Соло для нанотрубы

Работа ученых из Новосибирска многим может показаться фантастикой. Ведь наша доля на мировом рынке высоких технологий около одного процента. Новосибирцы стали, по сути, монополистами, они держат более 90 процентов рынка материала будущего - графеновых нанотрубок. В Новосибирск зачастили представители крупнейших фирм из США, Китая, Южной Кореи, Германии, Великобритании, Австралии, Японии и других стран. Как это удалось? Об этом корреспондент "РГ" беседует с одним из авторов работы, за которую в этом году присуждена Государственная премия РФ, академиком Михаилом Предтеченским.

Много раз обсуждал с нашими академиками, почему их идеи не превращаются в товар. Говорят, наше дело - генерировать идеи, а для инноваций нужен другой талант. Получается, что вы исключение? Вы больше академик или инноватор?

Михаил Предтеченский: Наверное, того и другого поровну. А если серьезно, то вы задаете очень важный, даже принципиальный вопрос для каждого ученого. Понимаете, когда проводишь какое-то исследование, а тем более, когда появляется свет в конце туннеля, то видишь массу применений. И сюда пойдет и сюда... Но не случайно инновационный бизнес называют самым рискованным. Здесь из сотни вроде бы прорывных идей в лучшем случае до рынка доходят десяток.

Приведу пример из собственного опыта. Когда-то я возглавлял в Институте теплофизики лабораторию высокотемпературной сверхпроводимости. Тема была очень модная, за открытие этого явления вручили Нобелевскую премию. И за полгода мы вышли на мировой уровень, получали пленки с рекордными свойствами. Кстати, до сих пор этот результат никто не превзошел. Я увидел очевидные сферы применения нашей разработки, например, различные датчики. Был полон надежд, был уверен, что выстроится очередь, засыпят деньгами. Но ни один кошелек не пришел.

Задумался, в чем дело? И тогда понял, надо делать только то, что нужно здесь и сейчас. Вроде бы очевидная мысль. Но как найти свою нишу, казалось бы, на безграничном мировом рынке? Здесь тоже нужен особый талант. Когда начинаешь изучать рынок, оказывается, что все места заняты, везде десятки тысяч конкурентов.

А с нанотрубками из графена вы сразу угадали? Кстати, за метод получения этого материала российским ученым Андрею Гейму и Константину Новоселову была вручена Нобелевская премия.

Михаил Предтеченский: Признаюсь, сразу не прочувствовал, не видел перспективы, кому эти нанотрубки нужны. Хотя в свое время занимался нанообъектами. И здесь, можно сказать, помог случай. На одной из выставок увидел, что, вводя мизерные доли углеродных нанотрубок в различные материалы, можно получить поразительные эффекты, скажем, сделать различные материалы в разы прочнее и легче, превращать диэлектрики в проводники, делать асфальт, который будет стоять в разы дольше. Сферы применения просто безграничны.

Словом, вот он материал, который сможет изменить лицо цивилизации, как когда-то это сделали бронза и железо.

Михаил Предтеченский: Совершенно верно. Но почему же не наблюдается бум таких нанотрубок? Оказалось, все дело в цене: она превышала 150 тысяч долларов в расчете на килограмм. Откуда такая невероятная цифра? Дело в том, что у нанотрубок есть один нюанс: чтобы обладать удивительными качествами, они должны быть одностенными, иметь толщину в один атом. Как только число слоев увеличивается, все достоинства графена "улетучиваются", фактически он превращается в самый обычный графит. Но наладить промышленный выпуск "одной стенки" никак не удавалось, хотя в этой гонке участвовали крупнейшие компании из разных стран. И тогда я подумал, так ведь это и есть та самая прорывная идея, которая нужна здесь и сейчас.

И так вышло, что меня пригласил на день рождения знакомый бизнесмен Юрий Коропачинский, который тогда находился в Австралии. Он и его партнеры искали идею для инвестирования. И вот сидим мы на далеком континенте, обсуждаем разные проекты, и я предложил нанотрубки. Идея заинтересовала. Так появился наш проект - компания OCSiAl.

А как вы их убедили, что напали на золотую жилу? Ведь бизнес на аркане не затащить вкладываться в идеи. Их только готовый образец может убедить. Он у вас уже был?

Михаил Предтеченский: Нет. Но был уникальный плазменный реактор. Почему уникальный? Дело в том, плазматроны известны давно, они применяются в самых разных технологиях. Но электроды, которые создают электрическую дугу, работают всего часы и даже минуты, а затем разрушаются. Надо останавливать процесс и ставить новые, а они довольно дорогие. Мне пришло в голову простое решение: сделать электроды жидкими, из расплавленных металлов. Тогда они будут фактически вечными. Этот реактор и стал основой нашей технологии, инкубатором, где мы начали выращивать нанотрубки килограммами. На создание же промышленной установки ушло около пяти лет.

Расскажете о ней подробней. В чем суть?

