Сможет ли Россия преодолеть техническое отставание?

Опубликовано 18.12.2017
Олег Фиговский   |   просмотров - 538,   комментариев - 0
Сможет ли Россия преодолеть техническое отставание?

Академик Олег Фиговский

Два года назад в Российской академии наук появилось новое звание. К членам-корреспондентам и академикам добавились профессора РАН. Это почетное звание присуждается за научные достижения и участие в жизни Академии. Его присваивают ученым не старше 50 лет и не являющимися членами РАН. Хотя формально их статус ниже, чем у действительных членов Академии, зачастую они участвуют в жизни научного сообщества и работе РАН больше академиков.

30 ноября в Доме ученых прошла встреча профессоров РАН с президентом Академии Александром Сергеевым, вице-президентом РАН Алексеем Хохловым, заместителем министра образования и науки Григорием Трубниковым и помощником президента России Андреем Фурсенко. Ученые жаловались на зарплату, просили новые линейки грантов, чиновники от науки рассказали, как жить дальше. Александр Сергеев признался, что два года назад в разгар реформы Академии он считал введение нового звания «профессор РАН» ненужной затеей. «Мне казалось, что добавление профессоров сделает структуру Академии еще более рыхлой. У нас были институты. Что Академия наук из себя представляет? Две тысячи академиков, 500 человек аппарата. Наоборот, казалось, что надо каким-то образом консолидироваться в структуре Академии науки и не допускать такого дальнейшего размывания», — рассказал он. Но сомнения Сергеева не подтвердились. «Оказалось, что это действительно свежая, молодая кровь, которая в Академию наук влилась. И по ряду направлений видно, что профессора РАН ведут себя даже более активно, чем основная часть наших избранных членов Академии наук», — пояснил он. Поэтому руководство РАН будет поддерживать профессоров, но при этом не увеличивать их состав.

Андрей Фурсенко напомнил профессорам о прошлом собрании и рассказал о том, что в науке наступает переломный момент, что появляются области исследований, например, когнитивистика, в которых гуманитарные исследования смешиваются с естественнонаучными. Григорий Трубников напомнил ученым о главном – «Стратегии научно-технологического развития России» (СНТР), в рамках которой предстоит жить всем научным сотрудникам страны. Сотрудник Института геоэкологии, профессор РАН Петр Микляев поинтересовался у Трубникова, как СНТР будет работать на практике, ведь именно с практикой обычно возникают проблемы. Так, в майских указах сказано, что зарплата научных сотрудников должна быть вдвое больше средней зарплаты по региону, а на деле люди получают по 15-20 тысяч рублей. «Сейчас заставляют институты, как известно, заниматься приписками, фактически фальсификацией данных и, в общем можно сказать, обманом в государственных масштабах. Я знаю, что некоторые институты отказываются в этом участвовать, но большинство участвует», — заявил он. Григорий Трубников ответил, что ни об одном факте таких махинаций он не знает. «Я общаюсь со своими коллегами из Отделения физических наук. Действительно, шума много, но пока ни одного такого факта я не видел», — ответил замминистра. Но Микляев продолжал: «В моем институте средняя зарплата считается по отчетам 80 тысяч рублей, а сотрудники получают 15-20 тысяч рублей, понимаете? Вот это факт».

Было непонятно, почему за зарплаты научных сотрудников отвечал заместитель министра образования и науки, и на помощь ему пришел Александр Сергеев. Он напомнил, что эти вопросы относятся к ФАНО. «Он не виноват», — сказал Сергеев, указывая на Трубникова. Впрочем, замминистра все же попробовал ответить: «На следующий год правительство добавило несколько десятков миллиардов рублей в науку на увеличение зарплаты. Это колоссальные средства, и таких шагов не было, наверное, лет 15», — пояснил он. И все же ученые не могли понять, почему им говорят про какие-то миллиарды, когда у них их нет.

После зарплат перешли к грантам. Один из профессоров РАН предложил создать линейку грантов для ученых в возрасте от 40 до 55 лет. Так, для молодых ученых предусмотрены гранты, а для других возрастов — нет. «Перешагивать этот барьер за 40 лет человеку очень сложно, по научным показателям конкурировать с людьми, которым 60-70 лет», — пожаловался он. Опять ответил Трубников. По его словам, в правительстве обсуждается вопрос о том, чтобы ввести новые гранты в РФФИ. «Мы хотим ввести новую грантовую линейку для возраста где-то от 37 до 43, в этом диапазоне», — заявил Трубников и добавил, что все-таки у Минобрнауки ограниченный бюджет и «очень трудно с Минфином бороться за увеличение финансирования».

Директор Института высокомолекулярных соединений Сергей Люлин обратился к Андрею Фурсенко. Его волновало, что власть не делает выводов из реформ и не дает ученым ощущения стабильности. «Чтобы любые реформы были положительными, не хватает некоей стабильности. Надо зафиксировать правила и где-то пять лет по ним играть, — отметил Люлин. — Есть большой зазор между реструктуризацией и реформами, которые идут наверху, и пониманием этих реформ внизу, чем конкретно они закончатся для людей, которые могут планировать свое будущее в науке?»

Андрей Фурсенко ответил не сразу и вернулся к вопросу денег. По его мнению, слова о зарплатах в 15 тысяч — это обман. «Попросите у человека, который получает 15-20 тысяч, его налоговую декларацию, доход за год. Гарантирую вам, что ни один из ваших коллег, который говорит, что он получает 15-20 тысяч, по налоговой декларации годовой доход 150 тысяч рублей не имеет. Проверяли неоднократно», — усомнился Фурсенко. Он вспомнил и про пресловутые 1,77% ВВП на науку из майских указов президента и добавил, что если бы эти деньги и были, то их попросту было бы не на что потратить. «Освоение, использование этих денег должным образом на сегодняшний день невозможно. У нас не хватает сегодня человеческого капитала, у нас не хватает сегодня масштабных задач, в которые можно было бы вложить такого масштаба деньги», — заявил Фурсенко.

