Фундаментальная наука - основа технического и общественного прогресса

По итогам 2019 г. заведующий кафедрой органической химии и технологии органических веществ (ОХ и ТОВ) доктор химических наук, профессор Андрей Артурович Фокин в очередной раз стал лидером нашего университета с публикационной активности.В размещенном на сайте КПИ списке "Авторы-ученые КПИ им. Игоря Сикорского, которые имеют индекс Хирша 5 и выше" его фамилия стоит первой. Там указано, что его работы цитировались 4463 раза, а его индекс Хирша составляет 34,тоесть, 34 публикации А.А.Фокина цитировались по меньшей мере 34 раза. С ним беседует наш корреспондент.

–Прежде всего хочется узнать, чем обусловлен ваш успех?

– Если проанализировать, которые ученые в Украине имеют высокие показатели цитируемости, то можно заметить, что все они работают в области фундаментальной науки. Наша кафедра тоже много лет занимается в основном фундаментальными исследованиями в области синтеза и изучения диамондоидов и родственных соединений.

Именно результаты фундаментальных исследований, те, которые углубляют наши знания и понимание природы, цитируются чаще. Все журналы, которые имеют импакт-фактор выше десяти, например, "Nature", "Science", "Cell", "Journal of the American Chemical Society", публикуют только результаты фундаментальных исследований и практически не публикуют прикладные работы. Прикладные исследования могут дать вам патенты, новые технологии, но почти никогда - высокие показатели цитируемости.

Хочу кое-что сказать о фундаментальной науке вообще. Мой учитель в области химии Пол Шлайер говорил, что заниматься фундаментальной наукой - это как вносить деньги на свой банковский счет, а заниматься прикладной наукой - это как снимать деньги со счета. Когда денег на счету нет, то снимать нечего. Думаю, смысл этих слов понятен. Ведь именно результаты фундаментальных исследований - открытие новых явлений, новых законов природы, получение неизвестных ранее веществ, изучение их свойств - становятся основой для разработки принципиально новых технологий, приборов и материалов. И без новых фундаментальных знаний невозможно ожидать прорывных результатов в технике и технологии.

Сегодня многие понимают, что запас фундаментальных знаний (денег на счете) уже недостаточен для того, чтобы успешно развивать прикладные исследования. Вообще во всем мире выполнение фундаментальных исследований считают одной из главных задач университетов. А фундаментальные исследования это не только поиск гравитационных волн, фотографирование черных дыр или эксперименты в Большом адронном коллайдере. Это систематические и временами рутинные исследования в самых различных областях. И в развитых странах объемы финансирования фундаментальных исследований колоссальные. Например, годовой бюджет Национального научного фонда (NSF) США, что финансирует фундаментальные исследования, составляет около 8 млрд долларов. Годовой бюджет Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) - 3,5млрд долларов. A общая сумма расходов на научные исследования в развитых странах значительно выше. В США и Китае - более чем 500 млрд долл., В Германии - 300 млрд долл.

В Украине ситуация совсем другая. Вновь Национальный фонд исследований объявил на этот год конкурс проектов на общую сумму около 350 млн грн - чуть более 10 млн евро. Примерно такое финансирование получает ежегодно среднее подразделение ведущего западного университета, где отдельные гранты объемом 3-5 млн долларов не редкость. Еще один пример. Средний спектрометр ЯМР (ядерного магнитного резонанса) для рутинных исследований стоит примерно 1 млн евро. Такими спектрометрами на западе оснащены все кафедры или лаборатории, где выполняют исследования в области органической химии (а часто таких приборов несколько). И ни один импактный журнал не возьмет статью, где для нового органического соединения не приводятся спектры ЯМР ... А на всю Украину таких устройств несколько, и они не в университетах. И как в таких условиях можно ожидать высокого уровня публикаций от украинских химиков

Естественно возникает вопрос: каким образом сотрудники нашей кафедры достигают высоких показателей цитируемости - на уровне кафедр западных университетов? Замечу, что согласно приказу о премировании научно-педагогических работников КПИ им. Игоря Сикорского за публикации в 2019 году в изданиях, индексируемых в международных наукометрических базах данных Scopus и Web of Science, кроме меня, премии получили еще шесть сотрудников нашей кафедры: доценты И.А.Левандовский, Т.С.Жук, Ю.В .Рассукана; ассистент А.В.Гайдай, младшие научные сотрудники С.М.Васильева и Е.Ю.Жигадло. У нас есть еще несколько преподавателей, которые имеют индекс Хирша намного выше 5 - доценты К.Д.Бутова и В.М.Родионов, ст.н.с. П.А.Гунченко. Кстати, у меня немного совместных статей с названными сотрудниками - они работают вполне самостоятельно.

