Наноматериалы и нанотехнологии. Прогресс в научном мире и развитии человечества.

Дмитрий Жукалин, интервью: "Наноматериалы и нанотехнологии. Прогресс в научном мире и развитии человечества". 

Антонина Анапрейчик. Участница МОД АЛЛАТРА: Добрый день, дорогие друзья! Мы рады вас приветствовать на АЛЛАТРА ТВ в прямом эфире. Сегодня в передаче «Наука в Созидательном обществе» мы поговорим о нанотехнологиях, об углеродных нанотрубках, а также о применении современных технологий на благо всего человечества в мирных, созидательных целях. Я рада представить вам нашего гостя — Дмитрий Жукалин, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики полупроводников и микроэлектроники Воронежского государственного университета. Добрый день, Дмитрий.

Дмитрий Алексеевич Жукалин, к. физ.-мат. н., доцент, ВГУ: Здравствуйте.

Дмитрий Алексеевич Жукалин. Доцент кафедры физики полупроводников и микроэлектроники ВГУ

Антонина: Благодарю, мы рады, что Вы сегодня с нами. Также в нашей беседе принимают участие волонтёры Международного общественного движения АЛЛАТРА: Никита, Владимир (Владимир: и Антонина). Сегодня осуществляется синхронный перевод на три языка: английский, чешский, украинский. Перевод делают ребята, участники общественного движения АЛЛАТРА. Также мы приглашаем наших зрителей принять активное участие в беседе, вы можете задавать вопросы в ютуб-чате, а также оставлять комментарии. В интерактивной части мы зададим вопросы Дмитрию, и, я думаю, он с радостью ответит. Дмитрий, не могли бы Вы коротко рассказать нашим зрителям и нам о том, что такое наноматериалы и какие у них особенности?

Дмитрий Жукалин: Конечно. Сначала отвечу кратко на тот вопрос, который вы задали. Наноматериалы — это материалы, созданные с использованием наночастиц и нанотехнологий, которые позволяют производить материалы с уникальными свойствами, свойства которых как раз продиктованы присутствием этих наночастиц. Как правило, к наноматериалам относят материалы, которые хотя бы по одному из параметров измерения (привычных нам x, y, z) относятся к соответствующему масштабу. В данном случае до ста нанометров. То есть это могут быть плёнки, это могут быть отдельные частицы, например, квантовые точки, это тоже замечательный объект нанотехнологий — наноматериал. Это могут быть различного рода порошки, которые меняют кардинальным образом свойства и прочее, прочее, прочее. А чтобы ответить на этот вопрос более широко, мне хотелось бы немножко предыстории: рассказать, как появились наноматериалы, нанотехнологии. Я попрошу включить свою презентацию.

Всё началось с учёного Ричарда Фейнмана, который в 1959 году на Рождественской вечеринке обратил внимание присутствующих на удивительный факт. Мы часто рассуждали и знали про космос и про то, что есть Солнечная система, планеты, но никогда не задумывались, что такой же космос существует в мире наночастиц, и что между атомами есть некое пространство, если так можно его назвать, которое заполняя или меняя связи между объектами в этом пространстве, можно получить материал с совершенно удивительными свойствами. Ричард Фейнман назвал свой доклад «Внизу полным-полно места», и это, пожалуй, положило основу развития нанотехнологий, хотя слово «нанотехнология» появилось чуть позже.
 

 
Слово «нанотехнология» появилось с лёгкой руки Нарио Танигучи, который занимался микроэлектроникой и который просто решил однажды не писать 0,01 микрон или 0,00001 миллиметр, а стал использовать единицу «нанометр» для тех процессов, которые исследовал. Опубликовав несколько раз это в журналах, термин прижился, и появились нанотехнологии как слово, продиктованное временем.

Затем нельзя не отметить такого человека, как Эрика Дрекслера, считающегося крёстным отцом нанотехнологий. Суммировав то, что говорил Фейнман, он использовал слово «нанотехнологии» и рассказал о перспективах, о возможностях структур, организмов, различных механизмов с использованием нанотехнологий.

В 1986 году он издаёт свою знаменитую книгу «Машина созидания», в которой описывает примерный принцип работы. Он описывает то, что классическая физика в наномасштабе не всегда работает, о том, что можно добиваться фантастических результатов, оперируя отдельными атомами и молекулами. Эта книга выходит в 1986 году и три года спустя, в 1989 году, появляются первые удачные эксперименты, где компания IBM атомами ксенона выложила знаменитое слово «IBM». Это открывает новую эру в управлении отдельными атомами.

Возвращаясь к самому первому вопросу «Что такое наноматериалы?» — пожалуй, в перспективе это те материалы, которые мы научимся создавать с заданными свойствами, собирая их из отдельных атомов.

Антонина: Спасибо.

Владимир Оксёненко, участник МОД АЛЛАТРА: Дмитрий, спасибо большое за такой интересный экскурс в историю возникновения нанонауки. Мы знаем, что Ваша область исследования — это углеродные нанотрубки. Расскажите, пожалуйста, что такое углеродные нанотрубки, почему они тоже относятся к объектам «нано» и насколько они малы в действительности?

Дмитрий Жукалин: Безусловно, мы, когда говорим про нанотехнологии, часто не задумываемся про те размеры, которые этот процесс сопровождают. Когда слово «нанотехнологии» начало использоваться в России, в мире (это было в 2005-2006 годах), я любил проводить аналогию, рассказывать студентам, школьникам, ученикам про то, что, если мы возьмём спираль ДНК, то расстояние между двумя сдвоенными спиралями — это порядка двух нанометров. Отдельные атомы, как правило это ангстремы, это десятая доля нанометра. А если мы говорим о нанотрубках — это цилиндрические объекты, состоящие только из атомов углерода. Чтобы лучше всего это представить — это пчелиные соты, это гексагоны, которые, как правило, все представляют улей, пчёл, и если в каждом узле будет атом углерода, то поверхность этого пчелиного улья будет представлять из себя графеновый лист. Если этот графеновый лист мы сворачиваем в трубку, то получаем углеродную нанотрубку, которая будет обладать целым спектром интересных свойств.

Сами нанотрубки, они, как и многие вещи вокруг нас, наверняка существовали всегда, но стали известны широкой общественности благодаря Сумио Ииджима, японскому физику, который в 1991 году в своих экспериментах смог сделать первое изображение углеродных нанотрубок с помощью трансмиссионного просвечивающего микроскопа. И на слайде приведена картинка, которая была опубликована в журнале Nature.

Дмитрий Жукалин: На слайде приведена картинка, которая была опубликована в журнале «Nature», где как раз хорошо различимы стенки нанотрубок. После этого происходит бум развития подобных технологий. Сами нанотрубки интересны тем, что в зависимости от того, как будет свёрнут лист графена, у углеродной нанотрубки будет различная симметрия.

Эту симметрию часто называют словом «хиральность». Как правило, эта хиральность — симметрия нанотрубки, будет определять те свойства, которыми обладает нанотрубка. Известно из курса школьной физики, что существуют металлы, полупроводники, неметаллы, диэлектрики. Если мы возьмём, например, проводящую нанотрубку и каким-то образом механически сможем её деформировать, изогнуть, то мы можем получить за счёт этой кривизны поверхности в теле нанотрубки p-n переход. То есть мы можем сделать транзистор на одной-единственной нанотрубке. Соответственно, управляя симметрией и получая нанотрубки с заданными свойствами, открывается огромное количество возможностей. Вот что такое нанотрубки.

Антонина: Спасибо.