В перерывах между вопросами о деньгах и зарплатах профессора РАН спросили представителей власти о новом законе о науке и болонской системе. И Трубников, и Фурсенко сошлись во мнении, что текущий проект закона нужно дорабатывать, переписывать. Что касается вопроса, будут ли российские вузы продолжать работать по болонской системе, или есть надежда вернуть специалитет, Григорий Трубников ответил: «Мы зря отказались от специалитета, это мое мнение». Зал от неожиданности захлопал, кто-то воскликнул «Вау!».

Но взаимопонимание было недолгим. Опять заговорили про деньги. «Можно было бы очень условно разделить институты на три категории, работающие, например, по тематике «биотехнологии». Институты, которые уже работают по приоритетным направлениям, получают довольно серьезное финансирование, и средняя зарплата там 80-90 тысяч. В ведущих вузах у исследователей, не только московских, средняя зарплата профессорско-преподавательского состава 140 тысяч рублей», — заявил Трубников. И тут зал не выдержал. «Извините, а в каких конкретно? Хотелось бы услышать», — кричали ученые. «Например, Физтех», — привел пример Трубников. «А вы знаете, что Физтех устраивает людей на 1% ставки?» — поинтересовался один из участников. «А сколько времени они работают?» — спросил в свою очередь Фурсенко. «А работают больше. Нам, например, на всю кафедру дали одну ставку и вот разделили по 10%, ну вот нормально. Люди по 6% получают ставки», — ответил его оппонент. «Вы не знаете, давайте мы вам расскажем», — кричал кто-то в конце зала. Фурсенко не давали сказать. «Можно я договорю? Я вас ни разу не перебил, ну что за люди. Или так принято у вас?» — негодовал помощник президента. «Сколько можно одно и то же говорить?» — не унимался участник собрания. «А вы сколько можете одно и то же говорить?» — Фурсенко начинал раздражаться. Атмосфера накалялась, и вмешаться пришлось даже вице-президенту РАН Алексею Хохлову. Андрею Фурсенко все же удалось смягчить взволнованных коллег анекдотом, после чего они с Трубниковым удалились.

Президент Российской академии наук Александр Сергеев в дискуссию не вмешивался. Он задумчиво молчал и потирал руки. Ему еще предстояло выступить. Выслушав несколько докладов профессоров РАН, он прокомментировал все то, что волновало собравшихся и его самого. По его мнению, до сих пор есть силы, которые хотят ослабить влияние РАН, но есть и те, кто понимает, что реформа Академии пошла не туда, и нужно что-то делать. Он предложил ученым прислушаться к приоритетам и попытаться работать в их рамках. Добавил, что ФАНО все-таки не абсолютное зло, и оно делает много грязной работы. А также он добавил, что до выборов президента России в 2018 году закон о науке вряд ли будет серьезно пересматриваться. Уже отвечая на вопросы, Сергеев рассказал и про научный обмен c другими странами и мобильность. «Западные страны делают так, чтобы им от нас ничего нужно не было, кроме мозгов. Это еще один очень существенный момент мобильности. Я очень много сотрудничаю с заграницей, езжу, смотрю, но давайте будем иметь в виду, что не так просто. И нас ждут туда с распростертыми объятьями не только для того, чтобы получились какие-то новые технологии, а и в том дело, что у них мозгов мало. Наши российские мозги гораздо больше ценятся, чем мозги, которые приезжают из Юго-Восточной Азии», — подвел итог Сергеев.

В России единицы таких ученых есть, а критической массы нет. И после заседания ВАК по диссертации Мединского вряд ли стоит ожидать появления такой критической массы в ближайшем будущем, потому что наука лишь тогда начинает дышать без искусственной вентиляции легких, когда она пронизывает весь социальный организм, а не живет в скин-слое. Константин Северинов, профессор Ратгерского университета (Нью-Джерси, США) и Сколтеха, зав. лабораториями в Институте молекулярной генетики РАН и Институте биологии гена РАН, который неплохо устроился в России, при этом замечает: «Успешные ученые (имеются в виду те, кто сделал карьеру за границей в развитых в научном отношении странах) в Россию не вернутся, по крайней мере в массовом порядке, потому что условия для научной деятельности в стандартном ее понимании в России отсутствуют, зато есть все условия, чтобы сделать научную работу «на острие» трудновыполнимой или даже невозможной. Это общее утверждение, конечно, не означает, что не будет отдельных возвращенцев-«извращенцев». Всегда ведь есть специальные обстоятельства: родители, новые семьи, денег срубить, эго потешить, ну и просто приключений на свою голову посередине жизни поискать. В большинстве случаев такие «возвращения» будут или временными, на короткий срок, или частичными. В общем, повторюсь, люди с постоянными позициями и активным программами на Западе массово полностью переезжать в Россию не будут (а именно их, судя по всему, хочет заполучить ВВП). С другой стороны, среди тех, у кого нет постоянных позиций, и чья карьера находится на стадии непрерывных постдоков, могли бы найтись желающие переехать, но хвастаться их переездом в Россию будет не очень прилично, а сами эти люди окажутся подставленными заявлениями Артёма Оганова, столкнувшись с российской реальностью и при этом окончательно выпав из западной науки».

