Новосибирский ученый Михаил Предтеченский разработал экономически эффективную технологию, позволяющую сворачивать в нанотрубки графен

Новосибирский ученый Михаил Предтеченский разработал экономически эффективную технологию, позволяющую сворачивать в нанотрубки графен — углеродный лист толщиной в один атом. Теперь нанотрубки можно производить в неограниченном количестве и добавлять в другие материалы, создавая композиты с небывалыми свойствами. «Русский репортер» решил разобраться, как в наших непростых условиях превратить свое открытие в нужный всему миру продукт

Многоразовые ракеты-носители Илона Маска исправно доставляют грузы на орбиту, а в ученых умах уже зреет альтернативная технология — «космический лифт». Это как, интересно? Заходишь в кабину, нажимаешь кнопку «Марс» — и ты уже там?

— Нет, конечно, — улыбается Михаил Галков, научный сотрудник инновационной компании OCSiAl из новосибирского Академгородка. — Придется сделать промежуточную остановку на космическом заводе, собрать там корабль, а дальше уже лететь на Марс или куда угодно. Такая технология значительно выгоднее запусков с Земли. Лифт будет поднимать детали завода, а потом детали космолета на геостационарный спутник, орбита которого рассчитана так, что он висит над одной точкой земной поверхности. Между Землей и спутником необходимо натянуть трос, по которому будет ездить грузовой лифт. Вся загвоздка именно в тросе: он должен быть необычайно прочным и легким. Такого материала еще не существует. Это моя мечта — сделать трос, чтобы дальний космос стал экономически доступным для человечества.

Михаилу всего 24 года, он имеет шанс осуществить свою мечту. Молодой человек увлекся нанотехнологиями на старших курсах Новосибирского государственного исследовательского университета. Параллельно начал работать в лаборатории Академии наук, занятой изучением необычных свойств углеродных нанотрубок. Когда услышал, что этой темой занимаются в технопарке уже не только в исследовательской, но и в практической плоскости, то пришел к научному руководителю компании OСSiAl, академику Михаилу Предтеченскому. Вот так, зашел прямо с улицы, они поговорили, и Предтеченский взял студента на работу. Спустя год после окончания университета молодому человеку доверили вести самостоятельные исследования.

— Мне нравится динамизм, — говорит он. — Та работа, которая в академическом НИИ занимает месяцы и годы, у нас в компании делается за дни и недели.

Век сверхпрочных полимеров

Руководитель одного из научных департаментов компании Евгений Ильин гораздо солиднее, ему 32 года. За плечами у него тот же НГУ, а потом магистратура и защита диссертации в одном из престижных университетов Европы.

— Меня нашли по научным публикациям и пригласили на работу в компанию. Ради этого я вернулся в Россию и оказался на переднем крае науки, инновационных технологий и новейшей «экономики знаний», — рассказывает Евгений.

К космическим мечтам Галкова его старший товарищ относится скептически:

— Когда-нибудь космический лифт обязательно будет сделан, но надо понимать, что космос или, к примеру, электроника — это небольшой по объему рынок для нашей продукции. Там требуются килограммы нанодобавок, а мы, благодаря разработанной Предтеченским оригинальной технологии, готовы производить тонны. Поэтому нас прежде всего интересует массовое производство, где могут найти применение одностенные углеродные нанотрубки. Такая невидимая глазом трубочка — это свернутая пластинка графена с минимально возможной толщиной в один атом. Если таких слоев больше, чем один, то трубку называют многостенной. Это тоже полезный материал, но по многим параметрам он уступает одностенным трубкам.

Почти невесомые нанотрубки обладают фантастической прочностью и способны проводить электрический ток. Скажем, ничтожная по объему добавка этого материала в привычный полиэтилен делает его сверхпрочным и антистатическим. Нанотрубки придают новые полезные свойства металлам, резине, полимерам. Теперь стало возможным производить, к примеру, практически не изнашиваемые автопокрышки — вот это, я понимаю, по-настоящему объемный рынок!

