История с графеном: Нобелевская премия, Петрик и исследования в МИЭТе

5 октября 2010 года были объявлены лауреаты Нобелевской премии по физике за 2010 год - ими стали Константин Новоселов и Андрей Гейм, бывшие российские ученые, сейчас работающие в Университете Манчестера в Великобритании. Премия досталась 1им за основополагающие эксперименты с двумерным материалом графеном. Считается, что в 2004 году ученые стали первыми, кому удалось получить графен - свободный одноатомный слой углерода - и объяснить затем его выдающиеся электронные свойства. Сразу же вслед за присуждением им Нобелевской премии в российские СМИ с открытым письмом обратился изобретатель, академик РАЕН Виктор Петрик, который документально доказывал, что открытие графена не принадлежит нобелевским лауреатам, ссылаясь в числе прочего на исследования по этой тематике, которые проводились в МИЭТе в 2000 году.

Zelenograd.ru пригласил ответить на все вопросы, связанные с графеном и его изучением в Зеленограде Ивана Бобринецкого, старшего научного сотрудника научно-образовательного центра "Зондовая микроскопия и нанотехнология" МИЭТ, уже рассказывавшего в своих интервью порталу об исследованиях углеродных наноструктур в МИЭТе. 

Графен увидели еще в советские 30-е…

- Теоретические предсказания о существовании графена были давно. Что касается самого открытия графена, то даже формулировка самой Нобелевской премии определяет заслугу Гейма и Новоселова в проведении фундаментальных исследований, открывших путь дальнейшим работам в этой области. За последние шесть лет действительно произведен колоссальный рывок в исследовании графена и его применения, в частности, в электронике. Реально же первые публикации о графене и методе его получения датируются чуть ли не 1932 годом. Есть статья советского ученого Радушкевича, известного в кругу ученых, занимающихся углеродными наноматериалами, - она датирована 1956 годом и интересна тем, что еще тогда он обнаружил, но сам этого не понял, углеродные нанотрубки - мы с вами о них говорили на прошлой встрече. В мире долгое время считалось, что углеродные нанотрубки открыл и исследовал Иидзима - все, кстати, ожидали, что именно он получит Нобелевскую премию вслед за Ричардом Смолли, который в 1981 году открыл фуллерен, "углеродный мячик" из 60 атомов углерода. Но, как известно, Нобелевская премия вручается, когда нет никаких споров, и Иидзима ее так и не дали. Возможно, когда будут созданы, – в том числе и нами в МИЭТе, - уже работающие и массово выпускающиеся функциональные элементы электроники, сенсоры, транзисторы, тогда Иижима вручат премию за основополагающие открытия, которые дали толчок этим исследованиям. Что касается Радушкевича, то в 1956 году из-за отсутствия экспериментально-исследовательской базы он не мог точно доказать, что увидел нанотрубки. Он их назвал "червеобразные углеродные структуры".

- Он их действительно видел? С помощью оборудования того времени?

- Да, он их видел, тогда уже были просвечивающие микроскопы, но не было зондовых микроскопов, которые позволяют более досконально исследовать такие структуры. Я зачитаю место из его работы, в котором он доказывает, что это были именно нанотрубки: "При действии на графеновые слои сильных окислителей в жидкой среде происходит проникновение атомов кислорода между слоями графитовой решетки, раздвижение их и образование так называемой окиси графита", - тут он ссылается на публикацию 1932 года, то есть методика расщепления графита уже была известна, - "И при известных условиях можно добиться разделения кристаллов графита на отдельные монослои". То есть, по сути, еще в 1956 году Радушкевич говорил о возможности получения графенов. Напомню, 1956 год – это время, когда только что была вручена Нобелевская премия за исследования полупроводниковых веществ и открытие полевого эффекта. Для зеленоградцев добавлю, что это в общем-то и явилось толчком для создания всей кремниевой электроники, транзисторов и всего прочего, поэтому Зеленоград неразрывно связан с этой Нобелевской премией – он был создан 1958 году.

- Вручили Нобелевскую премию – и в СССР решили создать Зеленоград…

- Да, в этом плане Нобелевская премия является отличной лакмусовой бумажкой будущего развития цивилизации, в данном случае – электроники. Ясно, что тогда даже речи не было об электронных применениях открытия Радушкевича, все сидели на ламповых элементах, и его исследование так и осталось в истории. И только в 1991 году с развитием электроники и элементной базы Иидзима открыл нанотрубки. Еще раз повторю: действительно, графены и их методы получения были давно известны в той или иной степени.

