fbpx
ОСТАННІЙ ПОДКАСТ

Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

Читати

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Повідомлення успішно надіслано

Для пошуку
введіть назву запису
Наука — 26.05.20
ТЕКСТ: Кирило Бескоровайний
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
Ctrl+Enter.
Три, чотири, п’ять – вчений йде шукать: інтерв’ю з Юрієм Гогоці

Юрій Гогоці – один із найцитованіших вчених українського походження. Він створив нові матеріали – максени, які, можливо, змінять світ. Юрій працював у Німеччині, Японії, Норвегії і, зрештою, зупинився в США, в Дрексельському університеті. Куншт поговорив із вченим про його розробку, пошук натхнення, фінансування і контактів у науковому світі. 

Про пошук ідей

 

Щодня вранці я шукаю в інтернеті інформацію про те, що нового трапилося у світі у моїй галузі. Наприклад, зараз ми працюємо з двовимірними матеріалами, максенами (MXenes), які ми відкрили в Дрексельському університеті у 2011 році. Я заходжу на Google Scholar і шукаю, що нового з’явилося у цій галузі. Щодня. Я також отримую сповіщення від Google Scholar про максени, суперконденсатори та інші теми, які мене цікавлять. 

 

Завжди трапляються якісь нові ідеї. Бачу, що хтось зробив певне дослідження, а ми можемо зробити ще краще. Багато чого обговорюємо з моїми аспірантами, з колегами – влаштовуємо мозковий штурм. Ми шукаємо ідеї, спілкуємося про них: чи можливо зробити таке, чи можемо ми змінити матеріали у такий спосіб. 

 

Багато ідей з’являється під час конференцій. Коли я їду на велику міжнародну конференцію чи маленький семінар, де збирається 30–40 колег, я слухаю і завжди шукаю ідеї. Також я читаю щотижня нові випуски Nature та Science. Це провідні журнали, які публікують найголовніші наукові розробки та статті. В них я теж шукаю ідеї. Пошук ідей ніколи не припиняється.

 

Можна взяти річну відпустку – sabbatical. Вона дає можливість сконцентруватися і переналаштуватися на щось нове, новий напрямок, наприклад. Коли я пішов на свій перший sabbatical у Франції з колегою Патрісом Сімоном, я тільки починав працювати над суперконденсаторами. Ми під час цього sabbatical разом написали статтю, яка стала найцитованішою роботою у цій галузі. Уже минуло близько десяти років після тієї роботи у Nature Materials, яка сформувала галузь, тепер ми пишемо наступну. 

Наука – як творчий процес. Теж завжди потрібно шукати ідеї.

Ідеї не звалюються, як яблука Ньютона. Вони приходять різними дорогами. Наприклад, як зародилася ідея про максени? Спочатку ми сподівалися зробити щось таке, що буде відрізнятися. 

 

Що таке максени? Це як графен, але товщиною лише три-п’ять атомів. Ми розчиняємо атомно тонкі шари металу, і залишаються дуже тоненькі нанометрові прозорі шари карбіду або нітриду. Вони проводять електрони, як метали, які ми використовуємо зараз у дуже багатьох галузях.

 

У мене є колега на факультеті матеріалознавства у Дрексельському університеті – професор Мішель Барзум. Тоді він займався новими керамічними матеріалами, які ми називаємо максфазами (MAX phases). Це карбідиКарбіди – хімічні сполуки карбону з металами і деякими неметалами та нітридиНітриди – сполуки металів з нітрогеном, які пов’язані атомами металів. І вони мають так само багато шарів, як торт «Наполеон». Ідея була в тому, щоб використовувати ці матеріали в літій-іонних акумуляторах. Я подумав, що можна взяти літій і помістити між цими шарами карбід титан – дуже електропровідний матеріал. Кремній також може накопичувати літій і використовуватися в літій-іонних акумуляторів.

 

Ми подивилися на цю ідею, провели деякі експерименти і зробили розрахунки, які показали, що є ймовірність того, що літій «піде» в шари кремнію. Ми написали заяву, отримали гроші від Міністерства енергетики США і почали працювати. Ми знайшли дуже хорошого аспіранта Майкла Нагіба. Зараз він працює професором в університеті Тулейн в Новому Орлеані. Він почав експерименти, але нічого не трапилося. 

 

Ми вирішили, що треба протравити кремній, зробити десь пори, щоб літій міг потрапити в цю структуру. Проводили мозковий штурм, думали. Ми не змогли протравити кремній, тому взяли іншу максфазу. Ми протравили її, і десь після двох чи трьох місяців експериментів отримали перший максен. 

 

Протравити – це розчинити один компонент матеріалу. Коли один шар атомів дуже-дуже тоненький, кілька ангстремівАнгстрем – одиниця довжини, дорівнює одній десятимільйонній міліметра. атомів розчиняються і розпадаються на незалежні нанометрові листочки.

