’я азотну кислоту (HNO₃). Автовиробник був зацікавлений у цих дослідженнях, оскільки Європейська Комісія ухвалила рішення про жорсткий акцизний тиск на продукцію, котра не відповідатиме вимогам безпеки.…Зараз, на мою думку, для України вкрай важливо зберегти та розвивати такий пріоритетний напрям розвитку науки і техніки, як створення нових речовин і матеріалів. На основі одержаних здобутків треба долучатися до нинішніх провідних світових наукових програм, використовуючи їхню методологію. Одна з них — «Materials Genome Initiative» у США. Схожа програма діє в Європі; це — «The Pauling File Project» (названа на честь відомого хіміка, нобеліата Лайнуса Полінґа). Обидві ці програми об’єднують фундаментальні та прикладні дослідження у зазначеній галузі».

За інформацією Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України та пресслужби НАН України

Читайте також:

• ЗМІНИ КЛІМАТУ – УДАР ПО ФЛОРІ УКРАЇНИ.  Академік Яків Дідух про механізми стабілізації клімату, майбутнє лісів, степів, гір та захист екосистем. Газета “Світ”, № 39 – 40, жовтень, 2021 р.
• ЗАПОВІДНА НАУКА.Що і як досліджують в українських заповідниках та національних парках.
• МАСКА ДЛЯ СУПЕРГЕРОЯ, ЯКИЙ НЕ ХОЧЕ, ЩОБ ЙОГО ПІДСЛУХАЛИ. Як випускник КПІ став співвласником  успішних проєктів ARTKB і Hushm. Газета “Світ”, № 39 – 40, жовтень, 2021 р.
• ПPО ЦИКЛІЧНІСТЬ ПОШИРЕННЯ COVID-19 ТА ВПЛИВ ВАКЦИНАЦІЇ НА ЇЇ ЗГАСАННЯ. Прогнозування динаміки розвитку нової, четвертої хвилі COVID-19 в Україні. Газета “Світ”, № 39 – 40, жовтень, 2021 р.
• Голова Наукового комітету Національної ради з питань розвитку науки і технологій Олексій КОЛЕЖУК: УКРАЇНІ ПОТРІБНА ПРОГРАМА «ВЕЛИКОГО НАУКОВОГО ПЕРЕОЗБРОЄННЯ». Газета “Світ”, № 39 – 40, жовтень, 2021 р.
• COVID-19. ПОКАЗНИКІВ ВЕСНЯНОЇ ХВИЛІ МОЖНА ОЧІКУВАТИ ВЖЕ ЗА ТИЖДЕНЬ. Інтерв’ю із заступником диpектоpа з наукової pоботи ІПММС членом-кореспондентом НАН України Ігорем БРОВЧЕНКОМ. Газета “Світ”, № 39 – 40, жовтень, 2021 р.
• НАЗЯВО: ЩО ДАЛІ? Чи будуть визнані недійсними і скасовані ухвалені цим складом НАЗЯВО рішення, а також, як далі відбуватимуться акредитаційні процедури. Газета “Світ”, № 39 – 40, жовтень, 2021 р.
• ПРЕСТИЖНА АМЕРИКАНСЬКА ПРЕМІЯ З ФІЗИКИ – КОЛИШНЬОМУ КИЯНИНУ. Українські фізики тепло привітали свого колегу – відомого вченого фізика-теоретика Емануїла Рашбу (Гарвардський університет). Газета “Світ”, № 39 – 40, жовтень, 2021 р.