- Значит, открытие графена в 2004 году состояло не в его обнаружении?

- В 2004 году Гейм и Новосёлов предложили относительно воспроизводимый способ их получения. Способ очень простой, он называется "Расщепление высокоориентированного пиролитического графита на слои с помощью липкой ленты", так называемый pilling, "пилинг" - думаю, все знают это слово. Такой метод известен всем, кто занимается зондовой микроскопией. Кстати, действительно, Зеленоград всегда был где-то рядом с Нобелевской премией, в частности, по зондовой микроскопии. Владимир Кириллович Неволин [руководитель Научно-образовательного центра "Зондовая микроскопия и нанотехнология" МИЭТ – Zelenograd.ru] является одним из первых создателей в России зондового микроскопа для технологий, который позволяет не только видеть атомы на поверхности, но и манипулировать ими. Такой микроскоп был создан у нас в 1987 году, а в 1986 году Бинниг и Рорер, сотрудники IBM, получили Нобелевскую премию за создание зондового микроскопа.

- Значит, тут мы шли, можно сказать, параллельно с Западом?

- По сути, да. Мы всегда шли в ногу либо очень быстро подхватывали и могли достигать тех же результатов. Сегодня, - и я думаю, зеленоградцы это хорошо знают, - Зеленоград, по сути, является центром зондовой микроскопии. Здесь базируется один из крупнейших мировых производителей зондовых микроскопов, фирма НТ-МДТ, которая и была создателем нашего центра "Зондовая микроскопия и нанотехнология" – подарила центру в 1999 году первый зондовый микроскоп и помогла ему стать одним из ведущих исследовательских центров, изучающих различные материалы, в том числе и материал Виктора Ивановича Петрика. Я не отрицаю, этот материал действительно имеет в своей структуре графеновые слои, и его метод похож на методы, описанные в литературе, хотя и с новыми добавлениями. Мы тогда, при его изучении, обнаруживали нанотрубки - нас интересовали нанотрубки, это квазиодномерные проводники, и мы до сих пор занимаемся в основном именно их исследованиями.

- А в чем разница между воспроизводимым способом получения графена, который открыли в 2004 году, и тем способом, которым пришли к графену в МИЭТе?

- Сам метод "скотч-по-скотчу" применяется в зондовой микроскопии при создании тестовых структур для калибровки туннельных микроскопов. Для этого берется подложка высокоориентированного пиролитического графита… Думаю, все знают, что есть две аллотропные формы углерода – это алмаз и графит, и как раз за последнее три десятилетия произошли колоссальные открытия новых аллотропных форм: в 1981 году были открыты фуллерены-"мячики", затем нанотрубки–"волокна", и затем графен – одноатомный слой графита. По сути, высокоориентированный пиролитический графит – это стопка таких слоев. Само собой, его могли видеть те же Бенниг и Рорер в 1981 году, когда сканировали подложку графита. У нас студенты сканируют графит на лабораторных работах и видят атомную структуру поверхностного слоя – это, по сути, и есть графен, только связанный с твердым телом. Его надо отделить, и вот Гейм и Новосёлов предложили достаточно простой метод его отделения. Заслуга их именно в этом - мне самому это близко, как экспериментатору, поскольку ясно, что в основном слои получаются более толстые, чем в один атом…

- Скотч здесь – какой-то специфический термин, нечто умозрительное, или это действительно простой скотч?

- Это действительно обыкновенный скотч, который мы покупаем за 10 рублей в магазине. Гейм и Новоселов очень скрупулезно исследовали этот скотч с графитом и нашли там одиночную чешуйку, содержащую один моноатомный слой углерода - благо сейчас есть средства и зондовой микроскопии, и просвечивающей микроскопии, которые позволяют это увидеть, в 1956 году не было таких средств. Затем они провели доскональные исследования, и, главное – исследования уникальных электронных свойств графена, в частности, как так называемого "носителя с нулевой массой", условно эффективной массой, которая позволяет создавать чрезвычайно высокочастотные устройства – сейчас уже достигнута частота порядка 100 ГГц, как я узнал на последней конференции.