 

Пізніше ми знайшли підхід і до кремнію. Мій аспірант у 2016 році зрозумів, як можна розчинити шари кремнію і протравити його. Так ми повернулися до тієї максфази, з якої починали.

 

Як бачите, деякі ідеї, які не працюють спочатку, можуть спрацювати трохи пізніше. Треба більше працювати, думати, як краще цю ідею довести до кінця. 

 

Але деяким ідеям ми так і не знайшли застосування. Часом вони неможливі й не працюють взагалі. Але наука – це завжди пошук чогось нового. Часом він успішний, часом – ні. Але ми ніколи не зупиняємося.

 

Про користь максенів

 

Ми сподіваємося, що вони можуть покращити роботу батареї з кількох причин. По-перше, вони набагато кращі провідники для електричного струму, ніж ті матеріали, які зараз використовуються в батареях. Тому їх можна буде швидше заряджати, швидше накопичувати енергію. По-друге, чимало людей працюють зараз над твердотільними батареями. У звичайних вибухає електроліт, така вибухова речовина може горіти і дуже небезпечна. Тверді електроліти допоможуть зробити батареї невибуховими. Але тверді електроліти також не дуже добре проводять іони. Тоді комбінація матеріалів, як-от максенів і твердих електролітів, може допомогти зробити твердотільні літійні акумулятори. Тому ми зараз розробляємо нові матеріали.

 

Ми дуже продуктивно працювали з ученими, які отримали Нобелівську премію, з Джоном Ґуденафом, Стенлі Віттінґемом (Куншт писав про їхнє дослідження тут – прим. ред.). Я організовував конференції разом із Стенлі, ми доповідали на багатьох конференціях разом, разом писали заявки на фінансування наших проєктів. Спочатку, коли Стенлі Віттінґем розробив перші акумулятори, це були не літій-іонні батареї, а літієві. Вони використовували металевий літій як аноди, але відбувалися вибухи. Після цього світ перейшов на літій-іонні батареї, які набагато надійніші, але також можуть горіти та вибухати. Вони використовуються вже понад 30 років в усіх комп’ютерах, телефонах, машинах – усюди.

 

Ми зараз розробляємо нові системи комунікації: антени, які можна буде друкувати, пристрої для інтернету речей. Інтернет речей – зараз дуже важливий напрямок у світі, інтернет просувається, штучний інтелект розвивається дуже швидко, і треба поліпшувати комунікацію – розробляти системи, які будуть пов’язувати усі речі, які ми використовуємо. Треба винайти матеріали, які можуть працювати набагато краще, ніж метали, які можна буде друкувати на всіх поверхнях: на одязі, папері, книгах, пластику, металах – на всьому. І максени, мабуть, найкращі матеріали для цього. Мені здається, вони можуть змінити дуже багато чого у світі, адже вони дуже тонкі. Вони розчиняються у воді. Але це не такий розчин, як молоко, а колоїдний розчин. Його можна буде використовувати для друку на принтерах чи розпилення. Потрібно буде лише висушити його, і він працюватиме. Жоден інший матеріал не може так працювати. 

 

Ці матеріали допомагають друкувати і літій-іонні батареї, акумулятори, антени, сенсори, мікросхеми і багато іншого. Зараз ми маємо не менше ніж 50-60 нових матеріалів. Вони мають різні властивості. Наприклад, деякі з них металеві, деякі працюють як напівпровідники. Ми також розробляємо їх у багатьох кольорах, можна буде друкувати кольорові акумулятори чи схеми. Ви зможете друкувати такі речі на вашому струменевому принтері. Зможете наповнити якусь ручку. У мене є наповнені такими чорнилами фломастери, ми можемо також писати цими чорнилами. Це дуже цікава технологія. І дуже проста. Це важливо, бо вона не буде дорого коштувати і, мені здається, може змінити світ.

 

Про майбутнє максенів 

 

Університет вже продав деякі розробки, наприклад, великій японській компанії Murata Manufacturing. Вона належить до найбільших компаній світу, до списку Fortune 1000. Ця компанія розробляє електроніку. Про неї чули небагато людей, бо вона виробляє електронні деталі, а не продукцію, яку ми використовуємо. Але ви можете відкрити кожен телефон, кожен комп’ютер і знайти щось, що зробила Murata. Вони купили технологію і вже можуть виробляти максени й використовувати їх у своїх продуктах. Також велика хімічна компанія MilliporeSigma купила ліцензію для виробництва (усі хіміки купують хімічні реактиви цієї компанії). Вони теж будуть продавати максени та максфази. Дрексельський університет працює над переданням технології десь двадцятьом фірмам. Це корейські та американські, європейські компанії, зацікавлені в розробках з максенами. Моя аспірантка поїде на шість місяців на практику до Hewlett-Packard. Разом з ними ми працюємо над розробкою чорнил з максенами для принтерів. 

