Конструктор для учёного

В наше время физика – это не только учебная дисциплина и область научного знания. Физика – сфера деятельности и теоретиков, и экспериментаторов, и высококвалифицированных специалистов на производстве и многое, многое... Физическая наука – это шаг в будущее. Возможность создавать и творить чудеса в материаловедении представляется студентам специальности «наноматериалы», обучающимся на инженерно-физическом факультете НИУ БелГУ на кафедре материаловедения и нанотехнологий. Это единственная, уникальная кафедра в Белгородской области.

Сегодня практически любая инновация, засветившаяся в новостях, автоматически приобретает терминологический оттенок «нано-». А те слова, которыми изъясняются люди с экрана, непросты для восприятия неспециалистами, которых большинство, для которых, собственно, и должны производиться все эти «наноподелки». А между тем разговор идёт о чём-то важном, новом в вечно меняющемся мире…

Что такое наноматериалы, отвечает доктор физико-математических наук, руководитель Центра коллективного пользования научным оборудованием НИУ БелГУ профессор Олег Иванов.

– Вообще «нано» – это десять в минус девятой степени. И наноматериалы – это материалы, размеры которых ограничены в каком-то направлении ста нанометрами или которые содержат структурные элементы с характерным размером порядка ста нанометров или меньше. Совсем необязательно, чтобы сам материал был так мал. Например, это может быть лист бумаги размером метр на метр, но если его толщина меньше ста нанометров, это наноматериал. Или это может быть, например, кусок из металлического сплава весом в тонну. Но ведь сплав состоит из зёрен, и, если величина одного зерна меньше ста нанометров, то это снова наноматериал. Таким образом, любой материал, состоящий из элементов, размер которых менее ста нанометров, является наноматериалом. Но тут есть один момент… Необходимо, чтобы в процессе перехода были улучшены свойства материала исходного. У металлов с наноструктурой, например, увеличивается прочность.

– А можно несколько абстрактный вопрос? Какие перспективы открываются, если выполнять научные исследования в области нанотехнологий, освоить их в промышленном производстве?

– В большинстве развитых стран принимаются национальные программы развития наноиндустрии. В России создана корпорация «Российские нанотехнологии». Как я уже сказал, переход от обычных материалов к наноматериалам ведёт к улучшению их свойств. Плюс появляется возможность создания новых материалов, что открывает перспективы как для фундаментальной науки, так и для практических применений. К тому же нанотехнологии – это такая область, которая соединяет в себе различные научные и технические направления: это и физика, и математика, и химия, и биология, и фармацевтика, и энергетика… Здесь каждый может найти свою нишу. И сфера практической реализации результатов работы тут может быть очень широка. Замечательно, что нанотехнологии позволяют получать абсолютно новые материалы по принципу детского конструктора. То есть, собирая вместе в определённом порядке различные атомы и молекулы, можно создавать вещество, исходя из физических предпосылок и идей. Вот так.

Выбор за ними

– Велик ли шанс у человека, получившего специальность «наноматериалы», устроиться впоследствии на достойную работу, обеспечивающую достойный уровень жизни?

– В данный момент перспективы достаточно хороши, поскольку развитие национальной наноиндустрии поддерживается на государственном уровне. И Белгородская область, вторая в стране после Пермского края, приняла региональную программу развития наноиндустрии. Это значит, что у нас при административном содействии будут развиваться высокотехнологичные предприятия, создаваться новые научные центры, лаборатории. Поэтому шанс выпускника – специалиста в области наноматериалов – найти здесь достойную работу по специальности очень велик. И это, не говоря о возможности устроиться в более крупных городах, где существуют наноцентры, если ты действительно специалист высокого класса. Кроме того, выпускник, получивший специальность «наноматериалы», в процессе обучения освоил все курсы по классической специальности «материаловедение». Соответственно, он может рассчитывать на работу на машиностроительных и металлургических предприятиях области.

– У каждой профессии есть своя романтика: у милиционеров, космонавтов, врачей, учителей… А есть ли романтика в профессии инженера по наноматериалам?

– Во всём, что делает человек, - размышляет директор ЦНМСН доцент Максим Иванов, – он стремится научиться создавать что-то новое, придумать нечто такое, чего нет в природе. В такой работе нет рутины, нет заученного повторения одного и того же. Здесь главное – творчество.