Андрей Калиничев, профессор Высшего национального института горных наук и телекоммуникаций (Institut Mines-Télécom Atlantique, Нант, Франция), главный научный сотрудник Международной лаборатории суперкомпьютерного атомистического моделирования и многомасштабного анализа НИУ ВШЭ, высказывает такое мнение: «Я, может быть, скажу жесткие вещи, но тем не менее. Россия, мне кажется, вообще заинтересована в том, чтобы на любые руководящие должности в стране попадали только те, кто реально состоялся и реально может эффективно работать. Это в равной степени относится и к руководителям научных групп, и к руководителям институтов или больших научных проектов, и, между прочим, к руководителям страны, включая и президента. Причем механизм, обеспечивающий поиск и продвижение таких людей, везде один и тот же - это открытый конкурсный отбор, свободная конкуренция между публично обсуждаемыми программами претендентов и честные конкурентные выборы. При всех своих организационных недостатках Российская академия наук недавно как раз продемонстрировала эффективность такого механизма при выборах нового президента РАН. В какой-то степени этот же механизм реализован в программе мегагрантов и грантов РНФ. В этих программах очень важно и правильно, что они не нацелены прямо на «возвращение состоявшихся ученых» - а только на отбор наиболее конкурентоспособных научных программ, многие из которых предлагаются состоявшимися российскими учеными как раз не обязательно из-за рубежа. Тем не менее именно в результате таких конкурсов заметно возросло количество сильных зарубежных ученых, возвращающихся в Россию хотя бы и на короткие сроки, хотя бы и не на постоянной основе. Мне кажется, что построение в России подобных механизмов отбора на всех уровнях как научной, так и общественно-гражданской иерархии и обеспечение их надежной работы - единственный и при этом наиболее прямой путь к тому, чтобы упомянутые в цитате благие пожелания президента страны воплотились в реальность».

Утечка мозгов - большая проблема. Но эта проблема проявляется не в диверсификации мест учебы. Она проявляется в тот момент, когда перед уже окончившим аспирантуру выпускником стоит вопрос о том, чтобы вернуться и применить свой талант в своей стране, а выясняется, что этот талант в стране не очень востребован. Поэтому надо оплачивать обучение лучших студентов-математиков, но надо и создавать рабочие места для них в академической науке и выводить эти позиции на международный рынок. По мере того как эта проблема будет решаться, безвозвратно уехавших молодых ученых будет становиться всё меньше. Наконец, что факультет делает для того, чтобы выпускники поступили в престижные аспирантуры? Мы никого не убеждаем поступать за границу. Во многих случаях убеждаем - успешно или безуспешно - оставаться в магистратуре у нас. В некоторых исключительных случаях советуем выпускнику поступать в конкретный университет (возможно, заграничный), в котором работают ведущие эксперты в выбранной им узкой области. «При этом мы помогаем тем студентам, которые решили поступать и обращаются за помощью. Эта помощь не централизована - в ней нет ни заслуги, ни вины руководства факультета или университета. Просто преподаватели заинтересованы в успешной карьере студентов, потому что это их репутация. Преподаватели занимаются со студентами и помогают им во всех профессиональных вопросах. И в этом вопросе в том числе», - заканчивает Владлен Тиморин, профессор и декан факультета математики НИУ ВШЭ.

15 октября 2017 года в Сочи после окончания церемонии открытия XIX Всемирного фестиваля молодежи и студентов, Владимир Путин встретился как с российскими участниками фестиваля, так и со студентами и молодыми специалистами из Индии, Индонезии, Зимбабве, Малайзии, США, Франции и Ямайки. На этой встрече прозвучали такие слова президента РФ: «Я, может быть, скажу жесткие вещи, но тем не менее. Россия заинтересована в возвращении тех, кто реально состоялся и реально здесь может эффективно работать. Не всех подряд. Хотя с точки зрения гражданской составляющей мы заинтересованы, чтобы все наши граждане приехали, но с точки зрения развития науки для российской науки нужны те, которые могут ее двигать вперед». Анатолий Верник, главный научный сотрудник Санкт-Петербургского филиала Математического института РАН, считает, что уровень высказываний президента на фестивале о «возвращении тех, кто реально состоялся…» свидетельствует о непонимании им глубины этой проблемы или, скорее, о нежелании говорить о ней серьезно. Эти чисто фестивальные призывы, во-первых, ничем не подкреплены и, во-вторых, опоздали лет на 25. Уже поздно.

«Зачем нужно образование – для знаний или ради возможности получить работу? Этот вопрос до сих пор вызывает споры, хотя в российском обществе популярна определённая точка зрения. С одной стороны, считается, что университет должен «научить учиться» — дать студенту общие навыки, которые помогут ему находить нужную информацию самостоятельно и критически воспринимать то, что он видит и слышит. С другой — университетские знания должны нести пользу, а человек должен понимать, зачем они ему и как пригодятся в жизни. Идея, что учиться можно «для себя», гораздо менее популярна», - отмечает Александра Савина. Одна из возможных причин — система высшего образования, сложившаяся в нашей стране: её главная задача в том, чтобы студент получил конкретную специальность, а не общие знания. Во времена СССР вузы были тесно связаны с рынком труда: студенты получали определённую профессию, проходили практику на соответствующих предприятиях и становились готовыми работниками для конкретной отрасли. В девяностые ситуация изменилась, потому что изменился и сам рынок труда: востребованными и популярными стали совершенно другие профессии, а на многие специальности, например, юридические и экономические, сформировался невероятный спрос. Высшее образование стало более доступным (в том числе и благодаря тому, что его стало возможно получить за деньги — учиться в вузах смогли те, кто не проходит по основному конкурсу), но деление на профессии никуда не исчезло. До сих пор основным вопросом для будущих студентов остаётся не то, чему они хотят учиться, а на кого они хотят учиться - то есть, какую профессию они планируют получать.

