Знаменитый физик, открыватель графена, лауреат Нобелевской и даже Шнобелевской премий, рыцарь Британской империи Андрей Гейм давно покинул Россию и работает в крупнейших западных научных центрах.

На прошлой неделе он неожиданно приехал в Москву, принял участие в заседании Общественного совета при Минобрнауки и стал его почетным председателем. В завершение московской миссии нобелевский лауреат рассказал РБК о своем изобретении и его перспективах, а также о заплывших мозгах, застое и об обывателях, угрожающих гибелью человечеству.

- Все слышали об открытии графена, знают о Вашей Нобелевской премии, много говорится об огромных перспективах нового материала. Расскажите, пожалуйста, подробнее...


– Я не являюсь индустриалистом и застройщиком, я – человек, который прорубает джунгли и первым прокладывает дорогу другим. Я занимаюсь фундаментальными исследованиями и не отвечаю за то, что может случиться с прикладными исследованиями. Будет ли графен использоваться в индустрии, будут ли из него делать то, что могут пощупать обычные люди, я за это не ответственен.

Но в оправдание всех других, индустриалистов и разработчиков, должен сказать, что обычно требуется 40 лет, чтобы новый материал из академической лаборатории превратился в коммерческий продукт. Графену только восемь лет, люди стали интересоваться графеном с 2007 году, и уже несколько лет он в индустриальных лабораториях у того же Samsung, в куче японских лабораторий.

За последние два года все медленно начало рассеиваться в различные предложения. Я уже видел мобильный телефон Lenovo c тач-экраном, сделанным из графена: ничем не отличается от обычного. В настоящий момент это тестовый экземпляр. Есть надежда, что он будет дешевле нынешних смартфонов. Есть большая надежда, что боковая поверхность, которая никак не используется в современных мобильных телефонах, тоже станет тачскрином. Японская компания Sony делает 100-метровые рулоны графена. Я знаю компанию, которая называется Blue stone, у них та же задача: десятикилометровые рулоны графена производить на продажу. Изначальная цель - мобильные телефоны.

Все выглядит очень оптимистично и, по сравнению с другими материалами, происходит со скоростью света. У графена много титулов. Похоже, что он заслуживает титул материала, который быстрее других перешел из науки в настоящее производство. Остается подождать несколько лет, чтобы увидеть этот материал в коммерческой продукции.

А мечты стать миллиардером и открыть собственное производство у меня никогда не было и нет. Я для этого плохо образован, у меня для этого нет стимулов, нет горячего желания стать богатым человеком, а у других есть. Я – профессионал.

Обычно считается, что для ученого хорошо открыть направление или область в науке. Мне приписывают создание трех направлений: gecko tape (суперклей "по рецепту" гекконов), графен и диамагнитная левитация.

Похоже, что мы открыли еще и четвертую область, чем я и занимаюсь последние два года. Она совершенно новая, но немного похожа на графен. Что такое графен: мы из куска графита вытащили одну атомную плоскость, научились ее мерить, научились с ней обращаться, научились ее делать. Мы таким же образом можем разобрать на отдельные плоскости два десятка других материалов.

Наше новое направление - это научное открытие, потому что было непонятно, возможно такое или невозможно. Мы берем отдельные листочки атомарной толщины и складываем в новые материалы, строя слой за слоем нового типа материалы.

Наверное, любой другой человек, если бы вы его спросили два года назад, сказал бы, что это невозможно. Насыпать друг на друга отдельные листочки можно, но они будут склеены какой-то грязью. Казалось, нереально сделать их чистыми, как новые кристаллы. Оказалось, что такое возможно. Новая парадигма - искусственные материалы, построенные из отдельных плоскостей, которые вытащили или вырастили таким способом. Если графен - двухмерный материал – столько нового привнес, можно себе представить огромную возможность комбинировать различные материалы и делать различные трехмерные структуры из библиотеки материалов, которая на сегодняшний день состоит из двух десятков. Это обещает быть такой же горячей и такой же продуктивной областью как графен. Минимум из того, что мы можем ожидать, – такие структуры, построенные из отдельных плоскостей, по крайней мере, помогут графену быть конкурентоспособным в тех областях, где он немножко недотягивает, а его комбинация с другими материалами может помочь.

Кто знает, что может случиться, когда имеется абсолютно новый класс материалов, не имеющих толщины, их толщина – один атомный слой, меньше невозможно представить. Теперь мы имеем новый класс материалов, которые мы можем по желанию складывать как конструктор «Лего». Ты можешь конструировать все, что можешь представить.

- Чтобы было понятнее далеким от науки людям: что можно будет создать из этих трехмерных материалов?