Высокие показатели цитируемости мы имеем благодаря сотрудничеству с западными партнерами. Мы выполняем совместные исследования, по результатам которых публикуем совместные статьи. Имея современное оборудование, зарубежные партнеры снимают для нас спектры, исследуют свойства полученных нами молекул; наши студенты и аспиранты по обмену работают в их самых современных лабораториях. Благодаря соглашению о сотрудничестве я имею возможность выполнять расчеты в области компьютерной химии в суперкомпьютерном центре Университета Франкфурта. Сотрудничество с западными партнерами - это единственная для нас возможность развивать фундаментальную науку на должном уровне.

– В какой именно области органической химии вы работаете?

– На нашей кафедре много лет существует научная школа с химии каркасных алмазоподобных соединений - диамондоидов, основы которой в 60-х гг. прошлого века заложил тогдашний заведующий кафедрой проф. Ф.М.Степанов. Затем эти исследования продолжил его преемник проф. А.Г.Юрченко, а сейчас продолжаем мы. В основном мы используем каркасные соединения как модели для фундаментальных исследований в области органической и физической химии. Ряд наших работ уже упоминается в учебниках по органической химии, например, в знаменитом учебнике Марча "March's Advanced Organic Chemistry".

В свое время нам удалось найти зарубежных партнеров, которые заинтересовались нашими исследованиями, нашими соединениями и их свойствами и начали исследовать возможность их практического применения в различных областях - наноэлектронике, механохимии, разработке лекарственных средств, но, опять же, на фундаментальном уровне.

– Можете привести какие-то примеры исследований?

– Например, нам удалось рассчитать методами компьютерной химии, а затем синтезировать молекулы с рекордно большими значениями длины связи углерод-углерод (С-С) - 0,171 нм против типичных 0,154 нм. Интересно, что полученные соединения оказались стабильными при повышенных температурах, как оказалось, за счет слабых Ван-дер-ваальсовых сил. Об этом опубликовали статью в журнале «Nature». В области механохимии открыли новый эффект поведения молекул на поверхности металла, где благодаря наличию жесткого диамондоидного фрагмента нам удалось сконструировать "молекулярную наковальню". И снова об этом была статья в "Nature".

Изучали свойства самоассоциированных монослоев некоторых диамондоидов на поверхности металлов. В некоторых случаях получали негативное электронное родство материала, что может найти применение в электронных эмиттерах. Об этом вышла статья в «Science».

Мы также работали над включением невуглеродных атомов (азота, фосфора, серы) в каркас диамондоидов. В результате получили наноалмазы с очень сильными магнитными свойствами. Их можно применять в томографии для повышения разрешения томографов.

Замечу, что во всех этих исследованиях мы сначала рассчитали методами компьютерной химии свойства молекул, которые собирались синтезировать, затем их получали и исследовали. Мы так действуем всегда - сначала расчеты, затем синтез и изучение свойств. Это дает возможность сэкономить много средств, так как дорожает все, кроме компьютерного времени.

Основные результаты фундаментальная наука может дать только при условии объединения усилий исследователей в различных сферах. Мы работаем с физиками, математиками, биологами, спектроскопистами, медиками. И только в условиях такого сотрудничества можно рассчитывать на по-настоящему новый результат, который будет интересным для широкого круга ученых. Именно последний фактор и определяет, примут вашу статью в хороший журнал или нет.

– Как ваши студенты приобщаются к исследованиям?

– Несомненным является то, что глубокую фундаментальную подготовку может получить только тот студент, который приобщается к научным исследованиям высокого уровня, мирового класса. И мы стараемся это делать. Как я уже говорил, студенты нашей кафедры обучаются в зарубежных университетах по программам академического обмена. Некоторые получают двойные дипломы.

В то же время, мы сталкиваемся с некоторыми негативными последствиями реформы образования. Поскольку уровень подготовки наших бакалавров очень высокий, то многие из них легко вступают в магистратуру зарубежных университетов. Так, в прошлом году из девятнадцати бакалавров семь продолжили обучение в университетах Чехии, Испании, Кореи ... Это, безусловно, связано с тем, что по окончании таких университетов есть больше шансов найти работу по специальности с приличной оплатой.

Еще одна проблема. Министерство образования и науки Украины приняло решение о том, что в нашем университете, как техническом, должна быть только аспирантура по технологии, но не по химии. В результате мои аспиранты будут защищать диссертации в Институте органической химии НАН Украины и сдавать там отдельные экзамены. Понятно, что это дополнительное общее препятствие для развития фундаментальной науки в нашем университете.

В целом отмечу, что мне все труднее убеждать хороших студентов оставаться учиться и работать в Украине. И это - еще один повод для тревоги за будущее фундаментальной науки в нашей стране.