МІКРОЧАСТИНКИ ДЛЯ МАКРОЗДОРОВ’Я
Як ми і обіцяли читачам (див. "ПВ" від 25 жовтня, "Мікротехнології на макрообладнанні"), газета продовжує тему напрацювань Хмельницьких науковців у найсучаснішому розділі науки — сфері нанотехнологій. Якщо перша публікація стосувалася, швидше, виробництва та аграрного сектора, нинішня — медицини.
БЕЗСМЕРТЯ МОЖЛИВЕ?
Для поняття нанотехнологія, мабуть, не існує вичерпного визначення, але за аналогією з існуючими нині мікротехнологіями випливає, що нанотехнології — технології, що оперують величинами порядку нанометра. Це мізерно мала величина (одна мільярдна метра) — в сотні разів менша за довжину хвилі видимого світла та порівняна з розмірами атомів. Тому перехід від "мікро" до "нано" — вже не кількісний, а якісний перехід — стрибок від маніпуляції речовиною до маніпуляції окремими атомами. А окреслив цей найперспективніший напрямок розвитку науки Нобелівський лауреат Річард Фейнман, один із розробників атомної бомби, автор найкращого курсу фізики, ще у 1959 році. У своїй доповіді "Там, унизу, ще багато місця" він передбачив, що з часом люди навчаться за допомогою відповідних пристроїв маніпулювати атомами. Принаймні це не протирічить фізичним законам.
З того часу людство пройшло величезний шлях у новому для нього мікросвіті. До прикладу, у 1968 році навчилося наносити на поверхні шар речовини завтовшки в один атом; у 1985 отримало перші штучні наночастинки — фулерени, які згадані у попередньому газетному матеріалі. Нині мова вже йде про мікроприлади, нанороботи. Так, науковці Массачусетського технологічного інституту наразі розробилисерію мікророботів під загальною назвою NanoWalkers (наноскороходи). Вони здатні виокремлювати конкретну клітину, всмоктувати її мікропіпетками та переносити в інше місце. Також "скороходам" до снаги, працюючи у парі, "спіймати клітину", утримати її, вприснути в неї розчин медикаменту або барвника. Крім того, медицина вже має у своєму арсеналі наночастинки (переважно на основі кремнію), які містять ліки та можуть доправляти їх до конкретних клітин.
Більше того, у цій галузі можливе створення роботів-лікарів, здатних "жити" всередині людського організму, усуваючи всі ушкодження, або запобігаючи їх виникненню. Теоретично, переконані оптимістично налаштовані вчені, нанотехнології здатні забезпечити людині фізичне безсмертя за рахунок того, що наномедицина зможе нескінченно регенерувати клітини, що відмирають...
НА ШЛЯХУ ДО ТЕРМІНАТОРА
Звісно, Хмельницький національний університет не може похвалитися такою базою, як в Массачусетського технологічного університету (після Кембриджу та Гарварду він посідає третю сходинку у рейтингу найкращих вишів планети). Тому в нас не роблять мікророботів, але в сфері біомеханіки та біоінженерії вчені ХНУ активно почали вести дослідження разом із польськими колегами і мають свої напрацювання та чудові перспективи.
Як розповів завідуючий кафедрою основ інженерної механіки Хмельницького національного університету професор Юрій Шалапко, на його кафедрі досліджують ^можливість надзміцнення поверхонь традиційних конструкційних матеріалів через впровадження наночасток перехідних металів, таких, як вольфрам, ніобій, хром, титан, молібден, та отримання нових поверхневих ефектів з біосумісності покриттів. Якщо більш конкретно, то наразі проводять роботи з використання наноматеріалів для зміцнення поверхні стрижня протезу для кульшового суглоба. Але ці ж розробки будуть корисні для імплантантів колінного чи ліктьового суглобів, зубних протезів. Перехід у світ нанорозмірів об'єктів примусив звернути увагу на фізичні явища, які до того часу були відомі, однак не були досліджені. В першу чергу, через відсутність сучасного експериментального обладнання, такого, як наносканери, наноіндентори та атомні силові мікроскопи. При діаметрах частин 1-2 нанометри,частинка являє собою практично одну поверхню і її властивості є унікальними. При цьому швидкість взаємодії речовини із зовнішнім середовищем завжди пропорційна величині поверхні".