- Вы имеете в виду проводник с практически нулевой массой?

- Да, с носителями заряда с нулевой массой. С этим может быть связан так называемый "парадокс Клейна", и действительно, Гейм и Новоселов его обнаружили и исследовали, а также исследовали еще много дополнительных свойств. Например, обнаружили в графене "дробный эффект Холла" при комнатной температуре. И премия им была присуждена за совокупность этих достижений, за действительно скрупулезную исследовательскую работу. К такой работе мы призываем и своих студентов, когда они работают в нашем центре: если ты выбрал одно направление, ты должен в нем копаться…

- И все записывать…

- Само собой, записывать, запоминать, и обязательно – это ключевой момент – публиковать. Ибо главная цель науки и ученых – создание новых знаний и улучшение жизни человечества. Да, графен пока еще не улучшил жизнь, но новые знания Гейм и Новоселов создали, потому что пошла лавина публикаций. В том числе и в МИЭТе серьезно подошли к графенам – в этом году в журнале "Российские Нанотехнологии" вышла наша первая публикация, в которой официально звучит слово "графен". Нам, правда, был неинтересен сам графен, как моноатомный лист - мы посмотрели, что будет, если из графена сделать квазиодномерный проводник, и для этого мы дополнительно вырезали из него тонкий канал, мостик. Оказалось, что там действительно возникают большие механические напряжения, которые создают нелинейные эффекты, и это уже тема наших сегодняшних исследований в МИЭТе.

Исследования нанотрубок в МИЭТе начались с мешков "углеродного пуха" Петрика

- История вышла очень забавная, и она, на самом деле, характеризует сегодняшнее состояние российской и зарубежной науки. Итак, повторюсь, наши исследования, - и моя диссертация, собственно, - касались исключительно квазиодномерных проводников. Я все-таки верю в их будущее, причем, именно квазиодномерных проводников на углеродной основе, потому что все люди и высшие организмы так или иначе состоят из углерода… В Зеленограде в рамках Пятого московского Дня науки недавно прошла конференция, где я читал популярные лекции по теме своей работы, и вот меня поразило: на мой вопрос, что такое углерод, по-моему, восьмиклассник Дамир из 604 школы сказал, что углерод – основа жизни. Я хотел бы, пользуясь случаем, поблагодарить его учительницу химии, которая дает своим ученикам такие знания. Действительно, углерод - это не просто алмаз и графит, но и основа жизни, поэтому я верю в будущее именно таких структур.

Итак, вернемся к МИЭТу. Мы формировали квазиодномерные проводники сначала на углеродных пленках, напыленных методом термического распыления или электродуговым методом, они получались достаточно аморфными, поликристаллическими, и это вызывало разогрев и выгорание углерода при протекании в них больших плотностей токов. В 2000 году у нас на основе чтения литературы возникла мысль использовать проводники, обладающие более совершенной кристаллической структурой. Такими проводниками, известными уже 10 лет, были углеродные нанотрубки – они были открыты Иидзима, японским исследователем из фирмы Neck, в 1991 году, он их досконально исследовал, хотя еще в 1956 году Радушкевич тоже наблюдал эти структуры, и сейчас это уже признано в мире. И у нас встал вопрос, откуда нам взять нанотрубки – либо самим их производить, либо купить. Интернет уже тогда был наполнен информацией, и выяснилось, что американские компании продают их по цене 1000 долларов за грамм, а китайские – по 30 долларов за килограмм.

- Китайские нанотрубки, конечно, всегда дешевле :)

- Да, но мы как-то побоялись брать китайские нанотрубки и написали запрос о покупке миллиграмма за 100 долларов в американскую компанию, как раз связанную с нобелевским лауреатом Ричардом Смолли. И, - на этом я хотел бы акцентировать внимание, – нам в 2000 году пришел ответ из этой компании: "мы очень рады, что и вы в России также занимаетесь нанотехнологией и интересуетесь нанотрубками, но…". Согласно постановлению Конгресса США есть ряд стран, таких как Иран, Ирак, Афганистан, Корея и, в том числе, Россия, которым запрещена продажа высокотехнологичной продукции, которой тогда считались и, я думаю, сейчас считаются нанотрубки. Всё, мы оказались отрезаны. Сейчас, за эти десять лет, мы уже установили контакты со всеми российскими производителями нанотрубок, мы их исследуем, проверяем, мы их сертифицируем с помощью наших зондовых методов и мы действительно являемся одним из ключевых игроков на исследовательском рынке, если так можно сказать, в сфере наноматериалов и, в частности, углерода. А тогда мы не знали никого, и для нас это было некоторым шоком - что мы, оказываемся, исключены из научно-технического прогресса такими законами.