В отличие от европейских и американских университетов, где образование не готовит студента к работе на конкретной позиции, а скорее даёт ему знания в какой-то области, во многих российских вузах нет общих программ подготовки. Фундаментальные знания студенту дают на начальных курсах, а позже он получает узкоспециализированную информацию и навыки. Базовое, общее образование без конкретной конечной цели вызывает в лучшем случае недоумение: кем планирует работать студент-философ? Зачем учиться на филолога, если не интересуешься наукой? Считается, что знания, которые мы получаем, должны приносить практическую пользу. Насколько удачна такая система - отдельный вопрос. Вряд ли большинство выпускников школ до конца осознаёт, что на самом деле собой представляет их будущая профессия и чем им предстоит заниматься на практике. К тому же далеко не все поступают на специальность мечты: многие руководствуются мнением родителей, выбирают «востребованную» специальность или находят другие причины. Многие в итоге разочаровываются в своём выборе. Франц Шереги, директор Центра социального прогнозирования, профессор Национального исследовательского ядерного университета МИФИ, отмечает, что уже на втором-третьем курсе 30–35 % студентов считают, что учатся не там, где им бы хотелось.

Конечно, есть области, где знания определяют дальнейший профессиональный путь человека: работа бывшего студента медвуза, скорее всего, будет так или иначе связана с медициной. Но так происходит далеко не всегда. Вспомните, сколько ваших одногруппников сейчас работает по специальности? И скольким из них пригодились практические знания, полученные в университете? По данным Росстата на 2012 год, почти 60 % выпускников работают не по той специальности, которую они получали в вузе, - и вряд ли этот процент сильно изменился за последние пять лет. Значит ли это, что знания, которые получила во время учёбы половина выпускников, бесполезны? Принято считать, что современное образование обесценивается: оно стало гораздо более доступным, поэтому общий уровень подготовки падает. Работодатели часто предпочитают работников с дипломом, поэтому многие решают получить образование просто для галочки - из-за чего им потом приходится переучиваться или заканчивать дополнительные курсы. Казалось бы, учиться «для души» - самый простой и естественный выход в такой ситуации. Диплом сам по себе больше не гарантирует светлое будущее: он не означает немедленное трудоустройство и карьерный успех. И так ли уж важно, пригодятся ли нам конкретные сведения, полученные при обучении?

Конечно, образование в современном мире - это по-прежнему роскошь и привилегия. Выбирая, чему и когда учиться (не важно, о чём идёт речь - о высшем образовании, курсах переподготовки или мастер-классах), невозможно не думать о том, пригодятся ли вам новые знания. Но одно дело - принимать самостоятельное решение, учитывая разные факторы, а другое - осуждать чужой выбор, просто потому, что нам кажется, что человек нерационально использует свои ресурсы. Вспомните свой любимый предмет в школе или в вузе - связан ли он с вашей нынешней работой?

Фрэнк Бруни, колумнист New York Times, рассказывает, что самым запоминающимся событием в его учебной жизни стало занятие с преподавательницей литературы, которая вела курс по трагедиям Шекспира. «Это было моё самое любимое занятие в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл, который я посещал в середине восьмидесятых, хотя у него не было никакого практического применения - если только ты не собирался заниматься театром или наукой, - говорит он. - Было ли это занятие роскошью? Конечно. Но оно также помогло мне вести более осознанную, вдумчивую жизнь».

Мы привыкли воспринимать нашу жизнь как историю, которая развивается линейно: в школе мы понимаем, что нам интересно, продолжаем изучать эти предметы в институте, а затем устраиваемся на работу по специальности. Но образование давно перестало быть просто одной из ступеней нашей жизни: учиться никогда не поздно и необязательно делать это только из практической необходимости. Многим приносит удовольствие сам процесс обучения, а у кого-то есть возможность оставаться «вечным студентом». Кто-то хочет получать знания в той области, которая никак не связана с его работой. Например, Натали Портман изучала психологию в Гарварде, хотя на тот момент на её счету было несколько громких ролей, а Роуэн Аткинсон занимался электротехникой в одном из колледжей Оксфордского университета. Вряд ли кто-то из них переживал, что не сможет применить свои знания на практике.

Окружающий мир меняется быстрее, чем любая образовательная программа. В эпоху, когда любую информацию можно найти за несколько секунд с помощью поисковика или онлайн-библиотек, говорить о ценности конкретных фактов или данных сложно. Гораздо важнее не просто усваивать информацию, но и понимать, что она может дать лично вам - даже если в ней на первый взгляд нет никакой практической пользы. Так что если учёба на курсах литературоведения нужна вам только для того, чтобы глубже понимать любимые книги, а мастер-класс по каллиграфии - чтобы оформить собственный ежедневник, то почему бы и нет?

От грустных размышлений перейдем к рассказу о реальных научно-технических достижениях в мире. Константин Кравчик работает в группе Максима Коваленко. Эта исследовательская группа базируется как в ETH Zurich, так и в Лаборатории тонких пленок и фотоэлектрических систем Empa. Амбициозная цель двух исследователей в филиале Empa состоит в том, чтобы сделать батарею из наиболее распространенных элементов земной коры - таких как магний или алюминий. Эти металлы обладают высокой степенью безопасности, даже если анод изготовлен из чистого металла. Это также дает возможность собрать батареи очень простым и недорогим способом и быстро увеличить производство. Кравчик сделал замечательное открытие - нашел «правильный» графит для создания дешевых накопителей энергии с использованием больших атомов алюминия и магния. «Павильным» оказался отработанный графит, образующийся в шлаке при производстве стали. Причина в том, что слои графита открыты на краях чешуек, и большие анионы алюминия легко проскальзывают в структуру между слоями. Мелкозернистый графит, обычно используемый в литиево-ионных батареях, не подходит для батареи Коваленко: зерна графита делают его похожим на смятую бумагу, поэтому только маленькие литиевые ионы способны проникать в этот скомканный графит, тогда как большие анионы алюминия или магния не проходят между смятыми слоями.

