«У нас на дворе по-прежнему железный век»

Беседа с научным руководителем Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова, лауреатом Госпремии РФ, академиком РАН, иностранным членом Академии Инженерных наук КНР К.А. Солнцевым

 – Константин Александрович, вашему институту уже больше восьмидесяти лет, из них десять лет вы его возглавляли. Давайте вспомним, с чего все начиналось. В связи с чем институт был создан? Какие перед ним тогда стояли задачи?

– Институт был создан в связи с необходимостью развития металлургии в стране. Стране нужен был металл. Это была важнейшая задача. Молодая советская власть активно развивала металлургию, и нужны были ученые, которые бы руководили производством, создавали производства. Так появился наш институт. Назывался он институтом металлургии. Все те годы он был головной научной организацией в стране в этом направлении, хотя, конечно, потом появилось большое количество мощных металлургических предприятий. В институт приезжали члены Политбюро, лично беседовали с заведующими лабораториями, с дирекцией. Такое значение государство придавало институту. Надо сказать, что во всех практически прорывных направлениях, благодаря которым наша страна поднялась как великая научная держава, институт принимал участие. Это и космос, и атомная бомба, и развитие титановой промышленности и многое другое. Наш институт всегда был впереди и часто во главе новых развиваемых направлений.

– А сейчас институт остается впереди? Удалось ему сохранить флагманские позиции?

– Сейчас он, безусловно, флагман в фундаментальных направлениях, да и во многих прикладных тоже – прежде всего, в области металлургии, материаловедения, в основном металлического и керамического, в области композитов.

– Вы возглавляли институт в самые непростые годы. Как удалось сохранить кадровый и научный потенциал?

– Когда я сюда пришел директором, умер мой предшественник, академик Юлий Константинович Ковнеристый. А до этого я десять лет был директором Института физико-химических проблем керамических материалов. Его объединили с Институтом металлургии. Объединение прошло очень хорошо, коллектив стал единым, никаких трений не было. И сейчас это монолитный институт, который развивает оба направления. Еще до моего прихода академик Н.П. Лякишев принял решение добавить в название Института металлургии еще и материаловедение. Это связано с тем, что металлургия как отрасль производства, безусловно, хорошо была развита в нашей стране, но с точки зрения фундаментальных исследований стала занимать меньшее место, чем в начале его деятельности. Все больше внимания стало занимать материаловедение. И оно сохраняет огромную важность по сей день.

Говоря о значении металлов, я хотел бы отметить, что у нас на дворе по-прежнему железный век, он не закончился и заканчиваться пока не собирается. Поэтому до сегодняшнего дня металлы – это основа всей промышленности. Очень хорошо, что появляются новые материалы, и это надо приветствовать. Часть из них имеют такие свойства, которых не имеют металлы, но все-таки стержень всей промышленности – это металлические материалы. Что бы вы ни взяли в руки, вы увидите, что конструкцию, которая сохраняет свойство этого изделия, составляют, конечно, металлические детали – от строительства до поездов, тепловозов, самолетов, ракет, подводных лодок…

И даже если вы возьмете шариковую ручку, - кусок стержня, шарик металлические. Это надо понимать. Без металлов мы никуда не продвинемся. Сейчас перед учеными стоит задача, и мы ею тоже много занимаемся, – создание более дешевых металлических материалов с высокими эксплуатационными свойствами. Это главная задача, фундаментальная. Известно, что в Советском Союзе были очень высокие требования к качеству материалов, которые обеспечивали надежность работы конструкций. Но делалось это за счет легирующих добавок, которые использовали для улучшения характеристик стали. Молибден, вольфрам, никель и целый ряд других металлов добавляют для этих целей. А сейчас стоит новая задача – как уменьшать количество легирующих добавок?

– Зачем нужно уменьшать их количество?