- Это на самом деле интересно, потому что считается, что это российская наука неспособна интегрироваться в мировую – ее упрекают и в том, и в сем… Но ведь сложно интегрироваться, когда никто и не пускает?

- Да. И вот в этот момент у нас как раз и появился материал Петрика, как мы его и называли, – два мешка черного углеродного пуха, очень легкого, в котором, как нам было сказано, находятся нанотрубки. И мы, имея один микроскоп, подаренный НТ-МДТ, стали активно исследовать, из чего он состоит. Конечно же, мы искали там нанотрубки.

- Вы это делали совместно с Петриком – он сам на вас вышел, предложил материал, захотел этих исследований?

- Сначала появился материал. На какой-то конференции Владимиру Кирилловичу передали пакетик, потом принесли мешки, в результате чего у нас студенты на лабораторных работах измеряли сорбцию – делали фильтры.

- Фильтры Петрика?

- Нет, просто исследования. Кстати, весь этот спор по поводу фильтров Петрика мне кажется наигранным, потому что элементарно проверить, насколько фильтр хорош или плох – собственно, у нас студенты это и делают на лабораторных работах. Для этого нужно оборудование на сумму всего лишь в 100 тысяч рублей: потенциометры, кондуктометры, фотометры, которые меряют жесткость воды, ее химический состав. На прошедшей только что нашей зеленоградской конференции школьники представляли микроскоп, который определяет состав металлов в морковке - как раз автор этого проекта получил премию. То есть, для таких опытов не нужно сложного оборудования, и даже наши студенты на лабораторных, не зная, что они вступают в такой большой спор академиков, просто проводили исследования и показали, что традиционные фильтры на порядок хуже фильтруют, чем тот материал, который нам предоставил тогда Виктор Иванович Петрик.

- Давайте позже поговорим подробнее о фильтрах и других изобретениях Петрика…

- Да. У нас сначала был его материал, который мы исследовали - первый наноразмерный материал, который мы получили в свое распоряжение. В 2000 году я был студентом пятого курса и начал отрабатывать свою методику исследований его на воздухе, в атмосферных условиях, где есть абсорбат и пыль, и нужно все это отделить и увидеть при работе с нанометровыми углеродными частицами. Мы получили колоссальные результаты - обнаружили нанотрубочки, которые меня и интересовали. Конечно, мы видели и чешуйки, но мы их не рассматривали как... Возвращаясь к Новоселову: в этом плане первой всегда должна быть идея. У Новоселова была идея, он хотел увидеть графен, и он его нашел, потому что в куче любого мусора и пыли действительно можно найти все, что угодно. Мы же хотели найти нанотрубки, и мы их нашли, и первые работы по созданию элементов электроники были так или иначе связаны именно с этими нанотрубками. Но материал Петрика, как я уже сказал, обладал различными структурами. Там были и чешуйки графита, это могли быть графены, потому что технология его получения действительно соответствует технологии получения графена, я цитировал это. Там были и нанотрубки, но их было очень мало, нам трудно было их выделять, поэтому сейчас мы уже работаем с нанотрубками 100%-ной чистоты - из Черноголовки, из Тамбова, из РХТУ Менделеева, где получают углеродные нанотрубки в большом количестве. Они очищенные и гораздо более дорогие - тот мешок, по-моему, нам почти ничего не стоил, а сейчас цены на нанотрубки чуть-чуть упали, но порядок остается тот же, около 500 долларов за грамм однослойных чистых нанотрубок. Вот такие исследования мы и проводили, развивали свою методику, исследовательскую базу - и сейчас МИЭТ является одним из центральных исследовательских институтов в области зондовой микроскопии, к нам приходят заказы на сертификацию различных материалов.