При этом исследователи перевернули принцип ионно-литиевой батареи. В обычных литий-ионных батареях анод (отрицательный полюс) выполнен из графита, слои которого (в заряженном состоянии) содержат ионы лития. Наоборот, в батарее Коваленко графит используется как катод (положительный полюс). Большие анионы магния способны передвигаться между слоями графена - поэтому в батарее Коваленко анод сделан из металла. В течение нескольких месяцев лабораторная система пережила тысячи циклов зарядки и разрядки. «Батарея на основе хлорида алюминия - графита может работать десятилетиями в повседневном бытовом использовании, - объясняет Кравчик и добавляет, - аналогичные демонстрации, направленные на дальнейшее увеличение напряжения батареи, без ущерба для емкости и сделанные даже из более дешевых элементов, находится на подходе и будет предлагаться для дальнейшего увеличение плотности энергии от 60 Вт/час до значений выше 150 Вт/час.

Ученые из Сент-Эндрюсского университета Шотландии продемонстрировали первый в мире поляритонный лазер, созданный на основе флуоресцентных белков медуз. Разработка обещает поднять оптические вычисления на новый уровень. «Я всегда был очарован материальными свойствами флуоресцентных белков, - говорит Мальт Гезер, профессор университета, участвовавший в создании лазера. - Они имеют особенную молекулярную структуру - полностью отличающуюся от структуры синтетических материалов, которые мы используем, что наделяет их невероятными свойствами». Поляритионные лазеры отличаются от обычных физическими свойствами, они потенциально эффективнее генерируют свет, тратя при этом меньшее количество энергии. Однако их практическое применение считалось невозможным из-за криогенных температур, требуемых для их работы. Улучшения, которых удалось достичь, используя белок медуз, позволяют использовать лазеры при комнатных температурах. Открытие может серьезно повлиять на оптические вычисления.

«В этой области очень важно уменьшить объем энергии, требующийся для кодирования одного бита лазером, - говорит Гезер. - В этом контексте иметь лазер с поразительно маленьким потреблением - серьезная заявка на успех. Это осознание будет продвигать исследования, связанные с поляритионными лазерами». Другое направление использования «натуральных» лазеров - создание «биосовместимых и биоимплантируемых источников света». Источники света будут встроены напрямую в клетки, а из-за своей белковой природы не вызовут отторжения. Это позволит создавать что-то вроде штрих-кодов, хранящих разные виды информации.

Новый сверхлегкий аэрогель с серебряной нанопроволокой разработали специалисты Национальной лаборатории Лоуренс Ливермор (LLNL). Уникальные свойства металлических пористых материалов - низкий вес, пористость, высокая электро- и низкая теплопроводность - позволяют применять их в производстве топливных ячеек, аккумуляторов, электроники. Современные способы создания таких пористых пен требуют сложных условий — высокой температуры, давления и прочих факторов. В некоторых случаях, они не подходят для массового производства. Использование нанопроволоки в качестве стройматериала позволяет избавиться от этих трудностей. Вдобавок, полученные серебряные аэрогели обладают изменяемой плотностью и пористостью, улучшенными механическими свойствами и электропроводимостью. Высокая пористость и отличные механические и электрические свойства аэрогелей из серебряной нанопроволоки открывают новые возможности производства топливных элементов, батарей, медицинских приборов, катализаторов и сенсоров. Серебряный аэрогель настолько легкий, что, если положить его на розу, лепестки цветка не прогнутся.

Новый метод производства этих сверхлегких проводящих серебряных аэрогелей основан на сборке серебряной нанопроволоки, разработанной в LLNL, в виде блоков с низкой плотностью (4,8 мг на кубический см). Эти блоки могут принимать разнообразные геометрические формы. Они изготавливаются путем синтеза полиола и очищаются селективным осаждением. Затем из нанопроволоки методом freeze casting и термальным спеканием создают аэрогели. «Мы смогли создать сверхлегкие аэрогели, поскольку качество нашей серебряной нанопроволоки очень высокое, - говорит главный исследователь Юн Хань. - Способность производить сырье самостоятельно, в лаборатории, позволяет нам создавать такие материалы, свойства которых подходят для широкого спектра применений». В июне китайские ученые изготовили еще более легкий аэрогель, который весит 0,16 мг на см3. При этом этот гибкий, проводящий электричество графеновый материал способен выдержать вес, в 6000 раз превышающий собственный.

Ученые из Университета ИТМО, Института имени Макса Планка и Белорусского государственного университета обнаружили новый материал для солнечных ячеек, дающих необычно большой для подобных систем «выход» (квантовую эффективность преобразования). При попадании одной частицы света этот показатель составил 2500% (при обычных максимально возможных 100%). В основе солнечной энергетики лежит преобразование солнечного света в электричество. При попадании солнечного луча на фотоэлементы батареи, их поверхность бомбардируется фотонами (квантами света). Фотоны выбивают избыточные электроны, в результате чего возникает электрический ток. Это становится возможным благодаря особому покрытию солнечных батарей, где искусственным образом создается дефицит электронов на одном уровне и избыток — на другом. С разными материалами этот процесс протекает с различной эффективностью, что вынуждает ученых опытным путем искать покрытия с максимальным «выходом». «Наше новое исследование связано с энергетикой, а именно с превращением энергии света в электричество на солнечных элементах. Для такой конверсии используется множество полупроводниковых систем с различными параметрами. Действуя методом проб и ошибок, мы испытываем различные материалы. Наша задача — найти фотокатализатор, активируемый видимым светом, чтобы его можно было использовать в биологических системах. Кроме того, изготавливаться это вещество должно простым и дешевым методом», — рассказала соавтор статьи Екатерина Скорб, кандидат химических наук, профессор кафедры химии и молекулярной биологии Университета ИТМО.