Михаил Предтеченский: Прежде всего надо подчеркнуть, что одностенные нанотрубки обычно получают на поверхности, а мы выращиваем в объеме. Как? Чтобы что-то выросло, нужно зерно. У нас зерно - это нанокатализатор. Создаем его в реакторе, где температура свыше 1000 С, сюда же вводим углеводород, скажем, метан. Он начинает разлагаться на поверхности нанокатализатора, выделяя углерод. А дальше самое главное наше ноу-хау: надо создать такие условия, чтобы из атомов углерода начали прорастать нанотрубки с толщиной стенки в один атом. Вот такая технология.

Ей уже больше пяти лет. Все конкуренты знают и про жидкие электроды, и про объем, но повторить не могут. Академик Фортов, комментируя вашу работу, сказал, что в ней собран целый букет самых разных наук, расплести который конкурентам будет крайне сложно.

Михаил Предтеченский: Владимир Евгеньевич прав. Если я вам все расскажу про эту технологию, синтезировать нанотрубку не получится. Там действительно сконцентрировано очень много знаний. Когда-то мы оценивали отрыв в три года, но прошло намного больше, а конкурентов поблизости не видно.

Но нанотрубки сами по себе мало кому интересны, их надо научиться вводить в разные материалы, где они творят настоящие чудеса, на порядки улучшая качества. А это еще одна технология, например, трубки надо очень равномерно распределить.

Михаил Предтеченский: Вы правы. Клиенту надо показать товар лицом, показать, что нанотрубки преобразят выпускаемый им материал. А для этого нам пришлось разработать специальные технологии получения разных материалов, обогащенных нанотрубками. Но игра стоит свеч: такая агитация действует намного эффективный.

Впрочем, нанотрубки можно не только вводить в разные материалы, из них можно создавать совершено новые, ранее не существовавшие. Например, мы сделали "бумагу" суперпрочную и с высокой электропроводностью. Заменив ею медную экранирующую оплетку в высокочастотных кабелях, можно снизить вес кабеля на 40 процентов, сделать его гибким. Например, в авиалайнере несколько тонн таких кабелей.

Сколько сейчас вы производите нанотрубок? Каковы перспективы?

Михаил Предтеченский: Наверное, на данный момент производим 50 тонн в год. Пока объем рынка равен нашему производству, которое удваиваем каждый год. По мнению экспертов, через 25 лет нанотрубки изменят более 75 процентов всех известных человечеству материалов, годовой объем их производства достигнет тысяч тонн, что эквивалентно нескольким триллионам долларов.

Ваш успех впечатляет. Особенно на фоне одного процента наших высоких технологий на мировой рынке. Сколько мы говорим о внедрении, о коммерциализации идей, но ничего не получается. Когда-то в СМИ была рубрика "Если бы я был директором..." Чтобы вы сделали, став таким всемогущим директором?

Михаил Предтеченский: Я много по миру поездил, работал с разными компаниями, изучал их опыт. Что прежде всего надо отметить? Россия была и остается страной богатой креативными учеными. Но им надо создать условия, и, прежде всего, правильно мотивировать. Сегодня приоритет нашего ученого - публикации и патенты. Но это имеет очень опосредованное значение для задач экономики. А на внедрение, на инновации нет стимулов. Поэтому ученый будет всю жизнь писать статьи и патенты.

Ученые говорят, что у них идей полные портфели. Пусть бизнес приходит и выбирает, что ему надо. Так происходит за границей, где за идеями фирмы гоняются.

Михаил Предтеченский: Все это иллюзии. Нигде бизнес никуда не ходит, ни за чем не гоняется. Тем более за рискованными инновациями. Его надо постоянно убеждать, даже навязывать новинки. И тогда он, может быть, вас услышит и двинется навстречу. Но это, поверьте, тяжелейшая работа.

У вас довольно редкая фамилия. Знаете ее корни?

Михаил Предтеченский: Кое-что знаю. Мой прадед был священником. По этой причине брат деда эмигрировал в Польшу. Мы не так давно об этом узнали. Его внучка нашла меня по научным статьям. Оказалось, что в Европе есть дальние родственники.

Визитная карточка

Михаил Рудольфович Предтеченский родился в 1957 году в г. Гусиноозерске Бурятской АССР. После окончания Новосибирского электротехнического института пришел работать в Институт теплофизики СО РАН. Эта запись так и осталась единственной в его трудовой книжке. Здесь он стал самым молодым заведующим лабораторией, возглавив ее уже в 30 лет. Им получены приоритетные результаты в молекулярной физике, физике плазмы, теплофизике, высокотемпературной сверхпроводимости и т.д. Ученый - автор и соавтор 303 научных работ, 51 авторского свидетельства и патентов. Он создал единственную в мире промышленную технологию производства одностенных углеродных нанотрубок. Эта работа удостоена Государственной премии 2019 года.

Текст: Юрий Медведев