- Получается, что исследования Петрика и исследования Новоселова и Гейма шли параллельно, и графен был получен не только ими? Петрик прав, заявляя, что он получил графен?

- Я читал публикацию Петрика и не увидел там ничего подобного. Он говорит, что мы параллельно занимались исследованиями свойств его материала.

Но нас интересовали нанотрубки, мы исследовали их электронные свойства. Да, здесь есть ключевой момент: нанотрубка сама по себе - это свернутый в цилиндр графеновый листок, и мы действительно это обнаружили и потом сделали публикацию на эту тему. Мы считали, что раз методика основана на расщеплении графеновых слоев, то это должно приводить к их механическому сжиманию и скручиванию. В частности, мы базировались на публикациях Шиояма 2001 года, где он описал получение близким методом расщепления графита свернутых в трубки листов графена, так называемых трубок свиткового типа. Собственно, их исследованием мы и занимались. Уникальность же работы Новоселова заключается в том, что он получил свободный, не свернутый лист графена - условно свободный, да, он все равно лежит на подушке оксида кремния, он зафиксирован. В этом плане метод "скотч-по-скотчу" универсален, потому что он переносит графен с одного твердого тела на другое твердое тело, минуя стадию свободного состояния графена, где с ним могут произойти различные изменения.

- Исследования материала Петрика и их итоги были зафиксированы в ваших совместных публикациях? Какие-то дальнейшие исследования проводились?

- Появилось две публикации, первая - по разработанной нами методике исследования углеродных наноструктур на воздухе на базе его материала. Материал был действительно интересный. И такое исследование было уникальным не только для России, но и для всего мира, потому что за рубежом не заботятся о количестве денег и времени на исследования и используют обычно высоковакуумные установки, где откачивается воздух и проводится отжиг графита. Мы же это сделали "он-лайн" - получили материал и сразу же его исследовали. И вторая наша публикация была связана с транзисторным эффектом, обнаруженным на нанотрубках подобного рода, и посвящена их использованию как элемента электроники. Сейчас мы уже работаем с однослойными нанотрубками, получаем их чистейшими, массово, и последняя наша работа связана с созданием на кремниевой пластине целых систем, содержащих одиночные волокна из нанотрубок. А Виктор Иванович Петрик пошел другим путем - измерением их абсорбционных свойств, поэтому мы разошлись в своих исследовательских интересах.

- Раз есть масса исследований углеродных наноструктур, идущих параллельно в России и в мире - насколько они открыты? Вы взаимодействовали с группой Новоселова-Гейма в смысле обмена информацией? Почему в России – не вы, но, может быть, Петрик или еще кто-то – не довели исследования графена до таких же результатов, которые получили Новоселов и Гейм?

- У нас не стояло такой задачи. А с Виктором Ивановичем Петриком оказалось сложно работать, потому что он очень скрытен в плане своих результатов. Еще раз повторю: главная задача науки - это создание новых знаний, в частности, через публикации. Виктор Иванович оправдывается, что при этом возникает опасность заимствования технологий, которые пытаются скрывать в патентах – и, возможно, так и есть. Но, как говориться, волков бояться – в лес не ходить.

- У Новоселова-Гейма тоже есть патенты на какие-то технологии, которые они не раскрывают?

- Не знаю, технология, на самом деле, очень простая. Кстати, с Новоселовым я никогда и не пересекался - он не приезжал даже на те конференции, где он был заявлен в качестве соавтора. Приезжал Морозов, его первый соавтор по публикациям, не вошедший в число лауреатов Нобелевской премии, - но он, как видите, не заявляет никаких претензий. И на последней конференции в Канаде в июне этого года мы пересеклись с Геймом. Главным вопросом у нас к нему было "Вы действительно получаете графен "скотч по скотчу"?..", то есть, как я вам рассказал. Он ответил: "Да, действительно, "скотч по скотчу", а потом неделю ищем одиночный лист графена". В этом плане далеко ушли компании – например, Samsung…

"Россия не должна упустить промышленного освоения графена, но пока этим занимаются только малые фирмы"

- Сейчас оно уже развивается в мире. Это ключевой момент, и здесь мы можем обратиться, например, к Виктору Ивановичу Петрику… Сейчас промышленное получение графена, в частности, для электроники развивают все-таки не институты, а компании - Samsung, Fujitsu, IBM.