– Я часто повторяю фразу, что я аккуратно могу предсказывать только прошлое. Я могу привести пример, который наверняка не случится, но на нем можно показать, какого рода трюки можно будет делать. Существует класс материалов, который называется «высокотемпературные сверхпроводники». 20 лет назад был огромный бум по этому поводу. Надеялись найти комнатно-температурную сверхпроводимость, тогда начнут поезда летать, провода начнут делать из высокотемпературных сверхпроводников. Но этого не случилось. В каком-то месте стало очень сложно повышать температуру этих материалов – дошли до предела. Мы знаем, что температура зависит от многих параметров, и один из этих параметров – это насколько далеко друг от друга полупроводящие плоскости находятся. Чем дальше – тем выше температура, но чем дальше – тем менее стабильными становятся сверхпроводники.

Это несколько детский, наивный, вопрос, но почему бы его не задать. Что будет, если мы разберем сверхпроводники, где случилась эта точка, этот непреодолимый барьер, чтобы сделать его пригодным для температуры, разберем его и вставим туда дополнительные плоскости, мы соберем другой материал, видоизмененный материал, который покажет более высокую сверхпроводящую температуру.

Скажем, Жорес Алферов получил свою Нобелевскую премию за гетероструктуры, которые на сегодняшний момент выращиваются при использовании очень ограниченного числа материалов. Это опять слоистые структуры, выращенные слой за слоем. На этом принципе сделаны многие лазеры, светодиоды, транзисторы и тому подобное. Даже для этой деятельности гетероструктур предложен вариант делать их с атомарной точностью, чего невозможно достичь другими технологиями. Что из этого получится, увидим, это то, чем мы пытаемся заниматься, это только зарождающаяся деятельность. Основные амбиции в этой области - сделать новые типы гетероструктур с лучшими лазерами, новыми типами транзисторов. Например, транзистор на графене, как теперь известно, невозможен. А вот транзистор с использованием слоистых гетероструктур, с использованием также графена был недавно продемонстрирован многими группами.

Наш конструктор, позволяющий складывать что-то из материалов существенно расширился. Конечно, до сверхпроводимости, о которой я сказал, слишком далеко. Но такие мысли приходят многим группам во всем мире: создадим слоистый материал, который природа не может создать.

– В своей нашумевшей статье Вы написали, что человечеству для новой индустриальной революции нужен грозящий Земле астероид. Но получается, что революция в науке возможна и без угроз из космоса...

– Нет, к сожалению, экономика и наука отсоединены друг от друга. За последние 50 лет, после того, как закончились «холодные и горячие» войны, человечество живет в очень комфортабельных условиях. Мозги в этом комфорте покрылись тонким слоем жирка. Homo sapiens – не слишком рациональные животные, которые часто повторяют: «Хотим все сразу, сегодня, а не через 50 лет». Под этим давлением, которое мы сами, не замечая того, создаем, сократили капиталовложения в науку.

Это, конечно, штамп, но войны и военная промышленность стимулировали капиталовложения в науку. Те же спутники, те же полеты на Луну были спровоцированы гонкой вооружений. Такой угрозы больше нет. И что случилось в мире? Государства меньше и меньше денег вкладывают в университетскую и академическую науку, в фундаментальные исследования.

То же самое делается со стороны индустрии. Наилучший способ поднять цену акций - это заявить во всеуслышание, что ваша компания закрывает исследовательскую лабораторию. За последние 20-30 лет всемирно известные лаборатории IBM, медицинские лаборатории в Англии и многие другие либо закрылись, либо стали заниматься конкретными разработками, которые дальше, чем на три года вперед, не смотрят. И это не вина компаний - это просто давление рынка. Рынки хотят как можно больше дохода, и не через 50 лет, а на следующий год. Те компании, которые вкладывают на 50 лет вперед, просто не выживают в этой системе.

Компании сейчас надеются, что технологии будут развиваться в академических институтах и университетах, но, к сожалению, масштаб таких работ совсем не тот. Я говорил с главами компаний по всему миру. Некоторым, конечно, неинтересно, что происходит в науке, их волнует только то, что будет с ними через год-два. Но существуют компании, которые хотят что-то хорошее большое через 10-20 лет. Но даже с этими компаниями невозможно переступить ту пропасть, которую мы сами создали между академическими разработками и технологиями.

В университетах на маленьком уровне делаются разработки, все на уровне отдельных лабораторий, перевести такие технологии в большие компании практически невозможно. Маленькие компании какую-то роль играют. Функция маленьких компаний – начать разработку, а потом быть поглощенными большими компаниями. Но это очень медленный путь. В графене он возможен, это новые материалы.

А какие-то новые прорывные технологии, например технологии холодного «термояда», финансируются исключительно государствами, и налогоплательщики этих стран недовольны. Все недовольны, что до сих пор ничего не сделали. Это фундаментальные исследования, никто не может предсказать, будут они через 10, 20 или 50 лет успешными. Но одна из самых больших проблем, стоящих перед человечеством, – где брать энергию. Нефть жечь невозможно. И в то же время американский конгресс говорит: «Вы нам обещали управляемый «термояд» в прошлом году, но не соблюли сроки поставки управляемого «термояда». Вот такое обывательское отношение к науке. Если бы какая-нибудь комета угрожала человечеству, психология бы изменилась.