Никита: Спасибо большое. Скажите, пожалуйста, насколько легко получать нанотрубки, можем ли мы получать их в больших промышленных масштаба или это возможно только в лабораториях?

Дмитрий Жукалин: Я люблю приводить в пример Нобелевских лауреатов. У углеродных наноматериалов достаточно большой спектр применения. Есть фуллерены, которых мы коснёмся чуть позже; графеновый лист, про который я вкратце сказал.
Углеродные нанотрубки — объект, который получается различными способами и есть три основных способа. Это лазерная абляция, когда лазером воздействуют на углерод, углерод становится в атомарном состоянии, и он может соединяться в димеры, более сложные структуры — гексагоны, из которых формируются нанотрубки. А также, принцип примерно тот же самый, но используют электродугу — это то же самое, что сварочный аппарат. Дугу поджигаем и за счёт высокой температуры, примерно такой же, как на Солнце, порядка 4000 Кельвинов, катод расщепляется, атомы углерода летят к холодным стенкам реактора и по дороге соединяются в структуры, в углеродные нанотрубки, фуллерены.

Есть ещё метод, самый масштабный для нанотрубок, которым, в основном, все пользуются — это испарение из газовой фазы, так называемый Chemical vapor deposition. Это CVD-метод, которым можно получать нанотрубки в больших масштабах, но есть некоторые ограничения. Ограничения связаны с тем, что углеродные нанотрубки, когда мы получаем методом CVD, очень тяжело контролировать их одинаковость в плане симметрии, в плане диаметра.
Эту технологию стараются с каждым годом отшлифовывать, но часто диаметр нанотрубок зависит от размера катализатора, который используют, в нашем случае чаще всего — частицы металла. И после процедуры получения нанотрубок методом CVD есть необходимость их очистки. И если за другие отлитые наноматериалы часто давали Нобелевские премии, то пока ещё никто не получил премию за создание промышленной технологии получения нанотрубок с заданными свойствами Это открывает широкие возможности для учёных настоящего. Как только кто-то придумает такой способ, наверняка мы увидим по телевизору, как он получает Нобелевскую премию.

Владимир: Здорово. Мы думаем, что уже в ближайшее время физика разовьётся до таких масштабов, что мы научимся не только получать, но такие уникальные объекты как нанотрубки, получат широчайшее применение.
Дмитрий, расскажите, пожалуйста, насколько широко сейчас применяются нанотрубки и каковы масштабы тех проектов, которые существуют для возможного применения нанотрубок? Мы слышали, что прочность этих материалов настолько уникальна, что даже существует такой футуристический проект Циолковского. Ученый сделал расчёт: возможность, запустив спутник, протянуть такой, условно, трос к этому спутнику, рассчитав его орбиту так, чтобы он находился постоянно в одной точке. Эта идея возникла тогда, когда таких материалов ещё не существовало, но сама идея интересна тем, что по этому тросу можно направить лифт, который бы курсировал от спутника к Земле постоянно. Насколько эта идея футуристична или она, всё-таки, реальна уже в наше время?

Дмитрий Жукалин: Идея, на мой взгляд, реальна. Начну с Циолковского, раз уж о нём зашла речь. У меня есть слайд, посвящённый волокнам на основе углеродных нанотрубок.

Действительно, мы можем увидеть, что технологии по плетению канатов, можно их так назвать, из углеродных наноматериалов уже существуют. Поскольку углерод связан ковалентными связями между собой — то в теории, по расчётным данным, углеродная нанотрубка может выдерживать до тонны на квадратный миллиметр. Соответственно, если мы сможем сплести из нанотрубок достаточно длинный трос, то этот трос будет, несмотря на небольшой вес, способен поднимать или выдерживать огромные нагрузки. Циолковский, который понимал очень тонко, очень хорошо Солнечную систему, то, как движутся небесные тела, предположил, что если мы подобный трос сможем вывести на орбиту одним концом, а второй конец останется, где-нибудь, на экваторе, то это существенно облегчит вывод каких-либо грузов в открытый космос, используя этот трос как лифт.

Если говорить про другие применения нанотрубок, то их множество. Нанотрубки применимы и в электронике. Существуют технологии, позволяющие их использовать как принимающую антенну. Была опубликована статья, в которой говорится, что учёные в одном из американских ВУЗов смогли принимать сигналы ФМ-диапазона, используя в качестве антенны отдельную углеродную нанотрубку, то есть идёт миниатюризация электронных устройств.

Кроме того, на основе свойств углерода есть работа, посвящённая расчётам и потенциальному использованию нанотрубок в качестве эмиттеров электронов. Получается аналог телевизионной трубки, которая была раньше в ламповых телевизорах, но вместо ламп у нас могли бы быть отдельные нанотрубки. И тогда дисплеи будущего могли быть на принципах ламповых телевизоров, но, при этом, толщиной не больше, чем толщина листа А4 стандарта.

Широкое применение нанотрубок, за счёт их механических свойств, может использоваться в композитных материалах. С их помощью можно упрочнять материалы либо в одном из направлений, либо в различных. Нанотрубки, как углерод, как материал, являются биосовместимым материалом. Есть очень интересные работы, где были проведены эксперименты на крысах, и нанотрубки использовались в качестве добавки при восстановлении мозговой структуры крыс. Очень интересно получилось, у нас есть структура, состоящая из дендритов, и нанотрубки очень успешно встраивались в нейронную сеть мозга, частично передавая электронные импульсы, которые бегут по мозгу , в данном случае у крысы из точки А в точку Б.

Дмитрий Жукалин: Поскольку нанотрубки являются биосовместимым материалом, потенциально их возможно было бы использовать, например, при различного рода инсультах, когда у нас за счёт того, что происходит нарушение в кровообращении, погибает часть мозга, можно было бы пофантазировать и использовать углеродные нанотрубки как восстанавливающий материал, для того, чтобы эти импульсы из точки А до точки Б доходили, и происходило, может быть, не полное, но частичное восстановление функциональности человека. Вот поэтому предложений масса.

Материал, несмотря на то, что уже сравнительно давно открыт, он, мне кажется, таит в себе ещё очень много открытий и предложений. Но Нобелевскую премию дадут тому, кто придумает промышленное применение нанотрубок, потому что всё, что я перечислил, разработки по этому есть, но это лабораторные образцы.

Антонина: Спасибо большое. Скажите, пожалуйста, Дмитрий, Вы сегодня упоминали фуллерены. И мы при подготовке видели, что как раз фуллерены имеют вид, похожий на футбольный мяч. В чём особенность этих структур? Расскажите, пожалуйста.

Дмитрий Жукалин:

Так же, как и нанотрубки, фуллерен — это нечто такое, что всегда сопровождало нас. И тысячу лет назад они были и, наверное, через тысячу лет после нас будут. Группа учёных смогла их идентифицировать и описать свойства этой структуры. Причём очень интересно, что фуллерены впервые были замечены не на Земле, а в космосе, когда телескоп, который исследовал спектры, обнаружил некие непонятные на тот момент пики, при исследовании оказалось, что именно фуллерены дают эти необычные скачки на спектрах.

Сами по себе фуллерены — это одна из аллотропных модификаций углерода, и ещё нужно отметить, что нанотехнологии — это не про химический состав, а про структуру. Все материалы, которые мы сегодня с вами обсуждаем, — это один-единственный углерод, но за счёт того, что структура в этом углероде разная, материалы имеют совершенно разные свойства. Уголь, которым мы топим печь — это углерод. Алмаз, который является украшением, которым можно резать стекло — это углерод, структура алмаза.