- Значит, Петрик пошел этим путем - патентованием и промышленным выпуском продукции, созданной на базе его исследований?

- Мы готовы были к дальнейшему сотрудничеству - исследовать материал, улучшать его свойства, уменьшать количество примесных форм углерода и увеличивать количество, например, чистого графена или нанотрубок, которые нас тогда интересовали. И сейчас мы работаем с российскими производителями графена, исследуем и сертифицируем их материал. Скажу, что графена получают пока очень мало - миллиграммы, которые остаются после всех процедур очистки, окисления и восстановления, и которые приносят нам на исследования. Действительно, графен сейчас самый дорогой материал в мире. И промышленное его освоение не следует упустить России.

- А сейчас в России есть корпорации, которые занимаются этим?

- Есть малые компании.

- В своём интервью порталу "Наука и технология России" вы говорили, что на Западе большой толчок к изучению и внедрению графена дают именно корпорации, которые уже сейчас прилагают массу усилий, чтобы получать графен в промышленных масштабах. А у нас этим занимаются только малые компании?

- Ответ очевиден. Samsung это нужно, например, для создания дисплеев. Графен за шесть лет прошел такой гигантский путь, на который нанотрубки потратили пятнадцать лет исследований – поэтому, я уверен, лет через десять-пятнадцать мы уже будем иметь графеновую "электронную газету": сложенный лист "бумаги", состоящий из полимера, одним слоем которого будет прозрачный высокопроводящий графеновый слой. Такая газета будет получать из Интернета свежие новости, это возможность не переводить бумагу, экономить лес и т.д. Таким может быть одно из ближайших применений графена для массового пользователя. Ясно, что Samsung хочет делать мониторы, IBM – быстродействующие эмиттеры и транзисторы, но это более долгосрочные перспективы, под это надо менять всю элементную базу электроники. Здесь, опять же, Зеленоград может оказаться в центре всего, являясь центром электроники, но ясно, что за период кризиса, - я имею в виду период с девяностых годов прошлого века, - мы несколько отстали в электронике. Возможно, наши известные зеленоградские компании, которые могли бы быть заинтересованы в применении графена в электронике, не найдут на это денег. Конечно, нужно государственное участие, чтобы не упустить технологии, которые можно развить. Тут можно привлечь и технологии Виктора Ивановича Петрика, и другие технологии. Сейчас, например, развивается метод технического осаждения графена из газовой фазы – в том числе и у нас в МИЭТе, на соседней кафедре. Нужно не упустить эту технологическую составляющую, чтобы позиционировать Россию как инновационную страну.

- Об интересе государства к графенам пока не слышно. А Петрик пишет, например, в своем блоге: "…После я создал фильтры, в которых сорбентом служит УСВР и тем самым нашел для него коммерческое применение сначала в качестве сорбента для очистки воды, а затем я обнаружил, что пластины из УСВР – это низкотемпературный термопреобразователь тепловой энергии в электрическую. А ведь это и есть та самая "новая энергетика", о которой сегодня столько разговоров! Так что мои разработки – это первое применение на практике новых физических свойств графенов". То есть он сам, собственно, уже начал заниматься тем, чем занимаются IBM, Fujitsu, только не в сфере микроэлектроники, а в каких-то других областях?

- Наверное, это так. Действительно, он начал этим заниматься после наших исследований, они его очень стимулировали и, собственно, благодаря им появились публикации по этой теме. Повторюсь, с Виктором Ивановичем сложно было работать потому, что он не давал никакой информации о методе получения своего материала. А так как я себя все-таки считаю ученым, я не могу работать на неизвестном материале, я должен знать предысторию. Ведь вся история науки – это расширение новых знаний за счет базиса из старых знаний. И Виктор Иванович не давал нам этих знаний. Только когда мы получили колоссальные и красивые результаты, - нанотрубки, чешуйки и все прочее, - он дал нам наконец-то свой патент 1999 года о получении углеродной смеси высокой реакционной способности, который сейчас, я думаю, открыт. И здесь я согласен с его критиками: в патенте не написано слова "графен", там есть "углеродная смесь", первенство в получении которой действительно принадлежит ему, это запатентовано. Для нас, по сути, этот патент явился отправной точкой. И я хотел бы порекомендовать Виктору Ивановичу: всё-таки, если всё это делается - не нужно, нельзя бояться. Это наука, за нее иногда можно и пострадать, но нужно публиковать все результаты на суд зрителя. Главная заслуга Гейма, Новоселова, их коллег – в том, что они докладывали обо всех своих исследованиях, все это обсуждалось и в итоге дало тот фундамент, на котором разрослись сегодняшние исследования других научных групп. А после Нобелевской премии, я уверен, графеновые слои начнут делать даже студенты и школьники. И вот этих новых знаний Виктор Иванович человечеству не дает.