Разговаривая, мы проходим по тесным от обилия оборудования лабораториям, и вдруг Евгений коршуном бросается вперед и выхватывает из рук сотрудника красную пластиковую коробочку неизвестного назначения. Лицо Жени озаряет мальчишеская улыбка:

— Это первый экземпляр, ничего подобного еще никто не делал! — приглашает он разделить свою радость. Выясняется, что коробочка — это футляр для аккумулятора, снабжающего электричеством шахтерский налобный фонарь. Пластиковый корпус с нанодобавками — легкий, прочный, а главное, антистатический. До сего времени пластик не применялся в угольной промышленности как раз из-за способности накапливать статический заряд. А любая искра в шахте может вызвать взрыв угольной пыли или метана. Теперь эта опасность ликвидирована, красная коробочка открыла для пластиков дорогу в угольные шахты. И много куда еще. Евгений уверяет, что наступает век сверхпрочных полимеров, которые заменят металлы и найдут применение буквально везде — от строительных конструкций до корпусов летательных аппаратов.

Поймал мужик удачу

Разговор о прорывных технологиях продолжается в кабинете академика Предтеченского. Говорю ему: «У вас тут сплошь молодежь зеленая», а он вдруг заявляет со смешком: «Я и сам молодой. Считай, только жизнь начинаю, как почтальон Печкин с новым велосипедом». Для академика Предтеченский действительно молод, ему всего 60. Да и вообще не похож на классического мэтра отечественной науки — взъерошенный, в джинсах, рубашка с расстегнутым воротом. На его рабочем столе стоит рамка с фотографией, на которой хозяин кабинета позирует на фоне горной реки, с трудом удерживая в руках огромного тайменя. Поймал мужик удачу!

Сначала, впрочем, большой удачи ничто не предвещало. Родился будущий академик в кочевой семье инженеров-строителей, по этой причине оканчивать среднюю школу пришлось в Монголии. Далеко не Итон это был, да и сам паренек слыл изрядным шалопаем, как теперь вспоминает. На уме только походы да гитара. Наукой увлекся, поступив в Новосибирский электротехнический институт. Стажером попал в академический Институт теплофизики, откуда был вскоре изгнан за строптивый нрав.

— Пролез обратно через аспирантуру, да так и провел в этом институте всю сознательную жизнь, — рассказывает Предтеченский. — Первую грандиозную удачу принесла инициатива академика Накорякова, который в то время занял пост директора Института теплофизики. Он объявил своеобразный конкурс — тот, кто предложит перспективное научное направление, получит собственную лабораторию. Я эту возможность не упустил и в 30 лет стал завлабом. Через полгода наша лаборатория уже была мировым лидером в области тонкопленочных высокотемпературных сверхпроводников.

Перед молодым завлабом открывались блестящие перспективы в академической науке. Но тут подступили 90-е годы. И выбора просто не стало: или ищи заработок, или клади зубы на полку.

Академик Накоряков привез из Соединенных Штатов заказ от компании «Хьюлетт Паккард» — надо было научить принтер печатать каплями расплавленного металла. Предтеченский за неделю придумал и сделал необходимое устройство. Оно было миниатюрным и на вид не производило серьезного впечатления. Тогда пришлось схитрить: штуковину спрятали в солидного размера корпус со всякими лампочками и кнопочками и отправились с ним в Америку. На демонстрацию прибора собрались все эксперты компании. Принтер превосходно печатал. Американцы недолго посовещались и в лоб спросили гостя, сколько долларов он хочет за свое устройство.

— Я посмотрел на потолок, зажмурился и сказал: «500 тысяч», — рассказывает Предтеченский.

Неожиданно заказчики согласились. Потом на банкете американцы дружно смеялись над тем, как провел их находчивый сибиряк, подсунув под видом навороченного прибора свою «фитюльку». О покупке, впрочем, никто не жалел — ведь с помощью нового устройства компания действительно обошла конкурентов на мировом рынке.

— Именно тогда я понял: попытки продать даже самые замечательные научные заделы имеют почти нулевую перспективу, — вспоминает Предтеченский. — Ученому, если он хочет заработать, необходимо решать реальные проблемы, которые всерьез досаждают заказчику.

