ТРИ ПРИНЦИПА ОТ ЭЙНШТЕЙНА

Как мы уже сообщали, 10 февраля в Екатерининском зале Кремля были вручены премии Президента РФ для молодых ученых за 2015 год, и нынче сложилось так, что двое из трех лауреатов работают в институтах Уральского отделения РАН. Научный сотрудник Института органического синтеза кандидат химических наук Дмитрий Копчук премирован за создание молекулярных сенсоров для обнаружения взрывчатых веществ и участие в разработке противовирусного препарата «Триазавирин». Разработанный Копчуком сенсор многие журналисты уже окрестили «электронным носом», а В.В. Путин отметил, что эта технология может повысить эффективность борьбы с терроризмом. Подробнее о своей поездке и особенностях обнаружения взрывчатки Дмитрий Копчук рассказал в интервью «НУ».
— Дмитрий Сергеевич, какие у вас впечатления от церемонии вручения премий в Кремле?
— Впечатления сложные, для меня все это было в новинку. Ученые все-таки привыкли к другой жизни. Хотя церемония и подготовка к ней проходили так, как мне и представлялось. Сейчас я уже знаю протокол. В день церемонии, буквально за полчаса до начала, для лауреатов провели небольшую репетицию: кто-то из организаторов встал «за президента», и нам вкратце объяснили алгоритм действий. А в целом все было непривычно…
— Это был короткий визит в столицу?
— В Москве я провел три дня. Мы с коллегами-лауреатами Екатериной Прошкиной и Владимиром Стегайловым встретились также с помощником президента Андреем Фурсенко. Это было уже более неформальное мероприятие, без участия журналистов. Фурсенко был в курсе проводимых нами исследований. Судя по разговору, перед встречей он ознакомился со всеми материалами и хорошо владел темой. Каких-то особых комментариев с его стороны не было, но, повторюсь, свою осведомленность он показал. Также Андрей Александрович предлагал нам высказаться относительно положения дел в российской науке. Но разговор получился коротким — помощник президента спешил на следующую встречу. Также много времени у меня отняло общение с московскими журналистами: каждый хотел получить свой эксклюзив.— Ваши исследования довольно регулярно поддерживаются государством: грант, а сейчас и премия «от президента», губернаторская премия, поддержка проекта от РФФИ. По вашему мнению, с чем это связано?
— Мы с коллегами занимаемся как фундаментальными исследованиями, так и работами, имеющими прикладную направленность. Сенсоры взрывчатых веществ — одно из таких направлений. В заявке на соискание премии содержалось десять пунктов, где излагались полученные результаты. А в президентском указе были отмечены лишь два достижения как наиболее важные — создание уже упомянутых сенсоров взрывчатых веществ и участие в разработке противовирусного препарата «Триазавирин». Что касается последнего, то здесь нужно обязательно отметить: в этой работе я принимал участие, будучи в составе технологической группы ИОС под руководством Григория Артемьева. Мы занимались разработкой документации и отработкой некоторых стадий его получения в промышленном масштабе, в частности, реакции диазотирования.
Помимо сенсоров взрывчатых веществ мы также разрабатываем сенсоры на различные катионы металлов, в том числе для их обнаружения в водной среде. Речь, к примеру, идет о цинке и кадмии. За счет определения концентрации цинка в организме можно диагностировать различные заболевания, например, болезнь Альцгеймера. Мы разрабатываем удобные методы получения материалов, которые могут применяться для создания органических светодиодов. Это так называемая OLED-технология. В частности, нас интересуют материалы на базе европиевых комплексов, обладающие красной люминесценцией. Велись и ведутся работы по получению потенциальных фосфоресцентных меток для иммуноанализа. Эти соединения обладают собственной люминесценцией и группой для связывания с какой-либо биологической молекулой. Подобные метки можно было бы «привязать», например, к белку, а дальше вести в связи с этим исследования биологического плана.
Что касается наших фундаментальных работ, многие из них идут в русле мировых тенденций — например, изучение закономерностей взаимодействия ариновых интермедиатов. Сейчас это достаточно модное направление. И если мы поднимем подшивки журналов, то увидим, что на эту тему выходит много научных статей и обзоров. Но, как ни странно, раздел, который мы изучаем — взаимодействие ариновых интермедиатов с азотистыми гетероциклами, — практически совсем не изучен. Ранее были опубликованы лишь две или три статьи, посвященные этому вопросу. Возможно, для нас это направление показалось очевидным, потому что долгое время до этого мы занимались азотистыми гетероциклами. Выполняем еще ряд исследований фундаментального плана. И здесь надо отметить, что все они со временем могут привести к интересным практическим результатам.
— Как вам удается охватить такой широкий спектр исследований?