 

Передання технології дуже важливе. Ми хочемо, щоб матеріали використовувалися в багатьох галузях: від медицини до електроніки й нових текстильних матеріалів – smart textiles.

 

Зараз у світі понад 1000 патентів на максени. Китайські університети й компанії мають більше патентів на максени, ніж Дрексельський університет. Вони всі користуються знаннями, які ми отримали дев’ять років тому, у 2011 році, коли опублікували першу статтю про максени й оформили перший патент. Зараз у 70 країнах світу досліджуються максени. Понад 2000 публікацій, понад 1000 патентів, багато компаній працюють з ними.

 

Про труднощі в роботі 

 

Я ніколи не здавався. Ніколи не думав, що треба залишити науку, хоча було багато складних моментів. Наприклад, та сама історія з відкриттям максенів. Минуло кілька місяців, але ми не могли зробити те, що запланували. Ми думали, що, можливо, цього вже ніколи й не трапиться. Ми втратимо гроші після першого року фінансування, Міністерство енергетики не буде більше підтримувати нашу роботу, ми не зможемо нічого показати. Таке трапляється. Не кожен проєкт успішний.

 

Але, мабуть, найважливіше рішення мені треба було ухвалювати, коли я шукав постійну роботу. Я народився у Києві, навчався в Київському політехнічному інституті, захистив там кандидатську дисертацію, потім докторську в Інституті проблем матеріалознавства Національної академії наук. Але у 1990 році, коли Горбачов відкрив вікно у світ, я отримав стипендію Гумбольдта і поїхав працювати до Німеччини.

 

Спочатку я сподівався, що повернуся десь через рік. Тоді я навчався на докторантурі й думав: захищу докторську дисертацію і буду далі працювати в Україні. Але з розвалом Радянського Союзу розвиток науки сповільнився. Тоді в Україні нікого не цікавила наука. Можливості займатися наукою у світі були набагато більшими. Я хотів також подивитися, як працюють науковці у світі. Тому після Німеччини поїхав до Японії. Там я зробив перші дуже важливі нові дослідження, почав займатися наноматеріалами, вуглецем, опублікував першу статтю в Nature. Але зрозумів, що Японія – не моя країна. Мені бракувало свободи, багато чого у цій культурі було схожим на Радянський Союз. Тож я повернувся до Європи.

 

Мені потрібно було знайти постійну роботу. Я ніколи не працював в Америці, ніколи доти не намагався туди влаштуватися. Було дуже складно знайти посаду, але я розумів, що там буду просуватися у науковій роботі найшвидше.

 

Я писав багатьом університетам. Коли вперше поїхав до Пенсильванського університету на співбесіду, я її провалив. Я не знав нічого про співбесіди в університетах, не знав, як працюють американські університети, бував у США тільки на конференціях. На співбесіді мені треба було розповісти про свою найкращу роботу, а я замість цього розповідав, що хочу робити в майбутньому. Це було не те, чого від мене чекали. Мене запитували, де я знайду гроші на свої розробки в Америці. А я майже нічого не знав про американські організації, які фінансують науку. Мені сказали, що на основі публікацій я був найкращим кандидатом, але після співбесіди відмовили. Але так я навчився, зрозумів, що потрібно знати для співбесіди, і далі надсилав листи до інших університетів.

 

Наступна співбесіда минула добре. Але у тому університеті шукали кандидата, який би більше знався на металах. Вони не взяли мене на роботу, але порекомендували іншому університету. Так мене запросили на співбесіду в Іллінойський університет в Чикаго, хоча я навіть не подавав туди заяву. Мені написав завкафедри механічного факультету і запропонував приїхати на інтерв’ю. Мені дали роботу, і у 1996 році я почав працювати в Іллінойському університеті в Чикаго.

 

Але я шукав роботу цілий рік. Це було важко. Я був у Європі, повернувся туди після Японії, поїхав до Норвегії. Я не знав, що трапиться. Наприклад, я повернуся також до Києва і захистив докторську дисертацію. Я не знав, чи знайду посаду в Америці. В Америці докторська дисертація нікого не цікавить, вона не потрібна. Більшість навіть не знає, що це таке. В США одна система – це кандидатська дисертація. У них доктори – це наші кандидати наук. Але я не знав, що буде далі. Може, потрібно буде шукати роботу в Європі. Може, потрібно буде повернутися до України. Але можливості для наукової роботи того рівня, на який я був спроможний, в Україні, на жаль, не існувало. Я також знайшов роботу у Німеччині майже тоді ж, коли поїхав до Америки на перше інтерв’ю. Мені запропонували роботу старшого наукового співробітника в Тюбінгенському університеті, але не посаду професора. І перед тим як поїхати до США, я повернувся на кілька місяців до Німеччини. Звідти завершував інтерв’ю і пошук роботи в Америці. Це був нелегкий час, бо я переїжджав, працював у двох європейських країнах і шукав роботу. Але я знав, що буду шукати роботу і знайду її. Я не знав, як довго це триватиме. Але я б точно не покинув науку.