После того памятного визита в США у Предтеченского начался период заказных исследований и практических разработок, которые теперь называют инновациями. При своем НИИ он создал частное предприятие «Международный научный центр по теплофизике и энергетике». Решая одну из задач, Предтеченский сделал прорывное открытие: догадался, как усовершенствовать плазмотрон — сверхмощную «чудо-печку». У прибора был крупный недостаток: электрическая дуга быстро сжигала электроды, установку приходилось часто останавливать для их замены. Предтеченский предложил сделать электроды из расплава металла. И это стало еще одной большой удачей в его жизни.

Но сначала пришлось побывать в роли ученого, который сделал нечто явно полезное, но не слышит аплодисментов и не видит очереди из желающих эту штуку приобрести.

— Понимаете, научные идеи сами по себе имеют скорее отрицательную стоимость, — объясняет Предтеченский. — Изобретений миллионы, и все они обладают одним общим свойством: люди без них прекрасно обходились! Продавать нужно не идею и даже не готовую установку, а решение реальной задачи.

Главный корпус новосибирского Технопарка, где располагается компания OCSiAl

MINSVYAZ.RU

Наступил век нанотехнологий, а Предтеченский всегда интересовался новыми материалами и их применением. Наиболее перспективными оказались углеродные нанотрубки. Их изучали тысячи научных коллективов по всему миру, но до индустрии дело не доходило, потому что материал был редким и очень дорогим. Предтеченский совершил настоящую революцию, предложив способ промышленного производства нанотрубок с помощью своего плазмотрона. Как именно это делается — секрет компании, ноу-хау. А результат такой: если до сих пор установки во всем мире производили граммы и килограммы нанотрубок, то теперь можно гнать их тоннами. Многократное падение стоимости производства сделало применение нового материала в промышленности экономически оправданным.

И снова удача повернулась лицом к Предтеченскому. Он встретил своего будущего партнера, крупного предпринимателя Юрия Коропачинского — уроженца Академгородка. Тот занимался промышленным и банковским бизнесом, проявил себя как удачливый девелопер. Накопив состояние, решил, что пора отдавать долги своей малой родине. Венчурный бизнес — рискованные вложения в инновации — пока не слишком распространен в России. Выбрасывать деньги, конечно, не хотелось, поэтому эксперты Коропачинского перелопатили тысячи предложений, прежде чем нашли «жемчужное зерно». Михаил Предтеченский стал равноправным учредителем предприятия, внеся туда свой капитал — новые знания и умения. В дальнейшем в компанию основательно вложился Роснанотех — Анатолий Чубайс считает OСSiAl важнейшим проектом.

Чтобы что-то нужное продать, надо это нужное создать

Компаньоны построили полупромышленную установку в Академгородке, на территории местного технопарка. Казалось бы, самое трудное позади: они единственные в мире могут тоннами производить дефицитные нанотрубки, за которыми покупатели выстроятся в ту самую длинную очередь. Но не тут-то было! Сибирским нанотехнологам пришлось фактически самим создавать рынок для своего продукта.

— Понимаете, промышленность консервативна, — объясняет Предтеченский. — Людей мало интересуют предполагаемые преимущества новации, с которой еще надо возиться. Пришлось менять тактику. В частности, к производителям литий-ионных аккумуляторов мы приехали не с колбой, полной черного порошка, а с готовой батарейкой, работающей в несколько раз дольше обычной. Это произвело нужный эффект.

Сотрудник OCSiAl Евгений Ильин

ВЛАДИМИР ДУБРОВСКИЙ

С тех пор мы сначала все делаем сами — износостойкий материал для автомобильных покрышек, антистатическое покрытие для промышленных полов, почти невесомую прочную «нанобумагу», которую можно использовать, например, как оплетку для электрокабеля. В любом самолете задействованы чуть не километры проводов, и если сделать их заметно легче, то вся конструкция сильно выиграет по этому параметру.

Сверхлегкий смартджет UJET, изготовленный с применением одностенных углеродных нанотрубок OCSiAl

UJET VEHICLE

Вслед за первыми успехами в испытаниях сибирских нанотрубок зашевелилась мировая индустрия. Теперь известные компании сами просят прислать образцы нанопорошка и проводят эксперименты со своей продукцией. Осенью 2016 года в Академгородке состоялась крупнейшая научно-практическая конференция, на которую съехались представители индустрии новых материалов и ученые из 27 стран. Они рассказали о впечатляющих результатах экспериментов. Это был настоящий российский прорыв в мировую экономику, причем не с новым видом сырья, а с высокотехнологичным продуктом.