Ученые работали с одним из таких перспективных материалов — наноструктурированным оксисульфидом висмута. Так как слоистые пленки из этого вещества не меняют свойств при использовании на поверхностях с большой площадью (в отличие от многих аналогичных материалов), их можно использовать на массивных панелях. Кроме того, эти пленки отличаются низкой токсичностью, низкой ценой, их можно «выращивать» на различных веществах. Когда ученые измерили выход энергии с этого вещества стандартными фотоэлектрохимическими методами, они увидели большие показатели: квантовая эффективность преобразования – количество носителей заряда, которое произведет один фотон, – составила до 2500%. Падающий на солнечный преобразователь фотон должен вызвать рождение экситона — квазичастицы, состоящей из электрона и электронной «дырки», то есть отсутствия данной частицы. Затем, в зависимости от конструкции системы, либо электроны, либо «дырки» создают выходной ток (ток, который создается в результате кажущегося движения «дырки», называется «дырочным»). Так как один фотон может вызвать рождение более одной электронно-дырочной пары, то квантовая эффективность может превышать 100%, при этом не нарушая закон сохранения энергии. Согласно гипотезе ученых, гигантская эффективность определяется уменьшением сопротивления пленки оксисульфида висмута при освещении, что позволяет носителям заряда из внешней цепи участвовать в окислительно-восстановительных реакциях в растворе. Аномально высокая фотоэлектрохимическая активность, то есть интенсивность преобразования солнечной энергии в химическую и электрическую энергию, а также ширина запрещенной зоны, подходящая для преобразования солнечного света, говорят о том, что фотоэлектроды из оксисульфида висмута перспективны для нового поколения «солнечных ячеек». Ширина запрещенной зоны, то есть диапазон недоступных для электронов энергий в твердом теле, зависит от состава вещества. Фотон с энергией меньше этой ширины не сможет породить экситон. В исследуемом веществе ширина составляет 1,38 эВ, а энергия фотонов видимого света — 2–3 эВ, что позволяет пленкам из оксисульфида висмута эффективно поглощать свет видимого диапазона и преобразовывать его в электрический ток.

Специалисты Технологического института Карсруэ (Германия) сумели перенести наноструктуру крыльев бабочки на солнечные элементы, повысив теоретический лимит коэффициента поглощения света на 200%. Солнечный свет, отраженный от гладкой поверхности солнечных элементов, теряется впустую. Крылья бабочки парусника кирказонового (Pachliopta aristolochiae), внешне полностью черные, покрыты наноотверстиями, которые помогают абсорбировать свет. Ученые обратили внимание на эти структуры и решили воспроизвести их в слое кремния, покрывающем тонкую как пленка солнечную ячейку. Последующий анализ абсорбции света дал многообещающие результаты: по сравнению с гладкой поверхностью коэффициент поглощения перпендикулярно падающего света вырос на 97% и продолжал постепенно расти до 207% при угле падения в 50 градусов. «Это особенно интересно для европейских условий. Обычно у нас рассеянный свет, который падает на солнечные элементы под вертикальным углом», — говорит Хендрик Хёльшер, руководитель команды ученых. Однако, это не значит, что производительность фотоэлементов также возрастет в три раза, поскольку важное значение имеют и другие факторы. 200% — это теоретический лимит КПД, отмечает Гильом Гомар, один из исследователей.

Прежде чем перенести наноструктуры на солнечные элементы, исследователи определили диаметр и расположение наноотверстий в крыле бабочки, просканировав его электронным микроскопом. Затем они проанализировали коэффициент абсорбции света для различных схем расположения отверстий, проведя компьютерную симуляцию, и обнаружили, что наиболее стабильный коэффициент абсорбции дает неупорядоченное расположение отверстий различного диаметра. Такую структуру они и перенесли на слой фотоэлемента, отверстия в котором различались по диаметру от 133 до 343 нм. Прорыва в производстве полупрозрачных и гибких солнечных элементов в 1 атом толщиной добились недавно японские ученые. Их разработка достигла наивысшей для этого класса элементов производительности - 0,7%.

Специалисты МТИ разработали новый способ доставки инструмента генного редактирования CRISPR к месту назначения в геноме - вместо вирусов, которые могут вызывать сопротивляемость организма, они использовали наночастицы и добились наилучших результатов в опытах с животными. Инструмент CRISPR содержит фермент Cas9, который отрезает участок ДНК, и короткую РНК, которая сообщает Cas9, где делать разрез. Обычно их помещают в безопасный вирус, который доставляет эти генетические ножницы на место. Однако, у этого метода есть недостаток: иммунная система может выработать антитела против вируса, либо после лечения, либо заранее, и это снизит эффективность терапии. Невирусная система доставки способна обойти это затруднение, и ученые МТИ смогли полностью отказаться от использования вирусов, упаковав Cas9 и РНК в наночастицы и доставив их в печень взрослой мыши, где они вырезали намеченные гены примерно у 80% клеток печени. Это лучший результат, который когда-либо достигала технология CRISPR в опытах на взрослых животных.

