Свойства водных растворов обсудят на конференции в Академии наук

Президент РФ Владимир Путин в минувшем году подписал указ о Десятилетии науки и технологий в Российской Федерации. Поставлена цель кардинальным образом увеличить вклад науки в повышение качества жизни граждан, привлечь к исследованиям и разработкам талантливых молодых людей. Подобные масштабные задачи ставят перед собой и ученые, изучающие фундаментальные свойства воды.

В ноябре в президиуме Российской академии наук пройдет VI Конференция "Физика водных растворов". "РГ" взяла интервью у профессора РАН Сергея Гудкова, российского биофизика, руководителя Центра биофотоники Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН.

Сергей Владимирович, в наше время принято большое значение придавать практическим результатам научных исследований. Возможно ли совмещать фундаментальную и прикладную науку?

Сергей Гудков: В нашем институте давно бытует мнение, что разделение науки на фундаментальную и прикладную ложно. Есть наука единая, а любой фундаментальный результат рано или поздно найдет свое применение в жизни. Эта позиция во многом связана с личностями людей, которые руководили институтом: основателем, Нобелевским лауреатом Александром Прохоровым, его преемником Иваном Щербаковым, и нашим действующим директором Сергеем Гарновым.

Каждый из этой триады является блестящим ученым и каждый, кстати, в той или иной мере интересовался проблемами физики водных растворов. В частности, по этой причине Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН и стал одним из организаторов конференции, посвященной данной теме.

В этом году состоится шестая по счету конференция. Изменился ли за эти годы формат мероприятия?

Сергей Гудков: На прошлом заседании оргкомитета мы как раз обсуждали эволюцию конференции. Все начиналось как дискуссионный клуб. Многих тогда заинтересовала проблема малых концентраций различных химических веществ в воде. Проблему поставил академик Александр Коновалов, химик. Он предположил, что химические вещества в сверхмалых концентрациях могут изменять фундаментальные физико-химические свойства водных растворов, при этом растворы могут переходить в некое новое состояние. Напомню, что с точки зрения классической химии малые концентрации веществ, по сути, примеси или следовые количества, слабо влияют на свойства растворов.

С точки зрения физики концепция также выглядела, мягко говоря, сомнительно. Разобраться в этом вопросе по линии Российской академии наук поручили академику Ивану Щербакову, который привлек к проблеме внимание многих научных сотрудников. Для обмена мнениями и проведения дискуссии было решено пригласить всех, кого интересует проблема малых концентраций. Так и "родилась" эта конференция.

Вода является базовым компонентом бесчисленного количества реагентов, материалов и пищи

Мы ожидали, что придет десяток исследователей, но, к нашему удивлению, мероприятие посетили около 30 человек, было восемь докладов. На закрытии конференции участники попросили сделать мероприятие регулярным, так родилась вторая конференция. Третья конференция уже стала всероссийской. Четвертую конференцию посетили иностранные гости. Пятая проходила с синхронным переводом пленарных докладов, а грядущая, шестая, станет первой международной. Можно резюмировать, что за последние шесть лет формат конференции изменился, пройдя путь от дискуссионного клуба до серьезного международного мероприятия.

В этом году, как и прежде, конференция пройдет в Российской академии наук. Мероприятие будет многодневным, с параллельными выступлениями в нескольких залах. Планируется заслушать почти полторы сотни докладов. Из новшеств этого года следует отметить концепцию секционных пленарных докладов. Кратко напомню, что интересы участников конференции лежат в области влияния внешних воздействий на состав водных растворов, многие изучают модели строения и химической кинетики водных растворов. Также на конференции рассматривается роль водных растворов в биологических системах и материаловедении.

Конференция выросла из дискуссионного клуба до международного мероприятия

Еще одной важной темой является разработка новых методов исследования водных растворов. По каждой тематике приглашены несколько авторитетных докладчиков. При этом мы старались смотреть на проблему очень широко: от анализа отдельных молекул до исследования мирового океана и космоса. Так, среди заявленных пленарных докладчиков присутствуют академики Роберт Нигматулин, Лев Зелёный и Юрий Рахманин. На конференции обычно довольно много и молодых исследователей, концепция секционных пленарных докладов направлена именно на них.

Нужно отметить, что развивается не только само мероприятие, но и ресурсы, связанные с ним. Например, в этом году запущен новый замечательный сайт мероприятия: physwatsol.ru. Сайт интегрирован в современную цифровую систему и является крайне информативным и удобным для пользователей.

С чем связан столь высокий интерес к исследованиям воды и растворов?

Сергей Гудков: Вода занимает большую часть поверхности нашей планеты. В атмосфере Земли 10 в 17-й степени литров воды. Все живое состоит в том числе из воды, например, медуза - на 99%, клубника - на 90%, человек - на 80%. Вода является базовым компонентом бесчисленного количества реагентов, материалов и пищи. Около 20% всей мировой электроэнергии вырабатывается на гидроэлектростанциях. Очевидно, что всеми этими проблемами занимаются специалисты из разных областей знания. Они говорят на разных языках и имеют различное представление о свойствах воды. Наша конференция "Физика водных растворов" направлена на укрепление взаимосвязи между различными дисциплинами. Здесь происходит трансфер новых знаний, идей и методов между дисциплинами.

Есть ли примеры прикладного использования знаний, полученных в результате фундаментальных исследований водных растворов?

Сергей Гудков: Да, конечно. Я ранее рассказывал, что конференция началась, по сути, с обсуждения проблемы, сформулированной академиком Коноваловым. Он утверждал, что малые концентрации веществ могут влиять и на способность водных растворов рассеивать свет. Данное утверждение решено было проверить на практике, и для этого в нашем институте под руководством академика Ивана Щербакова были начаты исследования. Впоследствии они показали, что подобные изменения в светорассеянии в существенной мере связаны не с малыми концентрациями, а с физическими воздействиями, применяемыми для получения таких малых концентраций. Из этих работ следует, что под действием внешних сил изменяется химический состав водных растворов и их физические свойства, например, вязкость.

Сейчас ведутся работы по объяснению этих явлений и построению моделей, описывающих эти процессы. Результаты исследований уже сегодня нашли практическое применение. Так, в нашем институте было разработано и построено несколько оптических установок для изучения светорассеяния различных растворов. В процессе исследований было выяснено, что разработанные приборы могли успешно количественно оценивать концентрацию нано- и микроразмерных объектов в растворах, а в ряде случаев различать и их размеры. В этот момент технологией заинтересовался академик Андрей Измайлов, механизатор сельского хозяйства, директор ФНАЦ ВИМ. Под руководством академика Алексея Дорохова началась успешная совместная работа двух институтов. Сейчас данная технология нашла применение при разработке устройств для оценки качества молока. На мой взгляд, это отличный пример прикладного использования знаний, полученных в результате фундаментальной научной работы. Мы уверены, что деятельность конференции и впредь будет способствовать появлению в мире новых технологий, материалов и устройств, востребованных в самых разных отраслях индустрии - сельском хозяйстве, медицине, фармацевтике и многих других.