Что не так с российской наукой

А вот в России и в Академгородке отношение к «выскочкам» остается скорее скептическим. Видимо, все уже привыкли к мысли, что не может быть у нашей страны никаких серьезных успехов на поприще инноваций. Годы нового века стремительно пролетают, а ученые по-прежнему уверяют, что наша экономика остается невосприимчивой к любым инновациям. Послушать предпринимателей — так никаких ценных разработок у российской науки нет, а если и есть, то все настолько «сырое», что для бизнеса не может быть интересным. Значит, история с нанотрубками — редчайшее исключение?

Недавно академик Предтеченский сильно удивил коллег и друзей своим решением баллотироваться на пост председателя Сибирского отделения Академии наук. Зачем ему, предельно загруженному исследовательской работой и проблемами бизнеса, понадобилась эта ноша?

— Простите за пафос, но я ощущал гражданский долг. Кажется, я знаю, что нужно изменить, чтобы наука в России стала востребованной. Всегда легче работать, когда перед тобой стоит четко поставленная задача. При советской власти крупные задания для науки формулировало правительство. А сейчас, как мыслится, они должны исходить от бизнеса и промышленности. Но российский бизнес еще не до конца сформировался, а от прежней промышленности мало что осталось. Получается, что ученому надо самому искать проблему, самому себе формулировать задачу, а потом ее решать. Притом не ждать, когда бизнес или представители индустрии начнут охотиться за новыми идеями, а самостоятельно искать инвесторов и возможных потребителей! Я сформулировал новую стратегию в своей кандидатской программе, выступил с ней перед коллегами-академиками, но они сочли мой подход слишком революционным. В общем, снял свою кандидатуру с выборов. Научное сообщество должно созреть для таких перемен. Будем готовить их исподволь. В этом году мы открыли магистратуру по нанокомпозитным материалам для физиков и химиков в НГУ. Там будут воспитывать специалистов для индустрии, которая создается прямо сейчас, — ученых новой формации, ориентированных на практический результат. Конечно, главное предназначение науки — генерация новых знаний. Но фундаментальные открытия теряют смысл, если нет возможности применить их в экономике.

— Тут не все понятно... Вы же сами говорите, что бизнес в России пребывает в зачаточном состоянии. Где же ученым искать те самые крупные проблемы, а потом еще и инвесторов?

— Мир большой, и настоящая наука не знает границ. Кто сказал, что российские ученые должны иметь дело только с российскими проблемами? Искать нужно всюду, где можешь найти применение своим знаниям и умениям. Мы открыли представительства компании в США, в Европе, в Китае, в Индии и других странах. Ведем теперь диалог напрямую с партнерами, ищем новые применения для нашей продукции. К примеру, китайцы начали использовать нанодобавки в производстве клейких лент и пленок. Это огромный перспективный рынок.

Семинар в OCSiAl — разработчики обсуждают, кто как продвинулся в своей теме

ВЛАДИМИР ДУБРОВСКИЙ

— А как же престиж России?

— Страна может получить больше, чем просто престиж. Это редчайший случай, когда компания мирового уровня создана на базе отечественной разработки. Первый и единственный в мире завод по производству одностенных углеродных нанотрубок находится в новосибирском Академгородке. По сути, это мировой центр компетенций, открытый для сотрудничества. Особенно важно, что для российской науки и промышленности это окно новых возможностей. Мы просто физически не можем охватить все исследовательские направления, работы хватит для множества научных коллективов. И уж сам бог велел развивать в России современную промышленность новых материалов.

В ближайших планах у OCSiAl — строительство промышленной установки большей мощности, выход на новые рынки, собственные крупные индустриальные проекты. Одна эта фирма может обеспечить научными задачами чуть не половину Академии наук. А всего в технопарке новосибирского Академгородка более 300 инновационных предприятий, и постоянно появляются новые. Миша Галков сказал, что примерно треть его однокурсников по физфаку НГУ устроились на работу в компании технопарка. Так, глядишь, и прорвемся в заветную «экономику знаний».