Целью эксперимента был ген Pcsk9, регулирующий уровень холестерина и связанный с некоторыми расстройствами, из-за которых накапливается вредный холестерин. Ученым удалось удалить этот ген в свыше 80% клеток печени, понизив белок Pcsk9 до неразличимого уровня и, в качестве сопутствующего эффекта, уменьшить долю холестерина на 35%, сообщает New Atlas. «Полностью синтетическая наночастица, которая целенаправленно отключает гены, может стать мощным инструментом не только для Pcsk9, но и для других заболеваний, - говорит Дэниел Андерсон, главный автор статьи, опубликованной в журнале Nature Biotechnology. - Печень - очень важный орган, а также источник заболеваний для многих людей. Если мы сможем перепрограммировать ДНК печени, не мешая ее работе, мы сможем решить проблему многих заболеваний». Более острый и точный «скальпель» для генной хирургии, чем CRISPR, создали ученые Медицинского института Говарда Хьюза. Он способен переписывать буквы ДНК, стирая старые и заменяя их новыми.

Огнеупорный кирпич – это кирпич, изготовленный из специальной глины, которая была подвергнута обработке температурой порядка 1600 градусов Цельсия. Технология изготовления такого кирпича была известна людям еще 3 тысячи лет назад, а недавно исследователи из Массачусетского технологического института использовали эту древнюю технологию для создания простой, недорогой и достаточно эффективной системы аккумулирования энергии. Эта система способна превращать в тепло лишнюю энергию в моменты, когда дует сильный ветер или ярко светит Солнце, накапливать это тепло в штабелях из специальных огнеупорных кирпичей для его обратного превращения в электричество в часы пикового потребления. Созданная система получила название FIRES (Firebrick Resistance-heated Energy Storage), ее стоимость составляет всего от одной десятой до одной сороковой доли от стоимости гидроэлектрических систем аккумулирования энергии или систем на базе аккумуляторных батарей. Избыточная электрическая энергия превращается в тепло при помощи обычных высокотемпературных резистивных нагревателей. Это тепло сохраняется в материале огнеупорных кирпичей, который обладает весьма высоким показателем теплоемкости.

Штабеля этих кирпичей заключены в специальные теплоизолирующие кожухи, которые не дают теплу рассеиваться в окружающую среду и позволяют кирпичам держать накопленную энергию в течение достаточно долгого времени. При необходимости, хранимая в кирпичах тепловая энергия может быть преобразована назад в электричество любым из доступных на сегодняшний день методов. Следующим шагом, который намерены сделать исследователи из Массачусетса, станет изготовление полномасштабного опытного образца «кирпичной» аккумулирующей станции. Испытания этой станции в реальных условиях дадут информацию об экономической целесообразности такого метода хранения энергии. И, если все пройдет удачно, то выпуск таких аккумулирующих станций может быть начат уже в 2020 году.

России нужна Умная, Интеллектуальная Революция. Это новое поколение социальных революций, приводящих к смене одного социально-экономического строя другим за счет высокого человеческого интеллектуального капитала, прорывных инновационных решений и умных цифровых технологий ИИ. Интеллектуальная революция ассоциируется с полными социокультурными преобразованиями, социально-экономическими и политическими реформами и революциями, с полной сменой характера интеллектуальной и социально-практической деятельности людей. Без научных революционных открытий Коперника и Галилея не было бы современной науки и религиозной Реформация, без эпохи Просвещения - Французской революция 1789 и Промышленной революции.

Интеллектуальная революция - это коренное изменение глубинных структур мышления человека, совокупность знаний и верований, управляющих коллективной мыслью, состояние ума современника, менталитет, абсолютные предположения, рамки мышления, парадигмы, как реформа интеллекта, изменение взгляда на мир, полная смена интеллектуального мира, усвоение совершенно нового мировоззрения. Понятие интеллектуальной революции не следует смешивать с понятием научной революции, интеллектуальная революция отражает более фундаментальный уровень изменения структур мышления, выражающегося в первую очередь в ломке мировоззренческих и ценностных установок. Сущность интеллектуальной революции состоит в коренной реформе самого способа мышления — в выработке новой философии, новой концепции науки и технологии. Россия на мировом рынке наукоемкой продукции занимает менее 1 %, когда доля США оценивается в 36 %, Японии — 30% и Германии — 16 %. Причина – полное отсутствие государственного заказа на интеллект, знание и инновации и соответственно на отечественных творцов философского, научного, технологического и инженерного знания.

Научная и творческая интеллигенция обеспечила самую передовую науку и систему образования во времена СССР. Сегодня интеллигенция ликвидирована как класс, и занимает промежуточное положения беженцев и касты неприкасаемых. В результате, мы имеем то, что имеем. Почему утекают мозги и как вернуть наш отечественный интеллект? - Имеет место массовое «бегство мозгов» за рубеж, а «интеллектуальный капитал» крупных российских компаний, нематериальные активы, разность рыночной цены фирмы и стоимости её материальных активов, близок к нулю. Процесс массовой эмиграции, когда из России уезжают специалисты, учёные и инженеры, а также квалифицированные рабочие, наносит значительный экономический, культурный, а также политический ущерб стране, тогда как страны Запада приобретают огромный и дешевый интеллектуальный капитал. Утечка мозгов намного хуже другой напасти - вывоза за границу финансового капитала, утечки капитала.