— Диверсификация — не прихоть, а необходимость. Чтобы стабильно иметь публикации, нужно вести несколько тем и, естественно, сотрудничать с другими исследователями. И здесь хочу выразить благодарность моим коллегам, без которых не было бы этой премии. Хорошие кадры решают многое, если не все. Органический синтез — не самая простая вещь, нельзя заставить этим заниматься дилетанта. Вернее, можно — но что он сделает? Останется ли что-нибудь кроме изведенных реактивов и разбитой посуды?
Эйнштейн говорил, что у него кроме знаменитой формулы E=mc2 была так называемая формула успеха, которой я стараюсь придерживаться. Великий физик вкладывал в нее три слагаемых. Первое — это упорная работа, что, в общем-то, не требует пояснений. Второе — отношение к жизни как к игре. Не надо бояться, что что-то не получается. Я считаю, что в науке без этого принципа делать нечего. Есть люди, которые робеют перед собственными ошибками, но они, как правило, из науки быстро уходят: начинают что-то делать, у них не получается, и после трех-четырех попыток сдаются. Но нужно пробовать, что-то менять, не пошло сейчас — пойдет в следующий раз. И, наконец, третье слагаемое — умение держать язык за зубами, не говорить лишнего. Мне кажется, что эти три принципа совершенно правильные.
— А что повлияло на ваше решение стать химиком?
— Это трудно объяснить. Интерес к химии возник давно. Наверно, этот предмет увлек меня еще со школы. Но вообще это вещи иррациональные, их нелегко растолковать другому человеку. Какое-то дело у вас либо идет, либо не идет, и вы не можете даже себе разумно объяснить, в чем кроется причина. Бывает, что-то интересно, а не получается. Сидите, на часы смотрите — когда же это кончится? Себя не обмануть.
— Теперь, если можно, о разработанном вами сенсоре взрывчатых веществ. В чем заключается принцип его действия?
— Все достаточно просто. Имеется сенсорный материал, на который нанесено химическое вещество, являющееся нашим ноу-хау. При возбуждении светом определенной длины волны оно проявляет люминесценцию, то есть устойчиво светится. Когда происходит контакт с нитросодержащими взрывчатыми веществами, образуется комплекс, который светится существенно хуже. Интенсивность люминесценции падает. И если у нас есть электронная база, которая измеряет эту интенсивность, то падение можно зафиксировать. Надо сказать, что современная аппаратура способна установить даже очень небольшое снижение яркости свечения. Соответственно, если это падение фиксируется, то прибор выдает сигнал, что обнаружено взрывчатое вещество.
У нас имеется лабораторный прототип, для изготовления которого мы привлекали специалистов из Физико-технического института УрФУ. В промышленных масштабах прибор пока не производится, поэтому премия получена скорее за научную часть работы. Лабораторный прототип мы уже демонстрировали на некоторых выставках, в частности, на UralExpoArms в Нижнем Тагиле и на «Иннопроме» в Екатеринбурге. Естественно, прибор способен определять взрывчатые вещества в пределах какой-то их концентрации в воздухе. Испытания к настоящему времени не закончены, однако определенные положительные результаты уже зафиксированы.
Сейчас для доведения прибора до промышленного производства нужна конструкторская работа, и мы ищем партнеров, которые могли бы этим заняться, потому что это все-таки не наше дело. Химики свою роль, по сути, уже сыграли. Можно дальше улучшать сенсоры, но электронная часть производства — задача инженеров соответствующего профиля.
— Заявлено, что сенсор способен обнаруживать взрывчатые вещества в воздухе, в растворах и на поверхности. Действительно ли удалось добиться такой универсальности?
— Да, действительно, наши сенсоры способны работать в растворах органических растворителей, при этом показывая хорошие свойства. Это мы можем заявить, потому что такие испытания нами уже проведены. Созданы также сенсоры, которые способны работать в воде. Принцип работы тот же — затухание люминесценции. Там тоже неплохо определяются взрывчатые вещества. Работа в воздухе — следующий шаг. Здесь плотность среды намного меньше и работать намного сложнее, но кое-что уже достигнуто и в этом направлении. Что касается обнаружения веществ на поверхности, то с нее делается смыв: снимается проба и растворяется. Дальше все происходит в растворе, где детектирование проводить гораздо проще. За границей довольно часто работают со смывами.
— Нельзя обойти стороной актуальный сегодня вопрос импортозамещения. У вашего сенсора есть зарубежные аналоги, и способен ли он их потеснить?
— Есть ряд приборов, но у них другой принцип, они сложнее в техническом отношении. Наш прибор выгоден тем, что его электронная часть намного проще, т.е. ниже стоимость. Еще один минус ряда зарубежных приборов: у них несъемный сенсорный элемент. Естественно, что со временем он изнашивается и перестает нормально работать, а у нас его можно менять. Сенсорный картридж легко вынимается и заменяется новым. Это нормально, что какая-то часть прибора прослужит меньше, чем сам прибор. В автомобиле, например, много деталей, которые служат меньше, чем автомобиль в целом.

Беседу вел Павел КИЕВ