– Совершенно согласен. Деятельность нанотехнологий имеет колоссальный творческий потенциал, – подтверждает слова коллеги руководитель ЦНМСН профессор Юрий Колобов. – Не случайно многие студенты, которые обучаются на кафедре материаловедения и нанотехнологии, являются стипендиатами, лауреатами государственных фондов и постоянно принимают участия в конкурсах, в том числе и всероссийских. Только в этом году было выиграно 44 гранта на сумму более семидесяти семи миллионов рублей! И всегда приятно, когда такие талантливые и заинтересованные ребята приходят на практику в наш центр…

Но не стоит думать, что одним понятием «нано» эти далеко идущие перспективы и исчерпываются. Физика – это ведь наука о том мире, в котором мы живём. А мир этот намного шире, нежели нам обычно представляется…

Истоки и спутники

Суть любого прогресса (в особенности технологического) заключается в рождении новых идей. Как же она возникает? И вообще, остаются ли нужными в наш век, век потребительского спроса, теоретические физические дисциплины?

– Обычно под словом «теория» понимают нечто противоположное практике, – поясняет заведующий кафедрой теоретической и математической физики профессор Юрий Вирченко. – И в итоге складывается ошибочное представление о тех вещах, которыми занимаются теоретики. Но термин «теоретическая физика» имеет мало общего с обыденным его пониманием. Это наука, которая изучает методы предсказания результатов экспериментов по результатам других экспериментов. Предсказаниями в свою очередь в теоретической физике называют сложные математические расчёты. Так что в этом смысле есть резон говорить о такой работе как о практической, для которой нужна специальная подготовка. И эту подготовку мы обеспечиваем на нашей кафедре. Ведь любые высокотехнологичные установки, любые вычислительные машины, любые станки последнего поколения – всё это функционирует по определённым математическим алгоритмам, разработанным теоретиками.

Одной из наиболее перспективных отраслей современной физики наряду с получением наноматериалов является медицинская физика. На вопрос о том, в чем заключается суть этой специальности, отвечает заведующий кафедрой общей и прикладной физики профессор Игорь Внуков:

– Говоря простым языком, это деятельность по сопровождению сложной техники, имеющейся на данный момент в наших больницах. К сожалению, этой технике, как и любой другой, присуще свойство ломаться или неправильно работать… И нельзя требовать от врачей сугубо специальных знаний в этой сфере. Отсюда и смысл этой работы: помощь врачам в обращении со сложной медицинской техникой на лечебном уровне и разработка такой техники на уровне инженерно-исследовательском.

– В чём причина такого внимания физиков к медицине в наши дни?

– Любую болезнь лучше лечить на начальной стадии. И единственным методом по такому обнаружению болезней, по их диагностике является физический анализ: УЗИ, магнитно-резонансная томография, рентген. А для этого необходимо качественное, дорогостоящее оборудование, которое закупается для наших лечебных учреждений. Но медицинский персонал не обучают профессиональному с ним обращению – этим должны заниматься медицинские физики. Как известно, в нашей стране осуществляется национальная программа «Здоровье», в развитие отечественной медицины постоянно инвестируются немалые средства, но в итоге приобретённое для больниц оборудование простаивает из-за нехватки специалистов.

Искусство творить

Развитие нашей страны, нашей области требует новых планов и новых амбициозных задач. В 2010 году Белгородский государственный университет получил статус национального исследовательского. Ответом на вызов современным тенденциям стало решение Учёного Совета физического факультета о реструктуризации факультета и создании на его базе инженерно-физического факультета. И речь идёт не только о материальных вложениях, но и о человеческих, интеллектуальных ресурсах. Ведь этот смелый шаг не ограничивается одним лишь переименованием.

– Какое будущее ожидает инженерно-физический факультет?

– Надо смело идти вперёд. Для этого, как вы могли убедиться сами, есть высококвалифицированные кадры, современная материально-техническая база и самое главное – есть желание, – рассказывает декан инженерно-физического факультета Николай Малай. – Здесь мы ощущаем поддержку со стороны ректора университета профессора Леонида Дятченко и губернатора Белгородской области Евгения Савченко. Это здорово. Значит, физике жить, хотя бы в нашей области. Если в стране нет физиков, она обречена.

28.03.2011

Беседовал Михаил Осадченко

308015, г. Белгород, ул. Победы, 85; E-mail: niu@bsu.edu.ru