Если часть русских интеллектуалов была просто выслана на «философском пароходе», с начала 90-х у нас идет нескончаемый поток «философских» самолетов, поездов и теплоходов. Исследователи оценили ежегодные потери России в 1990-е годы от «утечки мозгов» в $ 50 млрд., из России уехало 70—80 % математиков, 40 % физиков-теоретиков, работающих сегодня на мировом уровне, страна растратила около одной трети своего интеллектуального потенциала, и ударно продолжает растрачивать. Сюда надо добавить более опасное явление – «утечка идей», сопряженной с внутренней миграцией специалистов, и скрытой добровольной передачей новейших проектных предложений на Запад, как это делает фонд «Сколково». Около половины молодых ученых не считают Россию привлекательной для дальнейшей научной деятельности. А после проведенной в 2013 году реформы Академии наук, согласно опросу, из полутора тысяч деятелей науки Россию собирается покинуть больше тысячи.

Массовая «утечка умов», интеллектуальной элиты страны, влечет за собой огромные социально-экономические потери для России, а именно:
- невосполнимый урон интеллектуальному потенциалу страны;
- коррупционное государство с малокомпетентными чиновниками;
- массовое оглупление населения через СМИ и гостелевидение;
- остановка научно-технического прогресса;
- замедление устойчивого научного и экономического роста;
- бесполезные государственные затраты на подготовку ученых и недополученный вклад в развитие экономики страны;
- упущенная выгода для науки, образования, экономики и социального развития страны;
- серьезные демографические потери наиболее креативного творческого населения;
- стратегическое отставание развития страны от ведущих стран мира.

Необходимо использовать все средства и ресурсы и регенерировать интеллектуальный класс как самую ценную социальную группу населения, определяющую будущее развитие страны через передовую науку, технологию, инновации, а также постиндустриальный сектор экономики знаний. Интеллектуальный класс включает в себя исследователей, учёных, инженеров, инноваторов, которые предпочитают моральное и духовное удовлетворение коммерческому денежно-материальному интересу. Он относится к творческой элите и существенно отличается от среднего класса, массовой социальной группы в развитых странах по доходам и потребительской культуре (к примеру, в США их доля составляет более 36 % всех работающих, в Австралии, 66% населения, в Италии, Британии и Японии – свыше 55%, в США – 38%, в Китае – 11%, в Африке и Индии – 3%, в России – около 4% взрослого населения, в Украине - менее 1 %). Будучи генератором инновационной экономики, интеллектуальный класс также качественно отличается от т.н. «творческого класса», журналистов, писателей, артистов, художников, специалистов PR, бренд-дизайнеров и пр.

Интеллектуальный класс является ключевым звеном инновационной экономики, требующей носителей высшего общенаучного, научно-инженерного или гуманитарного знания, творческого мышления и способности к оригинальному системному и междисциплинарному решению задач. Интеллектуальный класс – источник самого дорогого интеллектуального капитала – стратегии, модели, концепции, знания, навыки и уникальный производственный опыт, know-how, нематериальные активы, патенты, базы данных, программное обеспечение, товарные знаки и др. В классификации социальных групп Великобритании, класс интеллектуалов определен как особая категория элитного общества. В доиндустриальном обществе приоритет принадлежал природным и трудовым ресурсам, в индустриальном – материальным, в постиндустриальном – интеллектуальным и информационным ресурсам, знаниям, философским, общенаучным, историческим, экономическим и физико-математическим, технологическим и системным. Новая постиндустриальная технологическая революция с интеллектуальными информационными технологиями формирует новый технологический уклад и новую основу общества.

В новой экономике, основанной на инновациях и знаниях, источник производительности заключается в технологии генерирования новых знаний и умном производстве товаров и услуг. Сегодня Россия находится в промежуточной «мракобесной» стадии доиндустриального общества с приоритетом природных и дешевых трудовых ресурсов, и индустриального общества ресурсоемкого тяжелого машиностроения. На последнем экономическом форуме чиновник в ранге зампредседателя правительства РФ заявил: пока есть нефть и газ, нам не нужны инновации, пусть Запад этим занимается, а Россия у них просто купит. «Реанимация «интеллектуального класса» и возврат отечественных умов - есть вопрос жизни и смерти Российского государства», - резюмирует физик-теоретик Кирилл Персиянов.

Четверть века назад большинство живших на тот момент в мире лауреатов Нобелевской премии написали предупреждение об угрозах человечеству, связанных с разрушением окружающей среды. 25 лет спустя 15364 ученых из 184 стран мира решили повторить этот опыт. В своей опубликованной в журнале BioScience статье «Предупреждение ученых мира человечеству. Второе уведомление» они отмечают, что с момента первого предупреждения ситуация улучшилась лишь по одному пункту из девяти — проблеме истончения озонового слоя. По этому поводу они призывают предпринять все необходимые действия во избежание необратимого ущерба для Земли. В частности, среди отрицательных тенденций за прошедшие 25 лет они отмечают 26-процентное снижение запасов пресной воды на душу населения, сокращение площади лесных угодий на 300 млн. акров, совокупное снижение численности млекопитающих, рептилий, амфибий, птиц и рыб на 29% и увеличение числа мертвых зон океана (обедненных кислородом) на 75%. При этом главной угрозой экосистемам ученые называют глобальное потепление. По их данным, с 1992 года среднестатистическая температура Земли выросла на 0,5 градуса по Цельсию, а углекислого газа стало выбрасываться на 62% больше. В качестве мер для снижения антропогенного влияния на природу ученые призывают создавать заповедники, внедрять «зеленые» технологии и сокращать объемы пищевых отходов.

На сегодня главной задачей России является преодоление глубокого технологического отставания, в частности, увеличение доли ее наукоемкой продукции в мире. Как можно решить эту задачу я пытался описать в этой статье.


Комментарии:

Пока комментариев нет. Станьте первым!