Экологи серьезно обеспокоены тем, что сегодня на полигоны ТБО попадают ядовитые вещества. Чтобы их обезвредить, нужно найти, а это не просто. Младший научный сотрудник лаборатории новых органических материалов Антон ШАЦАУСКАС разрабатывает специальные сенсоры, которые способны подсказать ученым, какой металл – ртуть, цинк, кадмий или другой – стал источником проблемы. О своей работе он рассказал корреспонденту «КВ» Анастасии ИЛЬЧЕНКО.
– Антон, какой проект вы представляли на конкурсе «У.М.Н.И.К.»?
– Его тема – разработка сенсоров катиона металлов. Катион металла – это наиболее распространенная форма нахождения металлов в природе. Ведь они в металлическом состоянии редко существуют. В процессе окисления при потере какого-то количества электронов образуется более устойчивое состояние – катион. Он хорошо растворяется в воде, поэтому, скажем, в сточных водах металлургического предприятия много катионов того металла, который они обрабатывают. Или, например, в нашем организме натрий и кальций существует в виде катионов, а не в металлическом состоянии. Если вы выбросите металлическое железо, оно со временем превратится в катион. Молекулы, которые мы синтезируем, в свободном состоянии флуоресцируют зеленым светом, а при комплексообразовании с каким-то определенным катионом могут изменить свою люминесценцию – исчезнуть или поменять цвет. На «У.М.Н.И.К.е» я представлял сенсор на катион цинка.
– Расскажите об особенностях вашей разработки?
– Преимущество люминесцентного анализа над другими – в высокой чувствительности. С его помощью можно определять предельно допустимые концентрации, например, ртути в почве, изучать мелкие примеси, которые могут оказаться вредными.
– В каких сферах могут применяться сенсоры?
– В лабораториях, занимающихся исследованиями различных биологических или экологических систем. Мы создали готовый сенсор, нужен только прибор, который зафиксирует люминесценцию. Использоваться наш сенсор может для контроля за количеством микроэлементов в организме либо в экологии – для контроля содержания редкоземельных и различных опасных элементов, которых не может быть много. Люди выбрасывают на свалки кадмиевую батарейку или термометр, земля все это впитывает, а потом грунтовые воды вымывают. С помощью же нашего изобретения можно отследить содержание этого вещества в почве даже в микроколичествах.
– Сколько времени займет процесс определения?
– Он не длительный, займет около часа: взяли образец, извлекли катион, добавили наш порошок, возможно, подогрели, помешали, и можно записывать результат. Кроме того, это проект быстрой коммерциализации: сварили, отработали методики анализа на основе данных люминофоров и уже можем продавать аналитический люминофор-реагент. Нужен только прибор, и можно проводить анализ.
– Какие элементы способен выявить порошок?
– Пока только цинк. Порошок является селективным, т.е. он не будет давать сигнала на другие катионы. В неселективных методах определяется суммарное количество катионов, но гораздо важнее селективные, где определяется конкретный металл – цинк, медь, железо и др. Суть проекта – создать не один люминофор, а множество. Клиент сможет выбирать.
– Люминофор потребителю потребуется в больших количествах?
– Для анализа нужно очень мало вещества. Это не крупнотоннажное производство, а глубокая переработка, наукоемкая, поэтому здесь граммы стоят тысячи долларов, но потребителю требуются миллиграммы. Грамма хватит надолго. Мы сможем получать прибыль с очень малых количеств. Но пока это только в мечтах.
– Кто может быть вашим потенциальным клиентом?
– Любая органическая лаборатория, того же Водоканала, гальванические предприятия, нефтезавод – там используются редкоземельные металлы. А есть еще металлургические края, как Красноярский, Кузбасс. Ведь даже в отходах можно найти много чего ценного. Кроме того, любая медицинская лаборатория с помощью люминофора сможет проводить анализ на микроэлементы.
– Проектом уже интересовались?