– Это нужно потому, что они сильно повышают цену материалов. Поэтому сегодня мы должны понять, за счет чего можно добиться понижения стоимость материала. Не понижая его качество. За счет технологических обработок, микродобавок, новых разработок… Сейчас очень активно развивается это направление. Появились так называемые малолегированные стали. Мы в институте ведем такие работы очень активно, и есть хорошие результаты.

– Знаю, что в молодости вы занимались химией бора. Это направление продолжается в вашем институте?

– Действительно, моя научная биография начиналась с химии гидридных соединений бора. Это очень интересное направление и в фундаментальном плане, и прикладные аспекты были интересными. Параллельно я стал интересоваться керамикой на основе бора и плавно перешел к занятиям керамическими материалами. Областей применения керамических материалов очень много. А тогда (в начале 90-х) у нас в стране была плачевная ситуация у ученых. Мы все сидели без денег. Приходили на работу, а зарплату не получали. И тут к нам обратились американские бизнесмены, купившие у себя патент по добавкам в бензиновое топливо, которые, как им казалось, улучшают его сгорание. Надо было проверить, так ли это. И мы с удовольствием взяли вот эту работу. Мы синтезировали нужные соединения, за это заплатили. И потом эта работа вылилась в целое отдельное направление. Мы тогда попросили их купить малогабаритный двигатель внутреннего сгорания. А их интересовала коммерческая сторона, чтобы применить это для двигателей автомобильных. Ведь это огромный рынок. И мы сделали на базе этого двигателя установку.

Затем начали делать растворимые соединения платиновых металлов. Создали множество новых соединений, добились того, что они прекрасно растворялись в бензине, сжигали его. Мы поставили на конец установки наш аналитический хвост, собранный нашими руками. Потом появилась вторая задача, тоже интересная – а как вообще вот получается, что платиновые соединения катализируют выхлоп, очищают его? Это была большая интересная работа. Мы довольно сложную систему создали, и оказалось, что эти выхлопные газы с платиной почти невозможно поймать. Мы на самом конце установки ставили азотные ловушки, через которые газ проходил, а потом ловился. Мы опубликовали свои статьи в докладах Академии наук. Определили, сколько выбрасывается платины. Это и фундаментальная, и прикладная работа.

В процессе своих исследований мы пришли к выводу, что там, где стоит каталитический блок, можно поставить блок из чистого железа. Мы создали установку, сделали эти блоки. И вот однажды в ходе эксперимента блок сгорел почти полностью, рассыпался, и когда стали всё это убирать, обнаружили небольшой обломок, сантиметра два на три, который по структуре был похож на исходный металлический блок. Мы этим эффектом заинтересовались, потому что такого раньше никто никогда не встречал. Стали исследовать.

Оказалось, что при определенных условиях, если окислять железо, в результате можно получить керамический блок оксидного состава. Мы посмотрели литературу – нигде этого никто не отмечал. Это было удивительно. Мы тогда попросили американцев посмотреть. Самая большая библиотека патентная США – это библиотека Пентагона. Они ее всю переработали, наняли юристов. Никто никогда этого эффекта не обнаруживал.

Вот таким образом появилось совершенно новое направление. И я уже ушел от химии бора к керамике. Мы назвали это направление окислительным конструированием тонкостенной керамики.

– Что это такое, расскажите подробнее.

– Вы можете увидеть у меня в кабинете множество изделий из такого материала. Например, металлокерамика – это уже следующий её этап. На базе этих керамических изделий мы создали целую группу разного рода керамических изделий, которые можно использовать для разных целей.

– Для каких, например?

– Например, сотовые блоки являются прекрасной основой для нанесения на них катализатора в различных химических процессах. Толщина стенок здесь где-то 50 микрон, а все остальное – свободное пространство. Это даёт интересные возможности. Волокнистый фильтр из чистой окиси алюминия, который почти ничего не весит, но он тоже создан благодаря нашему методу.

– И куда такой фильтр можно поставить?