Графен, за который дали Нобелевскую премию Гейму и Новосёлову, — это углерод в виде одного листа. Нанотрубки, которые мы с вами обсудили, — это графеновый лист, свёрнутый в трубу. А фуллерен — это углерод в виде футбольного мяча, который состоит из многогранников — пентагонов и гексагонов, и в зависимости от числа атомов имеет различную стабильность.

Самые стабильные фуллерены — это обладающие количеством атомов 60 и 70, их называют С60 и С70.

Само название «фуллерен» появилось благодаря архитектору Бакминстеру Фуллеру, который ещё в тридцатых годах предложил строить быстровозводимые здания. Ему представилась возможность построить спортивный комплекс, на возведение которого дали достаточно приличные денежные ресурсы и очень мало времени. Тогда, чтобы реализовать этот проект, он придумал собрать структуру на земле, сделать пластичные узлы из металла, потом внутри этой структуры надувался огромный шар, и этот шар расправлял структуру в тех масштабах, в которых она должна была быть. Потом узловые точки фиксировали, шар внутри сдували, а сама структура в виде огромного количества многогранников оставалась уже в качестве основы, которую в дальнейшем можно было утеплить, остеклить и так далее.

Таким образом, когда изобрели фуллерен, поняли, как он выглядит, сразу вспомнили Бакминстера Фуллера, который делал такие архитектурные произведения. Было несколько названий: «бакиболы», но прижилось в итоге «фуллерен» как часть имени знаменитого архитектора. Даже выпускаются марки с портретом Бакминстера Фуллера в окружении его знаменитых фуллеренов.

Никита: Спасибо большое за рассказ. Мы знаем о том, что наблюдаются фрактальные структуры. Что задаёт фрактальную структуру углеродных нанотрубок? Откуда атом углерода «знает», что ему нужно выстраиваться именно в определённый фрактал? Может, где-то хранится информация об этом? Может, атомы выстраиваются в этот узор согласно какой-то программы?

Дмитрий Жукалин: Для меня наука, она удивительная и, прежде всего, удивительна природа, которая нас окружает. Остаётся очень много вопросов, которые мне непонятны, но современная наука и строится на том, что человек постоянно старается объяснить всё, что не понимает, докопаться до истины. У нас сейчас есть огромные вычислительные мощности, с помощью которых мы моделируем всё, включая бозонные структуры материалов, мы понимаем, какие связи могут быть между атомами. Размышляя над тем, почему что-то происходит по фрактальному типу, а фрактал, в моём представлении олицетворение чего-то природного, натурального, потому что впервые само понятие «фрактал» появилось для определения береговой линии, при выполнении расчётов. А затем с помощью фрактала люди стали пробовать описать деревья, облака, то есть всё, что классическая математика не могла описать в силу своих особенностей. Фрактальная геометрия, фрактальная математика, она, как наиболее приближенная к природе, задаёт тон всем процессам, которые мы наблюдаем, в том числе с наноматериалами.
Если мы говорим про нанотрубки, то у нанотрубок, безусловно, есть свои уникальные зарядовые свойства. Учитывая размер нанотрубок, который приближен к атомарному размеру или размеру макромолекул, всё, что происходит, происходит из-за того, что это энергетически выгодно.

Соответственно, фрактальная структура — это оптимальная структура, которая стремится к минимизации энергии, а нанотрубки — это удобный объект для того, чтобы природа за счёт сил гравитации, за счёт локальных сильных электрических полей смогла сформировать эту структуру и ей ничего при этом не мешало. То есть у нанотрубок, просто в силу своих размеров и свойств, появилась возможность демонстрировать это нам воочию.

Фракталы в работах с углеродными наноматериалами наблюдаются очень часто. Они наблюдаются как на наноуровне, когда мы видим нанотрубки, где отдельные из них собираются в небольшие фрактальные кластеры, так и на макрообъектах.

Например, если мы получали углеродные материалы с помощью электродуги в реакторе, то очень часто я видел гексагоны и структуры, похожие на фракталы: на стенках, катодах и анодах реактора. Когда мы открывали крышку — это всегда очень впечатляет, потому что это говорит об иерархии масштабов, начиная с единичных атомов и заканчивая уже миллиметрами, а может быть, больше — метрами, планетами.

Никита: То есть это получается какой-то универсальный закон в природе фрактальной закономерности.

Дмитрий Жукалин: Пожалуй, да. Здесь ещё очень интересно, несмотря на то, что система стремится к минимизации энергии, у нас фрактал привычный, если мы видим дерево, то это замершая структура, это срез во времени. Всё, что нас окружает — это процессы динамические, поэтому фрактал, обличённый в постоянном движении, как такая жизнеподобная структура, подобного рода структуру лучше всего описывают живоподобные процессы. Здесь уже, кроме стабильных состояний с минимумом энергии, может встречаться ряд метастабильных состояний, в которых система может быть достаточно долго. Это перекликается, например, с Теорией хаоса, когда у нас в целом что-то хаотичное, но при этом на протяжении времени там могут появляться метастабильные состояния.

Дмитрий Жукалин: и видимый со стороны хаос, на самом деле, может являться тонко организованной структурой с огромным количеством взаимосвязанных отдельных частей. В нанотрубках это очень интересно исследовать, потому что проявляется по-разному с материалами различной природы.

Владимир: Дмитрий, спасибо большое, очень интересный факт, что наномир, фактически, тоже проявляет какие-то свойства фрактальности. Мне кажется, что в будущем науке предстоит ещё многое открыть, благодаря этому принципу и, возможно, в этом заложен какой-то ключ.
Вы озвучили тот факт, что сегодня внимание специалистов направлено на получение материалов с заведомо заданными свойствами. И если поразмыслить, то можно ли предположить, что, к примеру, когда формируется материал, то атомы выстраиваются в определённую кристаллическую структуру, согласно заданной информации?

То есть сейчас варьируются условия получения материала: температура. давление, условия вакуума, магнитные поля — в разных структурах разные вариации. Но, если предположить, что атомы выстраиваются согласно какой-то информации. Просто такая аналогия родилась, к примеру, когда композитор сочиняет какую-то мелодию. У него есть уже понимание какова эта мелодия, то есть он знает, какая она.. А ноты, всего лишь служат тем инструментом, благодаря которому эта мелодия приобретает трёхмерный вид. То есть отражается на нотном ряде и получается, что любой человек может этот нотный ряд прочитать. Причём, ноты выстраиваются безошибочно, чётко. Почему? − Потому что у композитора в голове уже есть информация о том, какова эта мелодия в результате, в целом, не кусочками, в частности, а в целом: каковы её свойства. какие впечатления у слушателя, что он чувствует, какие появляются ассоциации.
Можно ли, следуя такой же аналогии, подойти к изучению микромира — нанообъектов или микрообъектов и предположить, что существует какая-то информационная программа? И, может быть, мы сможем приблизиться к расшифровке этой программы и к тому, чтобы научиться пользоваться тем, чтобы на информационном уровне менять вот эту программу, и атомы уже занимают определённое положение, таким образом, структура наперёд получает заданные свойства? Может быть, с такой стороны посмотреть ещё на микромир и наномир?

Дмитрий Жукалин: Отличный вопрос. И вопрос напрямую связан с процессами самоорганизации. Самоорганизация, на мой взгляд — это будущее нанотехнологий, и большая работа в этом направлении уже ведётся.

 
Например, Жан-Мари Лен, Нобелевский лауреат, который занимался биомакромолекулами. И он в своих работах очень явно давал понять, что важно не пытаться управлять всем во время структурообразования, а создать такие условия, чтобы системе было выгодно собраться так, как нам нужно. И вот по вопросам самоорганизации сейчас выведен слайд, он очень тесно связан с тем как раз, что мы делаем в лаборатории нашей научной группой — так называемые диссипативные структуры.