- Возможно, у него есть опасения, что "западное" человечество эти новые знания возьмет и получит за них Нобелевские премии, разовьет их в бизнесе каких-то больших корпораций? Может быть, речь идет о том, чтобы закрыть это и оставить в России? Или это все-таки скорее "оставить себе"?

- Вот в том-то и дело. Все-таки в России есть куча способов не раскрывать основные тайны, но при этом публиковаться. Или хороший пример - создатели зондового микроскопа Бенниг и Рорер, которые продолжают трудиться в фирме IBM за зарплату и делать новые открытия, при это зондовые микроскопы производят и другие компании, в частности, у нас в Зеленограде. Да, Бенниг и Рорер запатентовали свое изобретение и, скорее всего, получают какой-то процент со всех продаж зондовых микроскопов в мире, в том числе и с продаж в России. Но при этом они продолжают заниматься наукой, потому что в этом призвание ученого. Ученый может и пострадать, не каждый ученый в финале своей деятельности может получить тот результат, к которому шел, - я это осознаю, как человек, занимающийся наукой. Но я вот сейчас вам рассказываю о нанотрубках, об их применении и потенциале в будущем, и я действительно в это верю, я это предвижу – предвидение ученого, это такое состояние. Новоселов и Гейм предвидели свой графен, и они его получили. Поэтому я не согласен с Виктором Ивановичем - публиковаться в открытой печати обязательно надо, и тогда мировое сообщество примет. Альтернативного способа делиться знаниями нет.

- А какие МИЭТ видит перспективы практического применения графена? В прошлом интервью вы говорили, что ваш аспирант Константин Горшков уже разрабатывает электронику на основе графена - то есть какие-то разработки в МИЭТе уже ведутся?

- Да, в МИЭТе уже есть две группы, которые ведут их параллельно, независимо. Наша группа, как это было и десять лет назад, связана с наноэлектроникой, поэтому мы пытаемся модифицировать графен, делать в нем литографические рисунки, то есть уменьшать графеновый слой. Графен это слой толщиной всего лишь в один атом, но зато планарно он может занимать до нескольких микрон, – и это первое открытие, которое сделал Новоселов. Сейчас уже компании IBM или Samsung получают графеновые слои до десятков сантиметров, и их применение в электронике – это, конечно, высокочастотная электроника. Благодаря нулевой квазимассе - эффективной массе носителей заряда – на нём можно достигать сумасшедших частот. Частота современного транзистора в компьютере, как знает любой школьник – 3ГГц, а в графеновых структурах уже достигнуты частоты до 100ГГц, в 30 раз выше, и это еще не предел при соответствующей отработке технологии. Это дает шанс созданию аналоговой электроники – телефонов, устройств радиосвязи, радаров, медицинской аппаратуры для рентгеновской спектроскопии и различных видов томографии. С цифровой электроникой, как раз с компьютерами, есть проблема: там нужно выключать проводимость графена, а графен – полуметалл, и полностью перекрыть в нём канал электронов сложно, соотношение тока включения-выключения составляет около 100, и это очень мало, велики токи утечки. А в интегральных схемах могут быть сотни миллионов таких транзисторов, будут колоссальные нагревы. Поэтому цифровая электроника и компьютеры пока еще отстают, возможно, будут перспективы, - здесь я буду аккуратен. А применение в аналоговой электронике однозначно, и самое простое - это прозрачные высокопроводящие слои: экраны мониторов, одна из обкладок солнечных элементов, электронная бумага, гибкие дисплеи… Тут же встаёт вопрос об эффективности – такой слой должен пропускать весь свет и хорошо отводить все получаемое электричество. При этом графен еще и очень прочный материал, сравнимый по прочности с алмазом. Вот такие применения у графена в электронике, и мы сейчас "щупаем" это направление. Я ожидаю массового всплеска исследовательского интереса к графену во всем мире.