– С одной крупной американской фирмой мы исследовали его на очистку газов в газопроводах. Продукты сгорания каких-то производств будет накапливаться, фильтроваться с одной стороны, а изнутри будет выходить чистый газ. У нас налажено опытное производство. Мы делали на основе этой разработки автомобильные катализаторы. А сейчас мы сделали новый эффективный фильтр для очистки воздуха. Процесс обеспечивается благодаря превращению поверхности в анатаз и брукит – это такие активные формы оксида титана, которые дают очень высокую степень очистки воздуха. Такие фильтры мы научились делать.

– Где их можно применять? Дома, на работе?

– Их можно применять где угодно. Но для этого какой-то бизнесмен должен заинтересоваться, вложить деньги, открыть производство. Наше дело – создать продукт. Мы это сделали. И это совершенно новый продукт, какого на рынке ранее не было. И мы надеемся, что кто-то возьмется за это будет делать такие фильтры.

– Константин Александрович, Вы являетесь деканом факультета наук о материалах МГУ. Что собой представляет ваш факультет? Большой ли конкурс, хорошие ли студенты, вы ими довольны или не очень?

– Факультету скоро исполнится 30 лет, и я считаю, что он уникальный. Возник он по инициативе академика Юрия Дмитриевича Третьякова, и его очень активно поддержал ректор МГУ Виктор Антонович Садовничий. Уникальность в том, что он создан как факультет с экспериментальным обучением. Мы набираем студентов со всей страны, по несколько человек из разных регионов. Очень толковые мальчишки и девчонки, очень хорошие, большие умницы. Конкурс высокий. С первого курса мы прикрепляем всех к научным лабораториям и определяем персональных руководителей. У нас ни один студент не остается без внимания. И все работают, ведут исследования. В этом и заключается экспериментальная форма обучения. Свободное время они также проводят в лабораториях, почти сразу с головой уходят в науку.

– Каких специалистов вы готовите?

– Мы готовим специалистов в области наук о материалах. Преподается много и математики, и физики, но основа, конечно, химия, необходимая для любого процесса создания материалов. Эти специалисты пользуются большим спросом. Никто не сидит без работы, научные лаборатории естественно-научных факультетов и ряд институтов РАН просят, чтоб мы дали своих студентов.

– Наверняка лучшие из них остаются работать здесь, у вас?

– Многие хотят остаться в МГУ, некоторых мы направляем в академию, в частности, в Институт общей и неорганической химии, в Институт физической химии, в Институт металлургии и материаловедения и в другие институты. Они ездят за границу. Некоторые, действительно, остаются в нашем институте. У меня мощная часть лаборатории - это сектор электронной микроскопии, благодаря которой мы проводим очень важные структурные исследования качества металлов и сплавов, долговечности и других эксплуатационных и конструкционных свойств. Мы работаем там для Транснефти, Газпрома, ряда других организаций. Очень важен здесь приток молодежи, современной, талантливой, креативной, знающей программирование, хорошо ориентирующейся в технике. Современные приборы очень сложны, часто модернизируются, и люди, которые не подготовлены к этому, ничего сделать не могут. Это ведь целая проблема – у нас нередко покупают дорогостоящие приборы для той же медицины, а пользоваться ими не умеют.

– И они стоят зачехленные годами…

– Да, это правда. Потому что некому ими пользоваться. Не умеют, не хватает в стране таких вот обученных, толковых ребят. Именно таких мы и выращиваем. Конечно, их до сих пор стараются переманить за границу. Некоторые уезжают. Но многие остаются. Мы стараемся создавать им комфортные условия для жизни и работы, в своей стране – ведь такие специалисты нам жизненно необходимы.

– Константин Александрович, а как вы решаете проблему обучения сейчас, в период карантина?

– Мы записали лекции и выложили их в открытый доступ для студентов, а семинары ведем в режиме онлайн. Учебный процесс не прекращается, каждый день мы продолжаем занятия, изменился лишь формат. Для нас это нечто новое, ведь раньше в таком режиме работать никогда не приходилось. А вот для молодежи такое общение нормально и привычно, они очень активны и высоко мотивированы. Так что, уверен, на качестве обучения это никак не скажется.