Термин появился благодаря Илье Пригожину, лауреату Нобелевской премии. Термин напрямую связан с автоколебательными процессами, которые сопровождают очень многие процессы вокруг нас. Пример близкий строителям — затвердевание бетона, но это тоже автоколебательный процесс: температура постоянно колеблется внутри у твердеющего бетона. Связано это с тем, что процесс структурообразования связан с выделением тепла, а процесс испарения связан с поглощением тепла, то есть с остыванием объекта. И когда эти два противоборствующих процесса встречаются — получается вот этот эффект автоколебательного процесса.

Я немножко расскажу про специфику работы, чем конкретно мы занимаемся, как мы исследуем диссипативные структуры.

Исследуем мы с помощью капельного нанореактора, который уже неплохо описан в последние годы в литературе. В 2009 году в Институте теоретической физики имени Л.Д.Ландау была защищена кандидатская диссертация Льва Бараша, посвящённая термодинамике испаряющейся капли. И капля представляется как очень удобный инструмент для понимания процесса, связанного с процессом самоорганизации.

То есть если мы понимаем, что самоорганизация для нас — выгодный инструмент, то, чтобы управлять этим процессом, нам надо досконально понимать все параметры, которые мы можем извлечь и на которые мы можем в процессе структурообразования влиять. И вот один из этих параметров в нашей работе — это теплота диссипации. Это как отпечатки пальцев у человека, точно так же у структуры, которая формирует «тепловой след». Если этот след грамотно, правильно параметризовать, то можно в перспективе получать материалы с заданными свойствами, при этом не пытаясь оперировать отдельными атомами, а именно делая всё на откуп матушки-природы, которая в правильных начальных условиях самоорганизуется сама.

Я прошу переключить следующий слайд.
 

Это пример того, как выглядит капля, капельный реактор и те процессы, которые мы можем параметризовать. Если мы выберем любую точку в пространстве и будем наблюдать за её температурой, то мы на этапе самоорганизации увидим характерные колебания, которые можно параметризовать: амплитуда, частота колебаний, длительность, число экстремумов и сам внешний вид — это двумерный паттерн капли. Благодаря этому набору свойств — это как раз те самые «отпечатки пальцев» структурообразования. Это неразрушающий метод контроля, который, я верю, приведёт к созданию того, что мы назвали сейчас — 3D-принтеров материала, где мы понимаем, какие у нас есть исходные точки в виде, например, образцов атомов и, контролируя входные данные и ограниченные условия, мы провоцируем систему на самосборку того, что нам нужно.

Мне кажется, это очень перспективно, очень сложно. Но посмотрите на историю, посмотрите, что было пятнадцать, двадцать, тридцать лет назад. Многие технологии, которые есть у нас сейчас, казались тогда абсолютной фантастикой, а сейчас мы разговариваем со всем миром, с разными странами, идёт синхронный перевод на несколько языков, и мы это воспринимаем уже как нечто обыденное. Хотя сколько при этом работает миллионов, миллиардов транзисторов, которые обеспечивают работу наших компьютеров, как вырабатывается электроэнергия — у кого-то с гидростанции, у кого-то с атомной станции, у кого-то аккумулятор работает на устройстве телефона … Пятьдесят лет назад это всё было бы, как совершенно фантастичный «научпоп», который неизвестно когда бы стал реальностью .

Поэтому, я уверен, что с учётом быстрой связи и обменом информации в современном мире, то, о чём мы сейчас говорим — о печати 3D-материалов — такие технологии совершенно не за горами. И я надеюсь, что все мы это застанем за свою жизнь, воочию увидим.

Владимир: Дмитрий, спасибо, очень впечатляющие перспективы. Вот, можно ещё немножечко.помечтать... То есть получается, что, если, к примеру, мы знаем — будем так условно говорить — информационную программу одного материала, информационную программу другого материала, то, например, любая домохозяйка может в будущем иметь такой, условно назовём его 3D-принтер, в котором загружено, скажем, десяток программ, сто или тысяча. И, например, домохозяйка сможет выбрать: получить материал или какой-то объект, согласно программе.

Владимир: И элементарные частицы. Я думаю, что научному миру ещё предстоит обсудить, что это за элементарные частицы: протоны, электроны и нейтроны или, может быть, ещё глубже — из чего они состоят. И получается, что это становится не таким уж футуристическим сценарием, а вполне реальным.
 
Дмитрий Жукалин: Думаю, что самое перспективное направление — использовать атомы,. Все, наверное, слышали о Большом адронном коллайдере. Там учёные-исследователи сталкивают элементарные частицы, и одной из целей было найти «частицу бога», так называемый бозон Хиггса. Это материя, как стволовая клетка в биологическом объекте, может потенциально развиться в любые другие типы элементарных частиц.

Если мы говорим о перспективах создания таких программ, то, пожалуй, это такая «голубая мечта» нанотехнологий и с точки зрения науки есть, безусловно, ряд ограничений… Есть классическая физика, есть термодинамика, есть знаменитая формула Эйнштейна, что E = mc2. Если E = mc2, то, соответственно, энергия — это материя, помноженная на квадратичную скорость света. И фильмы, в которых что-то материальное, например, мусор расщепляется на отдельные атомы, а потом используется в виде источника энергии или потом какие-либо устройства, которые называются налитами собирают их в нечто материальное. Наверное, да, пофантазировать можно.

С точки зрения современной физики, сейчас это невозможно, но Нобелевскую премию, про которую я сегодня упоминал, Гейму и Новосёлову, дали за графен. А Лев Ландау являлся светочем российской физики. Безусловно, Ландау внёс огромный вклад в развитие теоретической физики. Знамениты его тома, которые есть в программе всех физиков по всей России и изучаются в мире. Но Лев Ландау в силу своих научных взглядов считал невозможным существование 2D графена. Он считал, что это структура, которая из-за тепловых колебаний будет очень быстро деградировать, и все связи порвутся. Но практический опыт Гейма и Новосёлова показал, что это не происходит и что получать отдельные графеновые листы достаточно просто.

Открылись совершенно необычные перспективы по использованию отдельных графеновых листов, например, в электронике будущего, где носителем информации может быть уже не поток электронов, как сейчас, а, например, отдельные электроны. Или мы вообще переходим в область фотоники, спинтроники. Если мы мечтаем про 3D-принтер, то нам нужно научиться оперировать отдельными атомами и передавать дистанционно структуру поатомной сборки. Это будет, наверное, как мы сейчас драйвера для устройств скачиваем из интернета. Также можно пофантазировать, что мы скачаем информацию о чашке чая, где за счёт частоты колебаний будет задана температура, за счёт состава каких-то дубильных веществ и тому подобное будет задан определённый вкус, а сама чашка соберётся из кремния, что станет основой для кружки. И у нас на выходе получится чашка чая с определённым вкусом, заданной температуры. Это в перспективе. Но, наверное, было бы очень здорово, и мир, каким мы знаем его сейчас, перестал бы существовать, и появился бы новый мир.

Владимир: Очень интересные перспективы.
 