- А в МИЭТе будет такой всплеск?

- В МИЭТе он уже идет. У нас этим направлением занимаются аспиранты и студенты, и я не думаю, что мы будем усиливать эту тематику - посмотрим, подождем. Сейчас у нас снова возникла проблема десятилетней давности: мы не хотим производить графен, мы все-таки не химики, и мы захотели его купить. И вот опять мы уже месяц переписываемся с американской компанией, которая уверяет, что продает чуть ли не пластины по 100 мм выращенного химическим методом графена - и опять возникли сложности. Вроде бы они уже готовы продать, но предоставили такой сервис запроса, который не позволил нам в результате заказать эти графеновые слои. Поэтому я снова возвращаюсь к тому, что мы должны разрабатывать промышленное освоение графена в России. В МИЭТе на соседней кафедре развивают эти методы, но такие исследования вне конкуренции с большими корпорациями. Среди применений графена - и космос, и связь, и безопасность нашей страны, поэтому важно не упустить и развить эту технологию в России.

МИЭТ ждет научно-технических творцов

- Я не стал бы, действительно, "лжеученый" и "лженаука" - это понятия всё-таки… Вы знаете, мне нравится цитата из Экзюпери, который говорил "Никогда не боритесь "против", всегда боритесь "за". Будете бороться "против" - проиграете!" Вот эти обвинения в "лженауке" и призывы бороться с ней – это неправильно. Действительно, есть различные мнения, есть заблуждения, - в конце концов, возможно, и я заблуждаюсь, когда говорю, что нанотрубки будут доминировать в области электроники в следующем веке. Вот у нас сейчас в Москве и в России развивается научно-техническое творчество молодежи, мы с вами это как раз видели на зеленоградском Фестивале Дня Науки, где молодые школьники, которых еще рано называть учеными, что-то изобретают и показывают. И Виктора Ивановича Петрика я бы назвал научно-техническим творцом. А если он все-таки хочет перейти в категорию ученых – то, как ученый, он должен делиться своими результатами с миром и не бояться, идти вперед, не оглядываясь ни на какие камни, которые бросают ему вслед.

- Ваше личное мнение как ученого – его эксперименты и их интерпретация, они правильные? Новая энергетика, которая основывается на энергии выхода электронов в низкотемпературных источниках электроэнергии - это действительно перспективно?

- Ну, с энергетикой… это не моя область, мне трудно оценить. Что я могу сказать? Это одно из исследований. Холодный термоядерный синтез, например, у нас исследуется уже 20 лет, и мы пока не имеем термоядерных реакторов на его основе. Исследований в области альтернативной энергетики множество. В частности, графен может помочь в известной уже 30 лет фотоэлектронике - повысить КПД солнечных батарей. По каждому исследованию нужны публикации, а не просто мнения, которые нельзя без них составить. А пока есть только новости СМИ, которые не являются основанием, чтобы что-то утверждать…

- Вобщем, недостаточно информации для высказывания каких-то научных мнений за или против?

- Конечно, недостаточно, поэтому я бы и другим ученым не советовал высказываться, когда есть очень слабая база для таких высказываний. Исследования должны существовать как творческий научный процесс, и я считаю, что никакие препятствия не должны ему мешать, - мы это уже прошли в советское время, вспомним Вавилова, генетику, кибернетику. Думаю, мы не должны допускать таких вещей в нашей современной России.

- У меня такой вопрос возник в итоге разговора о Петрике: если он сам не дает научные обоснования своим экспериментам, не публикует их результаты - не мог бы, например, МИЭТ сыграть роль независимой лаборатории, повторить его эксперименты и углубить его исследования на благо науки?

- В этом плане мы всегда открыты.

- Он сам к вам должен прийти?

- Да. Мы ждем Виктора Ивановича, ждем его материалы, мы готовы продолжить все исследования, которые начинали десять лет назад, если он действительно хочет развить свою технологию, создать массовое производство графена, - как я говорил, это сейчас главная мировая проблема. Наши двери всегда открыты для всех творческих ищущих людей, такова наша политика.

Елена Панасенко