Хмельницькі вчені працюють за проектом "Динаміка та міцність контактних поверхонь деталей машин, що модифікуються насиченням наночастками та регулярним армуванням поверхонь", який фінансується державою — близько 50 тисяч гривень на рік. "У процесі виконання цього проекту необхідно створити єдиний експериментально-обрахунковий комплекс для дослідження динамічних та фрикційних явищ на контактних поверхнях, а також математичні моделі механізмів руйнування поверхонь на нано- та макрорівні, — продовжив розповідь Юрій Шалапко. — Розробити методи насичення контактних поверхонь нанопорошками і відповідне устаткування для механічних випробувань. До виконання цих завдань долучені технологічні університети Польщі з міст Кракова, Кельце, Жешува, гірничо-металургійна академія в Кракові, Жилінський технологічний університет зі Словаччини. Теоретично (за деякими прогнозами) вважається, що нанотехнологія дозволить створювати практично будь-які вироби: від обчислювальних машин надвисокої продуктивності до штучних органів людини. Особливо це стосується вторгнення вобласть біології, біофізики та біотехнології. Сучасна біотехнологія розглядається, як перший етап становлення і розвитку нанотехнології, але поки їй доступний лише осмислений синтез відомих біологічно активних речовин і їх дуже обмежені варіації".
Зміцнення ендопротезів для хворих — вкрай актуальне питання. Річ у тім, що за кілька років звичайний протез без використання нанотехнологій може розхитатися. Що тоді? Чергове вкрай неприємне оперативне втручання? В ХНУ в лабораторних умовах і вивчають зносостійкість матеріалів при мікропереміщеннях. А використовуються ці напрацювання не тільки для безпосередніх потреб людини — її організму, айв обладнанні енергетичного сектора, механічних пристроях.
НАНОЗНАННЯ
Перебуваючи в університеті, довелося стати свідком розмови двох докторів наук. Точніше, монологу одного з них, який щойно повернувся з лекції. "Уявляєте, — каже він колезі, — половина групи прийшла на пару. Лише половина. І нічого не знають. Як я можу з ними працювати, якщо в них немає навіть уявлення ні про плече сили, якщо в них немає навіть уявлення ні про плече сили, ні про момент сили? Я почав ставити двійки, а потім схаменувся. Це ж прийшли на лекцію ті, що хоч щось знають. Що вже казати про іншу частину студентів! Виходить, що вони у виграші: двійок не отримали. А ці — наступного разу теж не прийдуть: навіщо їм двійки, — побачивши кореспондента, професор додав: — А ви так і напишіть"
От і подумалось наплодили в нас вишів стільки, що ледь не кожен має можливість здобувати вищу освіту. А чи має він хист, знання, бажання, чомусь забули подумати. Водночас поруйнували систему професійно-технічних училищ, де хлопці та дівчата, які й не прагнуть хапати зорі з неба, могли б спокійно підготуватися до дорослого життя. Більше того, складається враження, що часто-густо наші вузи — це привід "відкосити" від армії. Це для хлопців. Для деяких дівчат же, як влучно висловився один з професорів, — шлюбна агенція. Під час навчання окремі наші юнки не стільки думають про набуття знань, скільки про те, що за ці роки можна спокійно відпочити, познайомитися із хлопцями та вдало вискочити заміж.
От і маємо, що значна частина студентів не дуже й прагне знань. А ті, що отримають?.. Юрій Шалапко зазначив, що у Політехніці Свентокшиській в Кельцах, де за кошти євроспільноти (левову частку вклали не поляки, а євроспілка) зводиться корпус для нанодосліджень, молодший науковий співробітник отримує 1200 доларів на місяць Як вам спокуса для молодого вченого? Працювати в Україні за 1,5-2-2,5 тисячі гривень чи в євросоюзівській Польщі за 10 тисяч гривень?
З одного боку, небажання більшості студентів вчитися. З іншого, принада для розумного виїхати за кордон. Але ж ми повинні і навчити, і втримати (що не менш важливо) молодих учених. Будемо сподіватися, що держава надалі більш уважно ставитиметься до науки, фінансувати повною мірою, якщо не усі напрямки, то, принаймні, найбільш сучасні, які обіцяють проривні винаходи. Наприклад, ті ж дослідження у сфері нанотехнологій.
Костянтин ЗВАРИЧ.