Антонина: Да

Владимир: Мне кажется, что наши зрители в большом восторге от услышанного, потому что, фактически, мы стоим на пороге великих открытий, потому что те идеи, которые озвучиваются — это уже первый шаг к их реализации. И осталось не так уж и много, чтобы каждый человек увидел воплощение этих идей.
У меня возник ещё вопрос, немножко вернёмся назад, к теме фрактальности. Мы помним рисунки в Ваших статьях, именно фотографии электронной микроскопии, и там именно сами фуллерены выстраивались тоже в определённую структуру, то есть как бы следующий уровень фрактальности. Получается, что формировалась своего рода кристаллическая решётка, в узлах которой, если мы правильно поняли, находятся фуллерены. И вот такая структура называется фуллерит. То, что нам удалось узнать, что именно этот материал, фуллерит, на сегодняшний день считается самым твёрдым материалом, который в 2 раза твёрже алмаза.
 
Дмитрий Жукалин: Прочнее cтали, да.

Владимир: Да, прочнее стали. Вместе с тем сами фуллерены представляют собой полую структуру; соответственно плотность фуллерита раза в три меньше, чем плотность алмаза, а твёрдость выше. И здесь снова проявляется фрактальность. Мы знаем, что Вы занимаетесь изучением таких структур, фуллеритов. Каково их возможное применение в будущем, и почему снова фрактальность?

Дмитрий Жукалин: Спасибо за вопрос. Я попрошу включить слайд на котором мы остановились.

Здесь я немножко отступлю, расскажу по поводу фрактального синтеза: получился интересный факт, что нанотрубки сами по себе склонны к фрактальности и могут оказывать существенное влияние на материалы другой природы.

То есть, если мы берём в данном случае CaSO4 — гипс и смешиваем с углеродными нанотрубками, то мы получаем структуру, которую мы уже можем математически очень неплохо описать. Конкретно, на слайде было приведено — это аффинные преобразования.

Оказалось, что углеродные нанотрубки, после взаимодействия, с помощью активных преобразований укладываются в математическое описание. А если мы понимаем математику процесса структурообразования, можем описать этот фрактал, то это предпосылки к тому, что эти данные может обработать современный компьютер. Мы уже можем генерировать входные материалы, для того, чтобы получить материал с заданными свойствами.

Удивительным оказывается ещё тот факт, что если мы берём соразмерные компоненты и определённые пропорции, то у нас меняется элементарная кристаллическая ячейка в этих материалах. То есть, если мы возьмём любой материал и проведём его рентгеноструктурный анализ, то по характерным расстояниям между атомами внутри этого материала, мы всегда можем очень чётко его идентифицировать. Например, у куба А, В, С — три грани. Если хотя бы одна из граней меняет свой размер, то свойства материала уже меняются. Это у нас уже будет материал видоизменённый. И как раз рентгеноструктурный анализ в наших экспериментах показывает, что нанотрубки являются тем агентом, который очень сильно влияет на структуру.

Тут получилась тоже интересная вещь.

Оказалось, что фуллерены предрасположены к самоорганизации, но она отличается, она немножко не фрактальна, как у нанотрубок, по крайней мере, в первом приближении, и фуллерены при самоорганизации из пересыщенных растворов (а фуллерены растворимы, например, в толуоле) оставляли на поверхности концентрические такие окружности.

Изучая эти окружности, мы установили, что соотношение колец в получаемых структурах ровно такое же, как в кольцах Сатурна, что, конечно, очень впечатляет, потому что фуллерены сами — это размер нанометров, Сатурн — в космосе, далеко от нас и вообще другая планета. А, тем не менее, за счёт гравитации, за счёт того, что энергетически выгодно объединяться именно в такие структуры,

Дмитрий Жукалин: …фуллерены объединяются действительно в надструктуры в виде фуллерита, и потом уже фуллерит обладает своими уникальными свойствами.
А по поводу прочности, видел публикации. В нашей работе мы саму прочность не пытались оценить, я думаю, что она будет отлична, например, от углеродных нанотрубок, потому что в основе любого прочного материала, прежде всего, лежит связь между отдельными атомами. И если мы рассматриваем фуллерен как целостную структуру с ковалентными связями, то да, она очень прочная, прочнее даже алмаза и всего остального.

Но если мы попробуем пофантазировать по взаимодействию фуллеренов между собой, то там уже возникают вопросы: какая связь будет между фуллеренами? Там уже ковалентной связи может и не быть, потому что фуллерен — самодостаточная структура и там идёт взаимодействие других сил, к примеру, может быть, сила Ван-дер-Ваальса, если мы говорим о каких-то плоскостях. Или какое-то взаимодействие через третьи элементы. Это может быть по-разному.
Благодаря тому, что фуллерен сам по себе — сфера, обладающая уникальными свойствами, перспективно применение фуллеренов, например, в солнечных элементах, в проводниках-полимерах. Сделав добавку фуллеренов, мы можем добиться получения гибкого полимера, который способен работать как солнечная батарея. И такие работы уже есть, их достаточно много. Например, мы можем сделать целое покрытие для какого-то устройства, и вся эта оболочка будет работать как одна большая солнечная батарея, аккумулируя энергию для его внутренних потребностей. Вот это тоже перспективно.

Есть ещё направление, когда фуллерены используют в качестве защитного материала. Образуется структура, как защитная плёнка фуллерита, и это свойство можно использовать, например, при защите памятников архитектуры. Такие работы тоже проводились. Результаты достаточно интересные, впечатляют. Я думаю, что в скором времени будут применять.

Антонина: Спасибо большое. Дмитрий, скажите, пожалуйста, мы видели на картинках, что фуллерены выстраиваются в форме спирали. Как получается такая форма этих наноматериалов и как они применимы, какие у них свойства? Может быть, какие-то особенные свойства, именно в спиральном строении?

Дмитрий Жукалин: По поводу спирали, это аналогия ближе к концентрическим окружностям. И здесь очень большую роль играют внешние факторы. То есть всегда интересно, при каких условиях происходит тот или иной процесс. Если мы говорим про испарение жидкости, например, в случае с фуллеренами из толуола, потому что просто вода, например дистиллированная H2O, она не является растворителем для фуллеренов, а толуол является.
Так вот, я немного коснулся диссипативных процессов в испаряющейся капле, и чем она интересна? Если мы любую каплю нанесём на поверхность, на подложку, то у капли моментально будет градиент температур, потому что края капли всегда будут иметь температуру, отличную от её центра. За счёт градиента температур возникают потоки. Эти потоки приводят к вихрям и перераспределению внутри градиента концентрации. Вихри начинают наши частицы, внутри испаряющейся капли, перемещать достаточно активно.

В зависимости от природы материала и от его размеров фуллерен сам по себе имеет достаточно небольшой размер, поэтому все эти потоки внутри капли толуола происходят очень динамично. Поэтому любые спирали, любые кольца, которые мы видим в процессе испарения капли, а точнее, уже как постфактум, что капля уже испарилась — это свидетельство сложной термодинамики этого процесса испарения. А он в свою очередь продиктован локальными условиями нашего капельного реактора и, безусловно, внешними факторами, которые мы не можем исключить. В том числе гравитацией, которая, в моём представлении, играет ключевую роль в процессе мироздания.
Если меня спрашивают, что лежит в основе всего, то я всегда отвечаю, что в основе всего лежит гравитация, время и атом водорода.

Антонина: Спасибо большое, очень интересно.

Никита: Спасибо, действительно интересно. Мы знаем, что Вы преподаёте в университете. Поделитесь, пожалуйста, что Вас мотивирует заниматься преподаванием, передавать знания студентам? Что вдохновляет в этом процессе?