Я не знаю, чи є щось цікавіше, ніж наука. Це як гра: завжди треба шукати щось нове, є жага до відкриття.

Ніколи не здавайтеся. Треба працювати далі. Коли ти маєш якусь мету, треба до неї йти. Це може бути важко, це може потребувати набагато більше часу, ніж спочатку сподіваєшся. Але треба навчатися на своїх помилках, покращувати свою роботу, поліпшувати англійську мову, коли шукаєш посаду в англомовній країні, багато працювати. Це я і робив. Це я роблю й зараз. 

 

Як шукати підтримку 

 

Я надсилаю заяви на фінансування, і в багатьох випадках мені відмовляють. Але я не зупиняюся. Я переписую їх, шукаю інші організації, спілкуюся з компаніями, надсилаю їм пропозиції. 

 

Ми рухаємося від фундаментальної науки до розробок нових матеріалів, які мають прикладне значення. Шукаємо в інтернеті. Наприклад, ми знаємо, що можемо зробити чорнила для принтерів, які будуть друкувати електроніку. Тому, наприклад, треба знайти контакт з Hewlett-Packard. Коли ми знаємо, що ми можемо використовувати наші матеріали, наприклад, в новій електроніці, ми шукаємо компанії, які виробляють щось електронне, – Intel, Murata. І в багатьох випадках компанії також знаходять нас, бо ми публікуємо свою роботу.

 

Про нашу роботу багато пишуть у світі: корейською, німецькою, іспанською, італійською мовами. Тому компанії також шукають нас і виходять на контакт. 

 

Зараз компанії частіше знаходять мене, ніж я їх. Мабуть, 70-80% компаній самі приходять до нас. Але коли я починав, писав тільки я. Ніхто мене не знав, ніхто не знав про мою роботу.

 

Компанії можна знайти, наприклад, в LinkedIn. Але одного алгоритму немає. Можна шукати через колег, які отримували фінансування від цих компаній. Це завжди нетворкінг: мережа колег, науковців, дослідників у компаніях, університетах, з якими ми зустрічаємося на конференціях.

 

На конференціях я шукаю доповіді у галузях, де ми можемо знайти способи використання наших матеріалів. Я слухаю їх і можу підійти після доповіді до науковця (часом це бувають і виконавчі директори компаній) і сказати: «Знаєте, у нас є нові матеріали, які можуть вас зацікавити, які можуть працювати краще, ніж матеріали, які ви використовуєте зараз. Чи буде вам цікаво почитати про нашу роботу? Чи можу надіслати вам статті або зразки матеріалів?»

 

Часом це працює, проте приблизно 10% таких контактів доходять до практичних розробок, співпраці, ліцензій. У багатьох випадках нічого не трапляється. Але треба починати розмову. Зараз, може, для компаній це неактуально, але через кілька років з ними можна буде почати роботу. Треба не боятися пропонувати свої ідеї й розробки.

 

Про науку в Україні 

 

Я народився в Радянському Союзі і вважаю себе, мабуть, науковим космополітом. Я працював у багатьох країнах, і зараз працюю з колегами з усього світу, ніколи не зупиняв співпрацю з колегами з України. Але я працюю в Америці. Тому, за моєю роботою, я американський науковець. Та я сподіваюся, що зможу допомогти Україні відбудувати науку.

 

Для мене немає значення, добре науковцю в Австралії чи в Китаї. На мій погляд, наука завжди була міжнародною, і вона залишиться міжнародною назавжди. І кожна країна – частинка у цій науковій системі. І такі великі країни, як Америка, мабуть, роблять більше для науки, для появи нового знання. Україна зараз робить набагато менше. Але я сподіваюся, що у майбутньому Україна відбудує наукову систему і матиме більшу вагу. Бо без науки, без університетів не буде майбутнього України. А я хочу бачити яскраве майбутнє для неї.

 

Потрібен інтерес до науки. Треба повертати українських вчених, які працюють за кордоном. Створити можливості, щоб вони могли працювати в Україні. Треба посилати набагато більше українських хлопців і дівчат навчатися за кордоном. Багато хто з них повернеться, коли буде можливість. Я сподіваюся, що це на горизонті.

ТЕКСТ: Кирило Бескоровайний
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Статті

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам: