Химия для жизни

Всеволод Твердислов, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой биофизики МГУ:

Здравствуйте, уважаемые зрители. Сегодня у нас в гостях профессор Лунин Валерий Васильевич. Декан химического факультета МГУ, академик Российской Академии Наук. Естественно, мы будем говорить о химии, о студентах, о школьниках. Валерий Васильевич, сразу, что Вы считаете, будет главным в ближайшие 10-20-30 лет в химии и в смежных науках. Мы ведь для этих десятилетий готовим наших студентов.

Валерий Лунин, декан химического факультета МГУ, академик РАН:

Конечно, но в химии каждый день происходит что-то необычное. Поскольку основная часть органических соединений новых и неорганических получается искусственно. И большинство из них в природе не существует. Но и среди тех больших и малых молекул, которые существуют в природе, тоже очень много всего неожиданного. Вот простой пример. Вот есть один универсальный растворитель, который называется этиловый спирт. Он применяется широко в медицине, в органическом синтезе, и его предшественник в ряду спиртов метиловый спирт, то есть С3ОН, отличие всего на одну группу, NaCH2, а разница в свойствах поразительная. Молекула поддерживает жизнь и способствует получению различных лекарственных настоек и не только лекарственных, а метанол - яд.

Всеволод Твердислов:

Валерий Васильевич, я знаю Вас как специалиста в гетерогенном катализе, химическом гетерогенном катализе, и знаю, что Вы очень много занимались xлорорганическими соединениями, в одних случаях, и синтезом, в другом случае, уничтожении их. Вот расскажите на самом деле, в чем проблема вот таких вот хлорорганических соединений и где здесь катализ, потому что про катализ мы еще поговорим.

Валерий Лунин: 

Есть ведь не только проблема хлорорганических, вообще вот гетероатомных органических соединений, проблема очень серьезная. Вот, например, азотосодержащие соединения, даже самое, казалось бы, простое, не симметричный дометил гидразин. Основной компонент наших ракетных топлив. Но он настолько высокотоксичен, что даже в небольших количествах наступает цирроз печени, поражение дыхательных путей. Поэтому утилизация  старых летательных аппаратов, утилизация остатков от сосудов хранения этого компонента топлива очень серьезная задача.

Всеволод Твердислов:

Это транспортировка, просто.

Валерий Лунин: 

Транспортировка. И здесь мы начинали с того, что испытывали действие озона на вот эти азотсодержащие простые соединения. И, в конце концов, мы поняли, что если просто озоном действовать, то образуются еще более сложные.

Всеволод Твердислов:

Другие токсиканты.

Валерий Лунин: 

Да. Но если использовать катализ, катализаторы, причем катализаторы, которые бы в процессе воздействия на этот гидразин, выделяли еще и водород. Тогда мы получаем только двуокись углерода, метан и азот. Все. Полная и чистая утилизация. Вот такой яркий пример прикладного гидрогенного катализа. С хлороорганикой то же самое. Ведь если мы возьмем фосфаты масла, их ну тысячи тонн, ведь целые хранилища есть. Непонятно, что с ними делать.

Всеволод Твердислов:

Отработанные?

Валерий Лунин: 

Да, отработанные, уже использованные в промышленности. И здесь задача очень острая стояла, как убрать этот хлор, чтобы было безопасно. И такая работа в Московском Университете, на химическом факультете была выполнена. Мы создали основы гидродехлорирования с помощью катализаторов различных классов хлорорганических соединений. И вот только что, за исследование механизмов этих процессов, за создание самого этого процесса, мне, с моими сотрудниками, была присуждена Ломоносовская премия в области науки. Вот за 2009 год в Московском Университете. Это высшая награда Московского Университета.

Всеволод Твердислов:

Я очень рад Вас поздравить и я еще хотел бы поговорить.

Валерий Лунин: 

А я хочу Вас поздравить с Ломоносовской премией за вклад в развитие образования.

Всеволод Твердислов:

Спасибо большое. Так что мы оба сейчас будем получать эти премии. Валерий Васильевич, ведь катализ замечателен тем, что простой катализ дает возможность необычайно ускорить процесс, который шел бы и без катализа, но совершенно в других временах. И, самое главное, что часто бывает, идут процессы, которые практически без системы катализа нельзя сделать. Так вот. Меня занимает одна вещь, что в природе самоорганизация и управляемых и неуправляемых процессов происходит естественно во времени и пространстве. И мне кажется, что химия – это первая фундаментальная наука, которая научилась разделять время в пространстве, то есть реакция идет во времени, но и она же идет в пространстве. И, по-моему, это вот, если вот посмотреть методологически на катализ, то мне кажется, что это одно из самых высоких достижений человеческой мысли, когда мы умеем разложить многостабильный процесс синтеза или деградации веществ, разложить так, чтобы они были в каждом месте регулируемы. Как строится конструкция химического процесса?

Валерий Лунин: 

Ну, вот как мы рассказываем студентам, хорошие педагоги рассказывают и школьникам в школах. Самый совершенный реактор - это человеческий организм, где все процессы протекают под действием биоферментов, биологических катализаторов. Это настолько совершенная система, что создать нечто, но уже искусственно – это очень сложно. Но и в тоже время, если взять современную промышленность химическую, то 90% всех процессов – это каталитические процессы. Начиналось с синтеза аммиака, азот и водород, и нужен был катализатор, катализатор был создан и сложный железный катализатор, железосодержащий, и вот за эти столетия он практически не изменился, что существует явление катализа. И только совершенствуется. А сам аммиак, который получается при взаимодействии азота и водорода, это один из основных продуктов современной химической промышленности остается. И азотная кислота, и красители, и все остальное. Это тоже простой пример прикладного катализа.

Всеволод Твердислов:

Какие главные сейчас крупнотоннажные производства в химии, я не говорю о тонких технологиях, это может быть чуть позже. А вот самые крупнотоннажные какие сейчас?

Валерий Лунин: 

Тонкий органический синтез – это вообще отдельная область химической науки и химического знания. Там все процессы должны быть высоко силиктивны, то есть нужно подбирать катализаторы таким образом, чтобы реакция протекала только в том направлении, которое нам нужно. А ведь они последовательны, может много продуктов образоваться. Но если взять нефтехимию и нефтепереработку, то это все катализ, понимаете. Все катализ. Все процессы, начиная с разделения на фракции химических, нефтехимических продуктов, углеводородов – это процесс каталитический, если превращение, получение моторных топлив, отдельных классов соединений,- это все каталитический процесс. И совершенство идет уже в области именно не только в высокой производительности, но и в высокой избирательности процессов. А если говорить о будущем в этой области, то сейчас появился новый подход в химии. \"Зеленая химия\".

Всеволод Твердислов:

Я знаю, химический факультет очень этим озабочен.

Валерий Лунин: 

Да, у нас есть центр \"зеленой химии\". Мы в прошлом году провели вторую международную конференцию по \"зеленой химии\". Первая была в Германии, вторая была в России, в которой приняло участие более 150 иностранных ученых ведущих университетов и центров мира. А почему такое внимание? Потому что основные принципы \"зеленой химии\" сводятся к тому, чтобы минимизировать воздействие от осуществления химического процесса на окружающую среду, минимизировать вред.

Всеволод Твердислов:

В процессе и на выходе.

Валерий Лунин: 

Да. И здесь возникают уже нетрадиционные подходы к осуществлению химических реакций. Ну, например,  вот уже почти пять лет, мы издаем журнал, я-главный редактор этого журнала, называется «Сверхэтические флюиды. Теория и практика». Сверхэтические среды, например, диоксид углерода, углекислый газ, который мы выдыхаем, и идет сейчас беспокойство в обществе по поводу парникового эффекта. Вот если его привести в сверхэтическое состояние, повысить давление, температуру, он начинает действовать как универсальный растворитель для осуществления органических реакций. И как только снижаются параметры: давление, температура, он снова становится...

Всеволод Твердислов:

Газом.

Валерий Лунин: 

Газом, отделять нечего. Мы получили конечный продукт и не надо отделять растворитель.

Всеволод Твердислов:

Совершенно неожиданный ход.

Валерий Лунин: 

Да, существует процессы уже, скажем, завод работает по выделению кофеина из кофейных зерен с использованием этого самого диоксида углерода. Мы сейчас исследуем у себя получение наноматериалов, и вообще катализ – это явление наноразмерных эффектов.

Всеволод Твердислов:

Конечно. Валерий Васильевич, как Вы думаете, все-таки какие направления химии Вы бы выделили, какие Вам кажутся интересными и важными? Все, конечно, важны. Но вот все-таки Вам, как декану, который будет учить и ориентирует наше малое поколение на завтрашний день.

Валерий Лунин: 

Вот сейчас, если взять ту же авиационную промышленность, современный \"Боинг\" процентов примерно на 60 использует синтетические материалы, полимерно-конституционные материалы. И мы в тесном сотрудничестве, уже многолетнем сотрудничестве с Институтом Авиационной Промышленности создаем такие новые материалы. Получение пластиков современных, получение соединений, которые бы поглощали все радиоволны или отражали, то это задача номер один для будущих летательных аппаратов, космических тел. Но Космос требует, конечно, своего подхода, новых материалов, и в этом отношении возможности химии неисчерпаемые.

Я вообще считаю, что естествознание – это область, где формируется мировоззрение человека. Взять школу, когда мы узнаем мир, когда мы понимаем, что такое вода, что такое кислород и что такое азот. Вот он не поддерживает горение, кислород поддерживает. Познание мира такое яркое. То же самое электричество, понимание, как это возникает.

Всеволод Твердислов:

Так это и в 30 лет, и в 60.

Валерий Лунин: 

Важно, когда это все формируется в детстве, поэтому, понимаете, вот естествознание – это основа мировоззрения человека. Его нельзя сократить. Вот сегодня базисный учебный план в средней школе предполагает, что химия преподается один час в неделю, физика два часа в неделю, математику тоже пытались сократить, но тогда люди просто были бы невежественными. И, конечно, в этих условиях нужно очень сбалансировано подходить к формированию программы средней школы, понимаете, это тоже будущее, кто придет к нам в университет и университеты России и мира.

Всеволод Твердислов:

Что значит придет? К нам приходят люди существенно менее грамотные, чем приходили 10 и 15 лет назад.

Валерий Лунин: 

Да, 15 лет назад. Они не могут понять те проблемы, которые мы понимаем.

Всеволод Твердислов:

Сейчас, я знаю, физическому факультету, и я знаю, что у моих братьев на химическом факультете, то есть мы практически должны латать то незнание, которое приходит к нам из средней школы, дети в этом не виноваты. У меня ощущение, вот какое, что ориентация руководителей нашего образования в значительной степени связана с тем, что они ждут заказа от рынка. Это очень хорошо, но это одноходовой способ обучения. Я уже не первый раз об этом говорю. Рынок никогда не потребует обучения, образования, на послезавтра. Вот что Вы думаете по этому поводу?

Валерий Лунин: 

Я думаю, что вообще говорить об убеждениях наших руководителей в том, что менеджер способен решить любую проблему. Вот наш министр, с ним можно разговаривать, но когда я его спрашиваю: «Андрей Александрович, вот мы переходим на новую систему оплаты труда в ВУЗах. Как будет формироваться зарплата моих заместителей?», он говорит: «А по закону «О высшем образовании» у Вас не должно быть заместителей, Вы должны управлять химическим факультетом и все. Вы не должны заниматься наукой, Вы не должны читать лекции». «Но тогда, какой же я буду декан?». «А вот надо уметь». Понимаете? Ну, можно, наверное, управлять министерством, не преподавая ни разу, нигде, понимаете. Потому что на местах профессионалы. Но самая высшая форма организация общества, я считаю, когда профессионализм сочетается на всех ступенях, от министра и до учителя. Мы работает со школами.

Всеволод Твердислов:

Расскажите, химфак – это один из самых успешных факультетов, которые четко и с традициями работает.

Валерий Лунин: 

Традиций развиваемых и более того, единственная Всемирная олимпиада, которая дважды прошла в России за последние 10 лет – это Всемирная химическая олимпиада. Это был 96-ой год и 2007-ой год, когда приехало 68 государств. И что показательно, что наши ребята пока еще получают либо все 4 золотые медали, либо 3 золотые, 1 серебряную, как это было в Англии в этом году. И это действительно талантливейшие юные химики.

Всеволод Твердислов:

А расскажите, что это за ребята были. Ну, примерно, откуда, что.

Валерий Лунин: 

Ну, вот где есть хорошие учителя химии, а мы их всех знаем в России. Там есть хорошие ребята.

Всеволод Твердислов:

Валерий Васильевич, значит, всегда есть проблема вот какого рода. Или в школе и в ВУЗе давать очень общее фундаментальное образование, специализацию на его базе. Или сразу готовить достаточно специализированных специалистов. Вот что мы сейчас, как мы идем на химфаке, потому что всегда как-то удавалось сочетать, что происходит?

Валерий Лунин: 

Вот, как говорится, нам удалось пока в химическом образовании сохранить все основы естествознания. Учебно-методическое объединение университетов России по химии включает 80 с лишним химических факультетов и ВУЗов. И здесь у всех деканов, ректоров, одна позиция. Мы должны готовить квалифицированные кадры для страны. За 4 года, за 3,5, как планирует министерство, не подготовишь квалифицированного химика. Это пустая трата денег. Он не востребован на рынке труда. Вот поэтому с большим трудом нам удалось сейчас добиться решения министерства, министерство Юстиции подтвердило - 8 специальностей остаются.

Всеволод Твердислов:

Речь шла о бакалавриате сейчас, да?

Валерий Лунин: 

Наш министр в Лондоне  заявил на совещании министров образования Европы, что должно быть массовым образование-3,5 года. Где они будут работать? Непонятно.

Всеволод Твердислов:

Они же ничего не умеют.

Валерий Лунин: 

Те же, скажем, потребители наших кадров, и частные компании, и госкомпании, они нам в ответ на мой запрос по учебному плану «Как Вы будете использовать бакалавра?», они пишут: «Бакалавры нам не нужны». Это рынок труда отвечает. Поэтому здесь должны быть государственная политика. Основным направлением деятельности экономики, промышленности должны быть квалифицированные кадры. Только что прошел Второй Международный Нанофорум. Дмитрий Анатольевич выступал, наш президент, и сказал: «В 2015 году госкорпорация «Роснантех» даст стране 900 миллиардов прибыли, но для этого нужно до 15 года подготовить 150 тысяч классных специалистов в области нанотехнологий и наноматериалов». То есть будут готовить как, какими силами? Вот здесь такая серьезная проблема, мне кажется, которая требует опять же и учета профессионального мнения.

Всеволод Твердислов:

Что нужно улучшить в системе химического образования в школе. Вы об этом много думаете и знаете.

Валерий Лунин: 

Поскольку государство идет по линии ранжирования образовательных учреждений, это и в Высшей Школе, мы знаем два университета как бы наверху пирамиды, с особым статусом Московский и Санкт-Петербургский, далее идут федеральные и национальные университеты, затем идут национальные университеты, затем региональные, все это объяснимо с возможностями финансирования со стороны государства. Но школе тоже нужны профильные лицеи, и 5 лет назад МГУ, Президиум РАН учредили \"Союз центральных лицеев\" Российской Федерации, куда вошли профильные лицеи – Брянский, Орловский, Курский, Тульский, Калужский. Сейчас вот, скажем, Обнинск один нам в этом году дал 12 человек студентов на первый курс. Если у меня из 350 человек 80% - это участники, а среди них и победителей много, олимпиад разного уровня, то это люди не случайные, которые пришли к нам. И это движение, я считаю, очень успешно развивается в стране. Слава Богу, что не только ЕГЭ определяет возможность выбора.

Всеволод Твердислов:

Валерий Васильевич, и все-таки, что бы Вы сказали, как мы профессора МГУ – декан, заведующий кафедрой, как мы должны строить наши отношения со школой. Что мы все-таки можем сделать, пока мы в силах?

Валерий Лунин: 

Я вот что скажу. У нас, например, уже, наверное, последние года четыре работает дистанционное образование для всех школ России. Неделю назад с ректором мы обсуждали проблему создания школьного обучающего телевизионного канала, если в Корее их 9.

Всеволод Твердислов:

Замечательно, вот это, мне кажется, надо сделать.

Валерий Лунин: 

Причем, мы планируем совместно с СПбГУ по всем предметам, эти предметы для тех школ, для тех детей, которые хотят учиться, но нет возможности. Но Интернет доступен, доступно телевидение.

Всеволод Твердислов:

Здесь мы можем использовать то замечательное поколение, которое пришло сейчас, которое способно учить, это очень образованное поколение.

Валерий Лунин: 

Да, вот у нас дистанционное образование работает очень.

Всеволод Твердислов:

Я считаю, что это замечательная вещь, которую мы сейчас начинаем, и я на нее возлагаю очень большие надежды.

Валерий Лунин: 

Я тоже. И мы вот будем очень активно двигаться сейчас. «МГУ школе» - это целая программа будет.

Всеволод Твердислов:

Конечно.

Валерий Лунин: 

Поэтому наше взаимодействие с педагогами, наше взаимодействие с учащимися. Я получаю очень много писем от школьников с разными вопросами, по электронной почте своей. От деталей поступления, до решения конкретных каких-то вопросов. У них же голова работает и это, слава Богу, что такие дети есть у нас. Потому что, вот простой пример, я его привожу, есть замечательный Тенгемский университет в Великобритании, и мы с ним сотрудничаем тоже уже десятилетиями, и вот чтобы вызвать интерес у детей к химии, профессор этого университета ввел специализацию «Химия и танцы». Он им показывает на анимационных картинках, как молекулы движутся, и меняются свойства, меняются вообще функции, и также в танцах. Ну и как-то так народ пошел, понимаете.

Всеволод Твердислов:

У академика Бучаченко есть замечательная песня.

Валерий Лунин: 

Да, «Химия, как музыка». Но академик Бучаченко выдающийся человек, сейчас вышла его книжка. В Америке, в Англии, и он, конечно, вот новый взгляд на изотопию в химии, это сразу приведет, я думаю, в ближайшее время и в медицине, и в лекарственных средствах, потому что абсолютно новые подходы предложены человеком.

Всеволод Твердислов:

Замечательная мысль, что химия – это и хореография, это и музыка. Химия – это и Будущее. Спасибо, Валерий Васильевич.

Валерий Лунин: 

Спасибо.