Дмитрий Жукалин: По поводу преподавания, да, пожалуй, это симбиоз. Потому что, когда я прихожу к студентам, это меня стимулирует на то, чтобы всё время учиться, потому что преподаватель, как врач, он должен всё время развиваться. Студенты держат преподавателя в тонусе очень хорошо, но часто студенты учат меня очень многому. Я им стараюсь рассказать про то, что мне интересно и поделиться знаниями, но при этом, стараюсь у них черпать какую-то новую информацию. У них совершенно новые неконсервативные взгляды на происходящие процессы. Мир настолько быстро сейчас меняется, что я часто задаю им вопрос, как скоро наступает «сейчас»? И потом говорю, что пока я задавал этот вопрос, сейчас уже превратилось в прошлое и осталось в том моменте, когда я этот вопрос задавал.

То же самое происходит в современной науке. Она настолько быстро меняется, что пока мы размышляем, о том какая она сейчас, какая есть и какой будет, эта наука уже меняется. Пока мы с вами разговариваем, быть может, кто-то в лаборатории, где-нибудь в Австралии делает тот самый эксперимент, который завтра поменяет весь мир. Жить с мыслью о том, что это может произойти в любой момент, мне кажется это очень важным.
Поэтому преподавать для меня — это такой постоянный обмен знаниями с возможностью постоянного обсуждения, постоянной эволюции своего внутреннего сознания. В общем, мне это нравится.

Антонина: Спасибо, здорово. Дмитрий, мы ещё хотели поговорить о том, как можно применять технологии. Ведь технологии можно применять как в хорошем, правильном направлении, так, скажем, и в противоположном. И мы хотели бы поговорить сегодня о Созидательном обществе. А фундамент Созидательного общества базируется на 8 основах.

Я сейчас зачитаю первую, то есть в Созидательном обществе самая главная ценность — это Жизнь Человека. То есть, Человек — это основополагающая единица общества, а человечество единая семья. «Жизнь Человека является наивысшей ценностью. Жизнь любого Человека нужно беречь, как свою собственную. Цель общества — обеспечить и гарантировать ценность жизни каждого Человека. Если ценен один Человек, значит, ценны все Люди!»

Владимир: Да, очень глубокая основа и не зря она, на мой взгляд, именно первая. Потому что ничто не может быть выше, чем ценность Жизни Человека. И вот интересно было бы услышать Ваше мнение как специалиста, как учёного, каким образом в самой науке сделать так, чтобы ценность Жизни Человека стояла на первом месте? И второй вопрос, когда это произойдёт в науке, то как сама наука, научные изобретения, открытия могут способствовать тому, чтобы (тут мы переходим к одной из следующих основ — это безопасность) существование Человека, жизнь в этом мире были максимально безопасными.

Дмитрий Жукалин: Прежде всего, с основой я абсолютно согласен. И люблю повторять ещё одну фразу: «Бесценно то, что нельзя повторить». В случае с человеком, с любым индивидом — это, безусловно, бесценен любой человек, потому что воспроизвести его не представляется возможным. Даже если мы пофантазируем на тему клонирования и создания точной структуры, вряд ли копия будет обладать схожим сознанием. Потому что сознание выходит за пределы чего-то материального, и здесь уже возникает вопрос теологии, этики. Всё очень хитрым образом переплетается.

По поводу перспектив, безусловно, чтобы все люди были счастливы, в идеале должны быть удовлетворены их потребности. Эти потребности есть базовые: безопасность и, на определённом этапе, самореализация. В современном обществе есть такой дисбаланс, когда не все имеют одинаковые возможности для самореализации, и я думаю, что основная роль науки в данном плане — это развивать те технологии, которые могут к этому привести.
Безусловно, есть ряд рисков, и это связано с тем, что если мы посмотрим на развитие человечества, те инстинкты, которыми руководствуется человек, то, как он поступает в тех или иных ситуациях, сильным образом не поменялись за тысячу лет. То есть тысячу лет назад, две тысячи лет назад плюс-минус…есть различные писания, в которых приводится плюс-минус то же самое, что близко нам сейчас.

Но за последние сто лет произошёл существенный скачок в технологии. Часто общество не успевает за развитием технологии. И эти технологии, к сожалению, иногда представляют угрозу для самого человечества. Я не знаю, найдётся ли кто-то из нашего окружения, кто скажет, что войны — это хорошо. То есть люди тысячелетиями воевали, понимая, что это приводит к разрухе, к смертям многих тысяч людей. В современном мире это не исчезло, то есть так же продолжаются различные локальные конфликты.

Мне кажется, что технологии должны учитывать тот фактор, что человечество не всегда готово к их появлению. И делать это, безусловно, нужно аккуратно. Единого рецепта у меня, наверное, на сегодняшний день нет. Единственное, призываю всех учёных во всём мире действовать с позиции как врач: «Не навреди!»
Безусловно, понимание структуры, зарядовых свойств материалов, понимание того, почему атомы собираются именно так, а не иначе — призваны, в первую очередь, избавить человечество от каких-то материальных трудностей и проблем, когда будет в достатке энергия, когда будет в достатке пища, ресурсы. В перспективе цивилизации будущего всё материальное может уйти на второй план, а на первый план выйдет то, что является нелогичным, но прекрасным, делающим нас людьми. То есть это всё, что связано с идентичностью одной личности и с проявлением искусства как нечто тоже логически невыводимого.
Если мы говорим про музыку, про произведения искусства, картины, то часто эти вещи невозможно спрогнозировать и сделать случайным образом с помощью компьютера, хотя тоже, наверное, возможно, предпосылки к этому тоже учёные делают. Например, если мы берём те же самые фракталы, то проводились эксперименты, брали произведения знаменитых композиторов: Баха, Бетховена, Моцарта. Их произведения оцифровывались и искусственный интеллект пытался сформировать определённую последовательность, то есть схему того, как могла бы эта музыка быть написана. А потом эту схему применяли для того, чтобы создать новое произведение. И иной раз получались достаточно приятные мелодии. Но надо помнить, что, всё-таки, это список или копия той технологии, которой компьютер самообучился и сделал нечто подобное. А превзойти этот шедевр достаточно проблематично.

Поэтому, ещё раз возвращаясь к заданному вопросу, я думаю, что первые шаги в достижении удовлетворённости потребностей общества, когда все будут счастливы — это удовлетворение потребностей, а сделать это можно только с развитием науки и технологии, но при этом руководствуясь принципом «не навреди и делай всё аккуратно».

Антонина: Спасибо, спасибо большое.

Владимир: Дмитрий, спасибо большое за Ваш развёрнутый ответ. Общаясь с гостями эфиров проекта «Созидательное общество», мы приходим: к выводу, что все потребности человека должны быть учтены и удовлетворены. Хотелось бы Вас спросить, просто как человека, каким Вы видите Созидательное общество?

Дмитрий Жукалин: Я думаю, что в силу наших генетических предрасположенностей и каких-то культурных веяний, безусловно, у каждого человека есть своё уникальное устремление, в плане самореализации. То есть в силу, наверное, в большей степени генетики, одни люди склонны к точным наукам, другие к гуманитарным. Одни люди склонны к живописи, другие к музыке. И природа, в своём многообразии, делает многообразными характеры и склонности людей.
Соответственно, в идеалистическом обществе, которое, надеюсь, не приведёт к утопии, каждый человек занимается тем, к чему предрасположен и старается превзойти всё достигнутое ранее. То есть чтобы общество не стагнировало, а развивалось, у человека это заложено внутри, это как понятие «аспирант». Если перевести слово «аспирант» — «ищущий».

У нас всё время какая-то неудовлетворённость в плане того, что нам всегда нужно докопаться ещё чуточку больше до того, из чего это состоит. И вот эта основа, она как раз и делает нас людьми, потому что если бы этого не было, мы, наверное, были бы роботами. Может быть, наша планета на сегодня не так сильно бы разрушалась от продуктов жизнедеятельности, но тогда мы не могли бы, наверное, назвать себя людьми.

Поэтому, на данном этапе развития, мы, принимая все эти принципы… Правильнее, наверно, было бы направить усилия на то, чтобы созидать, не разрушая то, что мы на сегодняшний день имеем. То есть если мы говорим о Земле, которая достаточно сильно страдает от продуктов нашей жизнедеятельности, от целлофановых пакетов, пластиковых бутылок в океане, от вырубки лесов, от глобальных проблем, которые понятно почему происходят. Потому что в попытке развития технологии, в попытке завоевания первенства различных стран и континентов — это был этап развития, который позволил обеспечить, например, дальние районы водой, перевозя их в пластиковых бутылках; позволил создать какие-то полимеры, которые применяются в сельском хозяйстве, и за счёт этого обрабатываются огромные поля, и люди там перестали голодать…

Я думаю, что науке будущего надо задуматься, прежде всего, об экологической безопасности и перспективах разложения мусора на отдельные атомы, чтобы потом использовать. Потому что за миллионы лет, пока существует Земля, атомов и молекул больше-меньше на нашей планете особо не стало. Что-то там с метеоритами прилетало, что-то с нашими космическими аппаратами улетало в космос, но, в целом, нас окружают ровно те же самые атомы, которые были тысячу, две тысячи назад лет и миллион лет назад. Просто по-разному собираясь, мы имеем новые виды животных, имеем новые материалы. Эти материалы потом уничтожаются, из них собирают что-то новое.

В обществе будущего, мне хотелось бы верить в то, что мы научимся эти вопросы контролировать и думать над какими-то глобальными вопросами, которые, в конечном счёте, приблизят нас к ответу: куда всё человечество стремится или мы поймём, что не надо нам знать ответ на этот вопрос, потому что бесконечность бесконечна.

Дмитрий Жукалин: Я думаю, что залог счастливого Созидательного общества — в счастье каждого отдельно взятого человека. Чтобы это получилось, надо то, с чего я начал: донести его потребности, желания и творческие стремления.

Антонина: Спасибо большое, Дмитрий. Вы как раз говорили о развитии человека, о равных возможностях для каждого человека. Одна из основ АЛЛАТРА — это обеспечение равных возможностей для развития каждой Личности. Получается, что в таком обществе личность может заниматься тем, что ей по душе, то есть развивать тот талант, который есть. Но все эти таланты важны не только для самого человека, но и для общества в целом. Человек просто творит и отдаёт другим людям, то есть он творит на благо общества, для каждого человека, для любого человека в обществе, который знаком или незнаком, для того человека, с которым ты просто едешь в маршрутке либо просто встретил на улице.

Но даже учёные, которые создают такие технологии, которые облегчают жизнь, ведь эти люди, учёные, они на самом деле трудятся для того, чтобы каждому человеку в мире стало лучше, для того, чтобы человек стал счастливее, для того, чтобы у человека были все условия. То есть получается, что учёные — альтруисты и стараются на благо всего человечества. Хотя, может быть, сегодня какая-то наночастица на этапе исследования, на этапе разработки какого-то нового материала, но в будущем, возможно, это спасёт жизнь какому-то человеку, а может быть и не одному, а миллионам. И тут, конечно, важен вопрос ответственности каждого учёного. Мне кажется, когда учёный внутри себя выбирает, чему он служит, что он своей деятельностью привносит в мир, — вот эта ответственность как раз и порождает прекрасные открытия в созидательном мирном русле.

Как Вы считаете, какая наука будет в Созидательном обществе? К чему будут стремиться учёные? И как будет общество реагировать на учёных и на их открытия?

Дмитрий Жукалин: В обществе будущего наука — это тоже как направление творческого процесса. Потому что также, как в написании картины или в создании музыкального произведения, в науке часто нужно сделать что-то нелогичное, чтобы открылась новая грань о материале, о свойствах материала. Я думаю, что учёные и вообще люди, где-то на подсознательном уровне, делают хорошее для общества. Но, думаю, вы согласитесь, что каждый, как человек, стремится удовлетворить и свои потребности тоже. И любому учёному, когда он делает открытия (многие Нобелевские лауреаты про это писали в своих воспоминаниях), ему, прежде всего, просто очень интересно то, чем он занимается.

Гарольд Крото, о которого я сегодня вспоминал и который является Нобелевским лауреатом по химии, мне довелось с ним встретиться лично, и у меня в кабинете висит его первый лист нобелевской лекции с автографом. И вот в числе прочего он любил вспоминать, что когда делал своё открытие, он не пытался получить Нобелевскую премию, он не пытался сделать что-то прорывное в химии — ему просто было очень интересно, чем он занимается. И вот он этим делился с миром в виде своих публикаций.

Я думаю, что мотивы каждого человека должны быть продиктованы как раз из соображений, что ему интересно и при этом никоим образом не ущемлять свободу или «хотелки» людей по соседству. Делать всё, что угодно, главное — оставайся нейтральным, я имею в виду не мешай другим.

Учёные в этом плане — это сообщество, где огромное количество направлений, где огромное количество приложений. Если мы берём узкую специализацию, то часто по какому-нибудь супер редкому направлению квантовой физики или теории струн, я думаю, что наберётся десять специалистов во всём мире, которые действительно двигают это направление, а многие другие являются последователями, адептами, которые делают расчёты, подтверждают их. Но драйверов в таком развитии, в каждом направлении, их, на самом деле, не очень много. Ну и хорошо, что так.

Возвращаясь к идее — мне очень нравится мультик «Final Fantasy», там есть теория Геи, как такой общей ноосферы, куда все живые организмы сливаются с Геей после смерти и, перед тем как родиться вновь, от этой Геи, это общее сознание, оно отщепляется и получается новая жизнь.

Эта мысль подводит к тому, что независимо от того, что мы делаем или не делаем, мы как человечество и как планета являемся частью одной большой системы. Поэтому любое действие или бездействие любого человека на Земле — часть нашей системы. Чем правильнее, чем нравственнее будет поступать большинство, тем, наверное, в скором времени это ускорит процесс. Я хочу в это верить, в Созидательное общества будущего. А чтобы это достичь, я понимаю, что я могу делать сейчас. Это, прежде всего, делать свою работу хорошо, стараться быть лучшим в том, чем я занимаюсь, стараться не навредить окружающим. Я имею в виду не только какие-то прямые физические воздействия, а поступать правильно в научном смысле.

Думаю, что было бы правильно делать ставку на молодёжь, воспитывая их в тех традициях и в тех представлениях о мире, которые приведут общество к новым ценностям. Сейчас у нас общество потребления. К сожалению у молодёжи часто бывает достаточно приземлённое представление о целях и планах на будущее. Им хочется телефон, квартиру, машину и раз в год ездить куда-то отдыхать. И это является пределом мечтаний. Хотя было бы, наверное, интересно и правильно, если бы ребята мечтали совершить какое-то открытие, сделать какую-то прорывную технологию, создать шедевр искусства, который увековечит их имя в веках. Чтобы к этому всему привести, мне кажется, очень важно правильно рассказывать об окружающем мире, начиная с малых лет. Потому что всё будущее, что у нас есть на сегодняшний момент — это наши дети.

Антонина: Спасибо большое.

Владимир: Да, Дмитрий, спасибо большое. Действительно, насколько важна идея о Созидательном обществе в тех реалиях, в которых мы сегодня живём, и насколько важно, чтобы как можно больше людей присоединялось к этой идее. Потому что фактически сами люди могут и являются воплотителями этой идеи в жизнь.

