СЛОЖНОСТЬ ПРОСТОТЫ
О том, что выходцы из России получили Нобелевскую премию по физике, слышали уже все. А вот о том, что в нашем университете ведутся подобные исследования – знают немногие. Для того, чтобы разобраться во всех тонкостях физических открытий, мне пришлось обратиться за помощью к доценту кафедры физики полупроводников и микроэлектроники Ларисе Александровне Битюцкой.
Химики-физики
Не успев зайти на кафедру, ещё при входе в университет, я вижу плакат-поздравление нанотехнологам «…за новаторские эксперименты по исследованию двумерного материала графена…». Здесь Нобелевскую премию, которую присудили не так давно Константину Новоселову и Андрею Гейму, считают общей.
Лариса Александровна Битюцкая, с которой мы договорились встретиться всего час назад, оказывается очень терпеливым человеком. Она рассказывает не только об исследованиях в университете, но и с улыбкой пытается объяснить мне все тонкости технологии:
– Изучением нанотехнологии в ВГУ, в основном, занимаются на физическом и химическом факультетах. Углеродные наноматериалы – нанотрубки, фуллерены, а также графены уже являются традиционным объектом исследования – начиная с девяностых годов прошлого века. В настоящее время студенты эти материалы изучают в учебных лабораториях, слушают о них лекции, выполняют курсовые и дипломные работы – рассказывает Лариса Александровна. – За открытие фуллеренов в 1996 году Г. Крото, Р. Смолли и Р. Кёрл уже получили Нобелевскую премию. Гейм и Новосёлов сделали следующий шаг в познании наномира углерода.
А вы в школе учились?
– А что такое графен? Давайте я вам устрою маленький ликбез. А то кажется: всё так просто, пока не вникнешь. В прессе любят всё упрощать. Вот решётка графита, – Лариса Александровна ставит на стол модель. – Графит, я думаю, вам хорошо известен: знаете, почему карандаш пишет? Graphein – по-гречески значит «писать». Стержни карандаша изготовлены из графита. Чистый графит вы найдёте в самых хороших карандашах, причём, только в мягких. Так вот, чистый графит слоист, как торт «Наполеон», Его слои, графены, связаны слабой связью, их легко механически разделить. Когда вы пишите, на бумаге остаются чешуйки – полиграфеновые слои. Графен при высокой температуре может сворачиваться, образуя сферические молекулы фуллеренов, или скручиваться в нанотрубки. На данном этапе слои графена толщиной в один атом научились получать во многих лабораториях. Нобелевская премия Новоселова и Гейма присуждена не только за получение, но и за исследование уникальных свойств этих материалов, имеющих инновационный потенциал. Это не так просто, как об этом говорят в СМИ. Нобелевские премии просто так не дают, – улыбается Лариса Александровна.
«У нас все физики такие скромные. Поэтому и получают Нобелевские премии!»
– Как же используются графеновые слои?– интересуюсь я.
– А вы подумайте: без чего немыслимо современное общество?
– Без информационных технологий, – делаю я скромное предположение.
– Почти. Не так давно учёные пришли к заключению, что полупроводниковая электроника достигает предела своих возможностей: нельзя увеличить быстродействие микросхем и уменьшить их размеры, используя дорогостоящую кремниевую технологию, жертвующую экологией в пользу прогресса. Нобелевская премия стала прорывом. Ведь графит – более чем доступный природный материал. Это практически замена кремнию. Вы понимаете? С помощью графеновых технологий есть шанс возродить электронику и в России,– воодушевляет Лариса Александровна. – Лукавство, когда говорят, что суть работы нобелевских лауреатов в получении графеновых листов. Мы уже это умеем – с помощью скотча и карандаша. Это очень обидное упрощение открытия.
– И какие же перспективы у нового материала в ближайшем будущем?
– Это, безусловно, прорыв в наноэлекронике. Уникальное сочетание механических, теплофизических, оптических, и, особенно, электронных свойств слоя графена толщиной в один атом уже заинтересовало крупнейших производителей как бытовой, так и военной техники. Получены обнадеживающие результаты в экспериментах по применению графена в медицине.
«Посторонним вход воспрещён!»
Лариса Александровна ведёт меня в «Лабораторию наноскопии и нанотехнологии центра коллективного пользования ВГУ», где, собственно, и исследуют углеродные наноматериалы (и не только).
– Здесь уникальное оборудование. Используемая сканирующая зондовая микроскопия позволяет не только наблюдать объекты с нанометровым разрешением, но и проводить локальные измерения, манипулировать атомами. Кстати, если вам это интересно, ведущий инженер Маргарита Гречкина покажет, как получить слой графена из графита так, как получали его в начале своей работы К. Новоселов и А. Гейм. Достаточно монокристаллического графита и скотча. Но чтобы достичь уровня новых лауреатов Нобелевской премии, нам требуется еще время.
На этом и заканчивается наша беседа о Нобеле и университетских исследованиях. Отвечая на мой вопрос, когда же учёные из ВГУ получат Нобелевскую премию, Лариса Александровна задумалась:
– Во-первых, в ВГУ уже есть лауреат нобелевской премии, выпускник физического факультета, Павел Алексеевич Черенков. А следующая премия обязательно будет, по направлению «нанотехнологии». В университете в настоящее время учатся более ста студентов, физиков, химиков, десятки аспирантов, работающих в этой сфере, ведется напряженная научно-исследовательская работа по грантам РФФИ, РосНаноТеха. Эра графена только начинается.
Пресс-служба ВГУ
Беседовала Алина Полунчукова
Фото: Алина Полунчукова, А. Исаев
