Вячеслав Бузник: "Арктика — это, конечно, модно сегодня. Но для России эта тема всегда будет актуальной".
Новые материалы и технологии для освоения Арктики стали темой конференции в ТГУ, собравшей лучших специалистов в сфере химии и материаловедения. Мы подготовили серию интервью с людьми, результаты исследований которых направлены на успешное освоение Арктики. Первым собеседником наших корреспондентов стал Вячеслав Михайлович Бузник – академик РАН, советник генерального директора Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), а также научный руководитель лаборатории ТГУ «Полифункциональные химические материалы».
ТГУ сыграл в моей жизни важную роль. Университет научил меня самому ставить задачи и решать их. Нельзя научить всему сразу, передать все знания, но можно дать столько, чтобы человек не потерялся в меняющемся мире. Мой путь и в географическом, и в научном плане был очень извилист. После университета я по распределению поехал в Красноярск, где работал в институте физики, и защищал кандидатскую по радиофизике, она была связана с исследованиями метода ядерного магнитного резонанса фторидных соединений, интерес к методу появился ещё в университете. Докторскую диссертацию я защищал уже по двум специальностям: физическая химия и физика твердого тела. Ну а потом судьба отправила меня попутешествовать по России, я стал директором Института химии во Владивостоке, затем работал в Хабаровске, председателем научного центра. Работал в новосибирском Академгородке, и потом уже попал в столицу.
Сейчас я занимаюсь вопросами материаловедения, но не бросаю начатого когда-то. Мы не расстаемся с коллегами, с которыми свела работа, (с некоторыми – по полвека!), поддерживаю связь со своими коллективами. В ТГУ я работаю на кафедре неорганической химии, а также руковожу лабораторией «Полифункциональные химические материалы». Стараюсь не терять связь со своей Alma mater.
Сегодня моя тематика – арктическое материаловедение. Это направление показалось мне интересным, учитывая, что я с 1963 года, с приезда в Томск, имею опыт проживания в холодных температурах, который прервался только в 2005, когда я оказался в Москве. Сегодня эта тематика стала очень важной, но исследования еще предстоит привести в некоторую систему, чтобы рассчитывать на научный результат. Одно из направлений — получение высокопористых керамических материалов, они разрабатывались в ВИАМ для термо- и огнезащиты обшивки «Бурана» («Буран» — орбитальный корабль-ракетоплан советской многоразовой транспортной космической системы (МТКС) – прим. редакции). Великолепные качества, термостойкость, но в Арктике этот материал неприменим из-за высокой влажности. Термостойкость достигается за счет высокой пористости, это прекрасный изолятор, но и поглощение воды очень сильное, до 2000 процентов собственной массы. Вода губит теплозащитные свойства, а два-три цикла перехода наполненного водой материла через нулевую температуру приводят к его разрушению – лед его разрывает! Мы ищем способ, как преодолеть эту проблему, при этом мы используем предыдущий мой опыт работы со фторполимерами, а это материалы, которые обладают гидрофобными свойствами.
Второе направление связано со льдом, увеличением его прочности. Лед — великолепный материал, который может быть использован в арктических условиях по трем причинам. Это прекрасный сырьевой ресурс, вода же всегда есть. Это энергетический ресурс — холод тоже имеется. И эксплуатационный период достаточно большой, на севере тепло только два-три месяца. Материал применяется сотни лет при строительстве сооружений у эскимосов и якутов. Но он имеет недостатки. Природа устроена так, что достоинства материала нивелируются его недостатками. Первый недостаток льда — это, конечно, хрупкость. Над ним надо трястись как над зеркалом! Он не деформируемый. C ним можно работать только при определенных температурах. Как улучшить способы работы с ним? Сегодня мы идем двумя путями. Химическим — добавляя высокомолекулярные соединения в малом количестве, которые встраиваются между зернами льда — как и металл, лед имеет зернистую структуру, влияя на прочностные свойства. Такой подход используется для бобслейных трасс и конькобежных сооружений, где борьба идет за сотые доли секунды. Второе направление было подсказано опытом соседних лабораторий института. Институт давно работает над полимерными композитами для авиации, которые гораздо легче алюминия. Сейчас материалы — полимерные нити, залитые эпоксидной смолой — могут заменить даже металлические корпуса летательных аппаратов. И мы задумались: почему бы такие нити не заливать водой – делая их арматурой для льда. Мы рассчитываем, как волокна должны располагаться во льду, вычисляем функциональность, стоимость получения материалов, их применимость. Сегодня нам, таким образом, удалось повысить прочность льда в шесть раз!
***
Интерес к Арктике очень своевременный. Перефразируя Евтушенко, можно сказать: «Арктика в России больше, чем Арктика». Это англичане могут заниматься Арктикой из спортивного и туристического интереса, а для нашего государства это еще со времен Ломоносова, «прирастание могущества российского». Русский человек тем и интересен, что не пугался территорий с холодным климатом. Ведь только сейчас технологии дошли до того, что на Севере можно жить с определенным комфортом. Освоение Арктики шло периодами, играл свою роль климат. С потеплением народ двигался к Северу, а в холодные периоды, как правило, экспедиции заканчивались трагически. Социально-политические факторы также влияли на освоение Арктики — в эту сторону двигались те, кто спасался от татаро-монголов, потом – от церковных реформ. Волны охотников за пушниной, позже «золотая лихорадка»…
Из всех волн прихода русских в Арктику выделяется советский период. Медь, кобальт, никель, платина — страна нуждалась в редких металлах. Рудные и углеводородные месторождения — их разработка в Арктике – необходимость, поскольку месторождения в комфортных климатических зонах уже выработаны.
Кроме того, Арктика – это и вопрос безопасности границ, здесь 30 процентов сухопутной и 50 процентов морской границы. Защищать ее очень сложно, гораздо сложнее, чем нарушать.
Я верю, что государство должно обозначать свои приоритеты в виде больших проектов. Общество должно увлекаться, верить во что-то, это часть его нормального существования.
Конечно, есть и мода на Арктику. Бывают «модные» направления в науке — высокотемпературные сверхпроводники, нанотехнологии, а вот теперь — арктические исследования. Этот ажиотаж может пройти, но научная работа не должна останавливаться. Потому что Арктика — это конечно, модно сегодня. Но для России эта тема всегда будет актуальной.