Для наших зрителей хотелось бы сказать, что на сайте www.allatraunites.com в мае этого года вышла статья о Созидательном обществе и были опубликованы восемь основ АЛЛАТРА Созидательного общества. В ней в доступной, в сжатой форме описана идея создания и формирования Созидательного общества, а также конкретные пути к воплощению этой идеи в жизнь.

Передачи, в которых мы общаемся и с учёными, и с бизнесменами, и с деятелями культуры, являются такой пусковой точкой к воплощению этих идей. Потому что каждый человек, восприняв эти идеи, начинает их воплощать в своей рабочей среде, в своём коллективе и делиться ими с другими людьми. Поэтому приглашаем к развитию проекта СОЗИДАТЕЛЬНОЕ ОБЩЕСТВО, к развитию проекта НАУКА В СОЗИДАТЕЛЬНОМ ОБЩЕСТВЕ. Очень здорово, когда как можно больше людей присоединяется и начинает описывать в видео, влогах, видеопрограммах, в виде статей «Каким вы видите Созидательное общество», «Что такое Созидательное общество на ваш взгляд», «Каким образом мы можем его построить»,

Владимир: «Каковы шаги и пути конкретно каждого человека», «Что я могу сегодня сделать для формирования Созидательного общества». Таким образом формируется информационная база видео, статей на тему Созидательного общества и, естественно, чем больше информации, чем больше информированность людей, тем реальнее становится шанс, и тем быстрее мы придём к такому обществу, к которому стремимся.

Антонина: И сейчас мы переходим к интерактивной части.

Владимир: Да, интерактивная часть — это вопросы, которые задавали наши зрители в чате, в Ютубе. Я так понимаю, что наших зрителей очень заинтересовал вопрос получения любого материального объекта на 3D-принтере — условно назовём это устройство 3D-принтером. Они задают вопрос: «Как Вы считаете, сможем ли мы с помощью нанотехнологий переработать весь накопившийся мусор и создать с него полезные продукты или товары для человека?»

Дмитрий Жукалин: Думаю сможем, но на это, безусловно, нужно время. Как я уже сказал, что те атомы, которые тысячу, две тысячи лет были на планете, они никуда не делись, мы просто их переработали, и у нас эти атомы просто в других связанных состояниях, в других агрегатных состояниях. Они либо на свалках лежат, либо мы их как-то пытаемся переработать. Идея принтера  не нова.

Сейчас в магазине можно купить обыкновенный 3D-принтер, который будет печатать из пластика, и сейчас разрешающая способность таких принтеров — это микрон. Понятно, что это много больше, чем размер отдельных атомов, но наработки, в том числе, по атомной сборке, уже сейчас набирают обороты. Собирать на атомы, мне кажется, мы начнём чуть раньше, нежели научимся грамотно разбирать тот мусор, который у нас годами накопился, потому что часто те пластики, те полимеры, которые представляют из себя достаточно длинные цепочки из атомов, они, с точки зрения современной физики, химии, очень тяжело разбираются, потому что там ковалентные связи. Чтобы всё это разбить на отдельные атомы, надо приложить огромные энергетические ресурсы.

Когда мы научимся это как-то превосходить, перепрыгивать этот энергетический барьер, то, безусловно, мусор на планете Земля начнёт исчезать. Думаю, что, к сожалению, не очень скоро, но надеюсь, что и не слишком далеко. В общем, я как закоренелый оптимист в это верю, но когда это настанет, не могу сказать.
Кстати насчёт того, что не могу сказать, а в это верю, хочется привести пример, который любил приводить Жорес Иванович Алфёров. Он любил рассказывать про своего друга, у которого спросили на одной из конференций: «Когда микроэлектроника шагнёт на следующий этап, будет развиваться и выйдет на качественно новый уровень?» Учёный задумался, почесал голову и говорит: «Лет через двадцать». Проходит двадцать лет, схожая конференция, тот же самый учёный, он уже заслуженный профессор, доктор у которого огромное количество статей… Тот же журналист, став более опытным, вспомнил, что двадцать лет назад задавал этот же вопрос, решает подловить профессора и спрашивает: "Когда же технология шагнёт на новый виток?»  По всей видимости, наш герой вспомнил про этот случай и тут же говорит: «Я думаю, лет через двадцать». Журналист естественно: «Как так, Вы же двадцать лет назад говорили, что через двадцать лет?» И тот выдаёт гениальную фразу: «Вот видите, за двадцать лет в моих взглядах ничего не изменилось».

Когда мне задают подобные вопросы: «Когда?» — можно поставить любой срок, но, безусловно, развитие технологий носит нелинейный характер. Я могу верить, могу надеяться, что это будет в ближайшем времени, но как быстро это будет, к сожалению, спрогнозировать очень тяжело. Надеюсь, что не за горами, потому что мусора, действительно, становится очень много и с ним нужно что-то делать.

Владимир: Спасибо большое, Дмитрий, за Ваш ответ. Следующий вопрос, который наши зрители задали, касается объединения специалистов. Возможно ли скорейшее объединение специалистов в разных областях науки для того, чтобы воплотить в жизнь идеи, которые облегчают нашу жизнь.

Дмитрий Жукалин: Это уже происходит. Это называется конвергенция наук. И если философия когда-то породила множество наук: физику, математику, химию и прочее, то сейчас происходит этап обратный, когда невозможно представить одну науку без другой, и когда физики с математиками, с химиками объединяются сообща, чтобы сделать нечто новое. Потому что те законы, те принципы, которые есть вокруг нас, они едины для всего. Сейчас, когда мы говорим о каком-то крупном проекте, обязательно есть участники, специалисты совершенно из разных областей. И, пожалуй, слово «нанотехнологии», часто применяется не по делу и поэтому потеряло былой шарм, который был в «нулевых». Но, тем не менее, если говорить о специфике нанотехнологий, то для меня нанотехнологии — олицетворение чего-то современного и нового. Это не что иное, как современный, новый образ мысли, который заключается именно в объединении специалистов разных направлений, достигающих одну общую цель, задачу.

Антонина: Спасибо большое. Очень интересно. Напоминаю нашим зрителям, это был Дмитрий Жукалин, наш гость. Сегодня мы говорили о нанотехнологиях, нанотрубках, углеродных нанотрубках разных форм.
 

 
Хотелось бы поблагодарить Дмитрия за столь интересную, познавательную беседу, и подарить подарки. Их передадут наши участники в Москве: это «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА», в которой, мы думаем, что Вы найдёте много интересного и, возможно, даже ключи, которые помогут сделать новые открытия. А также энциклопедию Исконных знаний — «АллатРа». Это книга о Мире и о человеке. Тут, кстати, очень много интересного. Начинается она с астрофизики, и далее много интересного про фракталы.

Дмитрий Жукалин: Я очень тронут. Спасибо большое. Я очень ценю книги, у меня целая подборка, и я уверен, что эти книги займут достойное место на моей рабочей книжной полке. Огромное спасибо.

Сама идея проекта и объединения учёных со всего мира, которые стараются размышлять и содействовать созданию общества будущего, мне очень импонирует, потому что информационные технологии и возможность обмена информацией, мне кажется, это кратчайший путь к созидательным вещам в ближайшем будущем. Невозможно сделать что-то глобальное порознь. Нужно объединяться.

Антонина: Огромное спасибо нашим зрителям за активность, за вопросы и комментарии. Ждём вас в следующем эфире на АЛЛАТРА ТВ.

Дмитрий: Спасибо...