– Мы его не закончили, поэтому пока не выходили на рынок. Чтобы искать заинтересованных лиц, нужен готовый проект, а у нас описан только первый люминофор. Есть фирмы типа немецкой Bayer, они ничего не производят, просто закупают и перепродают. Если мы что-то синтезируем и запатентуем, сможем через них торговать люминофором. Потребителю не важно, из чего он сделан, главное – цена, тот, кто будет делать дешевле, сможет перебивать конкурентов. Мы, скорее всего, тоже будем распространять через Bayer, потому что обзвонить каждую лабораторию и навязывать свой люминофор – это просто тыкать пальцем в небо. Заказчики сами выходят на их сайт. Разумеется, мы постараемся брать ценой.
– Существуют ли другие сферы использования проекта?
– Конечно, например, в органической электронике для создания материалов для полупроводников или для транзисторов. Сейчас идет переход от неорганических к органическим светодиодам, потому что получаются более гибкие, долгоживущие электронные приборы, тот же новый айфон, который гнется. С неорганическим светодиодом такое невозможно – он треснет, а органический позволяет создать экран толщиной в лист бумаги, ударостойкий, плюс у него выше КПД и меньше энергозатрат. Все неорганическое – хрупкое, оно может перегореть. Девушка из нашей лаборатории выступала на конкурсе с органическими светодиодами, но в комиссии решили, что она собирается конкурировать с Samsung, выходить на рынок, который поделили шесть компаний. На самом деле мы можем заниматься созданием светоизлучающего материала и продажей Samsung, т.е. не конкурировать, а сотрудничать с ними. Можно использовать люминофоры и в медицине.
– Антон, когда вы говорите «мы», кого еще имеете в виду?
– В науке нельзя говорить «я». Любая студенческая или аспирантская работа не индивидуальна, ведь это не монография. Как минимум, в ней принимает участие твой научный руководитель. Задумка и корректировка планов идет через него. Плюс есть еще люди, которые тебя обучают, ведь понятно, что профессор не будет учить ковыряться в смоле. Когда я был студентом, меня обучала аспирантка, а сейчас у меня есть студенты, с которыми я работаю. Говоря «мы», я имею в виду всю научную группу. Да, это конкурс для молодых ученых, но всем им кто-то помогает с реализацией проекта.
– Интерес к химии у вас появился давно?
– Сначала я интересовался астрономией, потом математикой. Мне всегда было тяжело с гуманитарными дисциплинами, дружил, пожалуй, только с историей, потому что там все-таки есть какая-то закономерность. В химии же есть что-то волшебное – превращение одного вещества в другое. После окончания ОмГУ меня позвали в аспирантуру ОмГТУ, здесь нужны были синтетики в лаборатории органических материалов. Год я слонялся по старым базам, а с прошлого лета работаю в новой лаборатории, которую только открыли. По сравнению со старыми базами, которые создавали еще в 70-х годах, это небо и земля. Она полностью современная. Конечно, роль в переходе в ОмГТУ сыграло и то, что в классическом университете закрыли бюджетные места в аспирантуру.
– Тема вашей диссертации созвучна проекту, с которым вы выиграли «У.М.Н.И.К.»?
– Нет, тема диссертации шире. Не все из моей научной работы можно коммерциализовать. Защита по плану назначена на 2018 год. Но, как показывает практика, это ничего не значит, можно защититься раньше, а можно и сильно затянуть.
– Антон, на что вы потратите грант в 400 тысяч?
– В основном на реактивы. Если его не хватит, есть университет, другие источники финансирования, гранты.
– Многие выпускники вузов сегодня уезжают в города, где более высокая заработная плата. У вас нет таких планов?
– Чтобы покинуть Омск, нужно знать куда, а мне пока вариантов не предлагали. Да, у ученых зарплата небольшая, но есть гранты. И сумма гранта не зависит от вашего месторасположения, а жить дешевле в Омске. К тому же некоторые гранты на Москву и Санкт-Петербург не распространяются.
– Чем увлекаетесь в свободное время?
– В последний год у меня есть только работа и сон. Диссертация и аспирантура забирают все силы. У меня один выходной в неделю – воскресенье. Только в отпуске удается на недельку съездить на море, зимой – покататься на Шерегеше.
